[发明专利]水泥基材料早龄期自收缩测量装置及测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水泥基材料早龄期自收缩测量装置及测量方法，属于水泥材料性能测量技术领域。

背景技术

随着社会的不断进步与发展，实际工程中对混凝土等水泥基材料的性能要求越来越高，同时伴随高性能混凝土的高收缩导致的施工期开裂也越来越普遍。而混凝土结构开裂，其耐久性、长期力学性能、整体性能和美观性能均将大为削弱，甚至严重丧失，是目前影响工程安全性、耐久性降低的主要原因之一。因此，为了有效减小和控制自收缩、提高其耐久性，首要解决的问题是建立测量自收缩的准确有效方法和方便测试装置。

水泥基材料内部温湿度是影响其收缩的重要因素，水泥基材料入模后，由于胶凝材料水化以及环境温度影响，其内部温湿度经历复杂变化。在测量水泥基材料收缩时，同时测量试件内部的温度和湿度，有助于揭示收缩的机理，从而从机理上采取减小有害收缩的手段和方法。

目前已建立了多种水泥基材料自收缩测量方法，部分方法已被各种专业性标准和规范所采用，例如中国国标GBJ82-85、中国交通行业标准JTJ270-98、中国电力行业标准DL/T5150-2001中采用的卧式混凝土收缩测定仪方法，国外混凝土收缩试验方法主要是比长仪方法，如美国ASTM C157/C157M-2003、ASTM C490a-2000，英国标准BS1881：Part5，日本标准JIS A 1129：2001中采用的方法等。上述方法都存在无法解决对早龄期1d内收缩测量的缺点，且基本都在标准养护条件下进行。但是自收缩与凝胶材料的水化进程、环境温湿度密切相关，早龄期收缩变形发展迅速、复杂，且实际工程中混凝土浇筑后经历较复杂的温度、湿度历程，因此准确测量不同温湿度作用下早龄期的自收缩非常重要。然而对于早龄期的水泥基材料而言，自收缩的测量并无统一的标准方法可依，目前已有的测试方法绝大多数存在起测龄期较晚、起测龄期较难判断等不足之处，直接影响测试的精度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有水泥基材料自收缩测量技术的不足，提供一种水泥基材料早龄期自收缩测量装置及测量方法，从水泥基材料稍具塑性后即可进行变形的测量，可测量水泥基材料从超早龄期到硬化的自收缩情况，同时可更准确确定等效初凝时间，从而更加精确确定自收缩起测时间，为水泥基材料早期力学、变形性能研究及数值仿真分析提供准确的自收缩技术参数。

本发明的水泥基材料早龄期自收缩测量装置，包括试件模具、预埋标靶及位移测量系统；所述试件模具包括外模和内模，外模为上部开口的盒状长方体，内模为可容纳于外模中的长方框，在外模的两个相对的端面和内模的两个相对的端面的对应位置处分别设置有一圆形通孔；所述预埋标靶包括相互适配的内螺纹空心管和螺纹杆，该螺纹杆可穿过所述内模和外模上的圆形通孔；所述位移测量系统为非接触式位移测量系统，包括位移传感器和位移信号采集处理单元，位移传感器可非接触地监测预埋标靶的位移并将监测到的位移信息传输至位移信号采集处理单元处理。

优选地，所述外模由可拆装的两块端板、两块侧板及一块底板组成；内模由相互分离的两块端板和两块侧板组成，所述圆形通孔分别设置于外模的两块端板和内模的两块端板的对应位置处。

优选地，内模组成的空间为截面尺寸为150mm×150mm，长度为500mm。

优选地，所述组成预埋标靶的内螺纹空心管和螺纹杆由塑料类或低密度合金等轻质材料制成。

优选地，所述组成预埋标靶的内螺纹空心管上设置有至少一片沿径向向外扩展且关于内螺纹空心管轴线对称的扩展片。所述扩展片的形状优选圆形、方形、或十字形。

优选地，所述组成预埋标靶的螺纹杆的一端为垂直于螺纹杆轴线的扩大的平面。

优选地，所述位移传感器为电涡流式位移传感器或激光位移传感器。

优选地，所述外模和内模的材质均为有机玻璃或合金，外模的厚度为15~25mm，内模的厚度为2-3mm。

进一步地，所述测量装置还包括可容纳所述试件模具的试验箱，该试验箱内部的温度和湿度可调整。

一种水泥基材料早龄期自收缩测量方法，使用如上所述水泥基材料早龄期自收缩测量装置，包括以下步骤：

步骤1、将所述内模放置于外模中，并使外模两端的圆形通孔与内模两端的圆形通孔分别对准；将两个预埋标靶的螺纹杆分别穿过外模和内模两侧的圆形通孔，然后在两个螺纹杆位于内模内部的一端分别拧入相应的内螺纹空心管，再分别用螺母将两根螺纹杆固定在外模上，同时在内模内部铺设塑料薄膜；

步骤2、根据试验目的，将搅拌后的待测水泥基材料注入内模中形成试件，并用塑料薄膜覆盖试件上表面；