[发明专利]水泥基复合材料硬化后体积变形实时测试装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及建筑材料测试技术领域，特别地，涉及一种水泥基复合材料硬化后体积变形实时测试装置及方法。

背景技术

目前水泥和混凝土制备及测试技术不断飞跃，水泥基材料组成成分越来越复杂化、多样化，主要是以无机矿物掺合料、外加剂以及不同种类有机材料的掺入来改善混凝土的工作性能、耐久性和强度，形成水泥基复合材料；该材料体系将成为今后土木工程材料发展的重要趋势之一。特别是，带有良好的活性效应、形态效应、微集料效应的粉煤灰，流变特性突出的乳化沥青，以及带来微膨胀效应的石膏等等，往往成为在配制水泥基复合材料中不可缺少的重要组分。

组分多样化后，则会对材料的物理性质产生各种影响，例如化学收缩、自收缩、温度变形、干燥收缩等造成的体积减缩。随着水泥基材料凝结硬化后的强度变大，收缩变形将会直接引发材料的开裂，因而必须对水泥基材料硬化后的体积变形进行监测和预估，从而找到相应措施控制和抑制其产生过大的体积变形，改善水泥基材料的长期性能。

当前，对于水泥基材料体积变形的测试主要有测长法、体积测试法、传感器测试法等。但现有的方法均存在一定的缺点，具体表现在：

1）大多数测长法测试试件时都要移动试件，不能实现其在线连续进行测试；不仅工作量大而且可能引入人为的影响因素；

2）传感器测试法能够实现在线连续监测，但成本较高，同时受测试仪器的精度影响较大；

3）体积测试法主要针对不规则材料整体的体积变形，而较多情况下会受到容器或试模内壁对材料体积变形的约束，导致测试结果出现一定的误差；

4）大多数测试方法更多地关注材料收缩变形的测试，而未能精确、有效地测试其膨胀变形，并将其膨胀变形量化。

因此，市场上急需一种可精确测试水泥基材料体积变形的工具。

发明内容

本发明目的在于提供一种水泥基复合材料硬化后体积变形实时测试装置及方法，以解决技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种水泥基复合材料硬化后体积变形实时测试装置，包括测量部件、可分离部件和固定部件；

所述固定部件包括底座和外模，所述外模设置在底座边缘，与所述底座垂直；

所述可分离部件包括与所述底座垂直的圆形内模，所述圆形内模的直径为所述外模宽度的0.5-0.8倍；

所述测量部件包括若干个千分表和若干个测试探头，所述千分表穿过所述外模和所述圆形内模上设置的孔洞；所述测试探头预埋在试件中，所述测试探头位置与所述千分表相对应。

优选的，所述千分表数量为四个，呈十字形分布。

优选的，所述可分离部件还包括T型旋杆和螺栓连接杆，所述T型旋杆穿过外模，所述螺栓连接杆设置在所述圆形内模的外侧表面上；所述螺栓连接杆端部的螺纹与所述T型旋杆端部的螺旋凹槽连接而成。

优选的，所述圆形内模由四块圆心角为90°的圆弧形内模拼接而成，所述T型旋杆设置在所述圆弧形内模的弧线中点位置。

优选的，所述圆形内模的直径为内模高度的4-8倍。

优选的，所述可分离部件还包括底座垫板，所述底座垫板的大小与所述底座上表面预留的凹槽大小相适配；所述底座垫板的上表面突出于所述底座的上表面；所述圆形内模底部与所述底座垫板边缘相适配；所述底座垫板和所述圆形内模为特氟龙材质。

本发明还提供了一种水泥基复合材料硬化后体积变形实时测试方法，包括以下步骤：

A、将圆形内模置于底座上的外模内；

B、将内部含有测试探头的水泥基复合材料试件充满圆形内模内的空间，标准养护其达到初凝；

C、分离并取走所述圆形内模；

D、通过外模上预留的孔道，安装若干块千分表于测试探头处；

E、将千分表测头接触试件测试探头，调整千分表归零；

F、连续监测千分表读数，记录数据，计算各龄期体积变形量。

优选的，所述步骤D包括：通过外模上预留的孔道，将四块千分表呈十字形安装于测试探头处。

优选的，所述步骤F包括：连续监测千分表读数，记录四个千分表的读数，按照如下计算公式计算各龄期总体积变形百分率：

a＝d₀+(X_A+X_C)

b＝d₀+(X_B+X_D)