[发明专利]一种混凝土早期抗裂性能测试装置及测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及建筑技术领域，具体涉及一种混凝土早期抗裂性能测试装置及测试方法，能够快速准确的测试出不同混凝土的抗裂性能，适用于在现场工地进行混凝土材料测试。 

背景技术

关于混凝土材料开裂性能的研究已成为混凝土研究中的重要内容之一。目前混凝土开裂变形性能的测试方法，主要分为无约束条件下混凝土收缩测试方法以及约束条件下混凝土开裂性能测试方法。测试混凝土在约束条件下的变性性能，更能接近混凝土在实际工程中的使用状况，但是目前国内外混凝土材料标准中尚无评价混凝土材料在约束条件下开裂性能的统一测试方法，各国对混凝土开裂性能的测试方法都尚处于试验阶段，没有形成统一的标准。 

目前常用的混凝土在约束条件下开裂性能的测试方法主要有平板法、圆环法和棱柱体法，这些方法虽然能够解决一定的问题，但各自也存在不足： 

1、平板式限制收缩开裂试验方法〔平板法〕 

平板式限制收缩开裂试验方法中试件为平板状，试件的变形受到底座或者两端钢模板或钢筋条的约束。如图1所示，试件为600mm×600mm×63mm的平面薄板，底座也是钢材质，混凝土浇筑在钢模内，钢模内衬塑料薄膜，当混凝土浇筑后，发生收缩时受到四周的钢筋条的约束，混凝土变形受到约束限制，约束应力大于混凝土拉力时，试件会出现开裂。平板法的主要特点是比较易于操作，能迅速有效的研究混凝土和砂浆的塑性干缩性能。目前国内外主要的平板实验方法有： 

(1)Kraai法(美国) 

此种研究混凝土抗裂性的平板试验装置及测试方法由圣约瑟(San Jose)州立大学的Kraai提出，由放置在周边的L形钢筋网提供约束，试模内部底面铺一层塑料薄膜以减少对混凝土的约束。试件浇筑后，用太阳灯和电风扇模拟工作环境，24小时后，测定裂缝长度和宽度。由于试模尺寸厚度为19mm，比较薄，只适合用于研究砂浆和筛出石子后的混凝土的收缩开裂，后经过改进，才可以用来测试混凝土的开裂性能。 

此方法在美国ACI协会报告中(ACI 544.2R-89 Measurement of Properties of Fiber Reinforced Concrete)推荐为测试合成纤维混凝土开裂性能的一种方法。 

(2)ICBO(International Conference of Building Officials)标准法(国际建筑学会) 

在对混凝土抗塑性收缩和干燥收缩开裂的研究中，Parviz Soroushian的研究小组(美国密西根州立大学)采用了一种弯起钢板充当约束的平板式试验装置。这种方法采用单槽诱导裂缝出现，使试验效果更加突出，可更加迅速的评价混凝土的开裂性能，如果结合一些必要的图像分析和处理方法，能提供一套粗略定量评价混凝土开裂性能的方法。此方法也被ICBO(International Conference of Building Officials)的合成纤维混凝土标准(Acceptance Criteria for Concrete with Synthetic Fibers)推荐为检测混凝土开裂性能的方法。 

该方法试模尺寸560mm×365mm×114mm，用弯起的波浪形的薄钢板提供约束，混凝土填充在模具中，上表面暴露于风速为9.5m/s、相对湿度40％的环境中，持续3小时。由于试模尺寸厚度为114mm，可用于研究混凝土和砂浆塑性收缩和干燥收缩引起的开裂。美国的Purdue大学在这方面的工作开展得很多。但此种方法仅设一道单槽刀口诱导裂缝，仅仅能表征刀口处混 凝土的开裂性能，且由于骨料在混凝土中分布不均匀，单槽刀口诱导产生的裂缝受干扰影响因素较多，对整体混凝土代表性较小。 

以上这两种试验方法采用相同的开裂评价指标，即收缩裂缝指数。根据裂缝的宽度，将裂缝分为大(大于3mm)、中(2-3mm)，小(1-2mm)，细(小于1mm)四种类型，定义其度量指数分别为3，2，1，0.5，每一度量指数乘以其相应的裂缝长度，相加后即为该试件的收缩裂缝指数。用裂缝控制率来评价对混凝土和砂浆抗裂性的改善程度。 

裂缝控制率：K＝(1-m/m0)×100％； 

其中：K表示裂缝控制率；m为改性后的砂浆的裂缝指数；m0为基准砂浆的裂缝指数。