[发明专利]一种砌墙砖吸水膨胀变形动态测试仪与测试方法

权利要求书

1.一种砌墙砖吸水膨胀变形动态测试仪，其特征在于：包括千分表、电子天平、玻璃千分表底座、石英管、第一螺纹杆、玻璃试件底座、转换梁、横梁、水箱盖板、水箱箱体和电脑；水箱箱体设有水箱盖板，设置在水箱箱体内的试件的上端面和下端面分别设有上玻璃片和下玻璃垫片；试件的上端和下端分别设有玻璃千分表底座和玻璃试件底座；在试件的两侧，玻璃千分表底座和玻璃试件底座分别开孔，两石英管端头分别设置在两侧的开孔位置；每个石英管内分别设有第一螺纹杆，两根第一螺纹杆上均设第一螺母和第一弹簧垫圈以及第二螺母和第二弹簧垫圈，将第一螺纹杆连接在玻璃千分表底座和玻璃试件底座上；第一螺纹杆与第一螺母和第二螺母固定连接，第一弹簧垫圈、第二弹簧垫圈、石英管以及玻璃千分表底座和和玻璃试件底座之间均为活动连接；试件下端面中心钻垂直孔，预埋试件固定螺杆和中心穿孔的下玻璃垫片，试件固定螺杆通过试件固定螺母固定在玻璃试件底座上；千分表固定在玻璃千分表底座上，千分表的千分表头与试件的上玻璃片接触；玻璃千分表底座上端设有转换梁，第一螺纹杆穿过玻璃千分表底座与转换梁连接；

在水箱盖板上放置电子天平，在电子天平上放置横梁，横梁和转换梁通过穿过水箱盖板的第二螺纹杆连接，第三螺母与第二螺纹杆连接；

所述电子天平采用数据线连接电脑，所述千分表采用无线传输方式连接电脑；水箱箱体的底部设有放水阀门。

2.根据权利要求1所述的砌墙砖吸水膨胀变形动态测试仪，其特征在于：玻璃千分表底座的材质为玻璃，选用8mm普通玻璃。

3.根据权利要求1所述的砌墙砖吸水膨胀变形动态测试仪，其特征在于：所述玻璃千分表底座和玻璃试件底座截面尺寸为12mm×12mm，于型心和距两对边向内1cm处，分别设有φ8孔。

4.根据权利要求1所述的砌墙砖吸水膨胀变形动态测试仪，其特征在于：所述玻璃千分表底座中心开有通孔，并粘结千分表夹具，夹具固定千分表。

5.根据权利要求1所述的砌墙砖吸水膨胀变形动态测试仪，其特征在于：所述千分表选用电子千分表，量程10mm以上，精度0.001mm。

6.根据权利要求1所述的砌墙砖吸水膨胀变形动态测试仪，其特征在于：所述电子天平的量程6000g以上，天平精度0.01g。

7.根据权利要求1所述的砌墙砖吸水膨胀变形动态测试仪，其特征在于：横梁为扁平状不锈钢结构，宽度不小于30mm，厚度5mm。

8.根据权利要求1所述的砌墙砖吸水膨胀变形动态测试仪，其特征在于：试件的上端面和下端面分别通过环氧树脂胶固定上玻璃片和下玻璃垫片。

9.应用权利要求1所述测试仪的砌墙砖吸水膨胀变形动态测试方法，其特征在于包括如下步骤：

1)将试件放置实验环境中调节至平衡含水率,测量试件的表观体积V_s,0和长度l；

2)拉动千分表至最大量程处，把试件底部的试件固定螺杆插入玻璃试件底座中心孔中，旋紧试件固定螺母固定试件；电子千分表和电子天平连接电脑，设置膨胀量和吸水量记录间隔，开启自动记录，全程自动记录；

3)向水箱内加水至玻璃千分表底座下方1cm水位处；实验后通过阀门排净水箱箱体内的水；把试件从仪器上取下并放入烘干箱内烘干至恒重，测量试件绝干质量；

电子千分表和电子天平分别采集的瞬时读数自动输出至电脑，根据公式(1)和(2)分别计算试件整个吸水膨胀过程中的膨胀值ε和含水率W_V,t，并生成膨胀值和含水率散点图，形成吸水膨胀特征曲线；

$W_{V,t}=\frac{V_{s,0}-(m_{tp,0}-m_{tp,t}-V_j)+(m_{eq}-m_{s,0})}{V_{s,0}}\×100\%---\left(1\right)$

$\mathrm{\ϵ}=\frac{\mathrm{\Δ}l}{l}=\frac{l_t-l_{eq}}{l}---\left(2\right)$

式中，W_V,t为试件的含水率，％；

V_s,0为试件的表观体积，实验前测试计算所得，cm³；

m_tp,0为试件浸水前吊装状态下试件、横梁和测量框架的整体质量的电子天平初始读数，g；测量框架由千分表、第一螺母、第二螺母、第一弹簧垫圈、第二弹簧垫圈、玻璃千分表底座、石英管、第一螺纹杆、玻璃试件底座组成。

m_tp,t为实验中试件、横梁和测量框架受到浮力后的整体质量的电子天平瞬时读数，g；

V_j表示测量框架的排水体积，为未装试件实验状态下测量框架的排水体积的三次平均值，是常数，cm³；

m_eq和m_s,0分别为试件在空气中的平衡状态质量和烘干后质量，g；

ε为试件吸水膨胀值，mm/m；

Δl为试件吸水的膨胀量，为电子千分表测试时的瞬时读数l_t和初始读数l_eq之差，mm；

l为实验前测量的试件长度，mm；

l_t和l_eq分别为电子千分表测试时瞬时读数和初始读数，mm。