[发明专利]用于预制水泥基试件裂缝的方法、预制试件和预制系统

说明书

本发明公开了用于预制水泥基试件裂缝的方法、预制试件和预制系统，通过制作去除网线形成断口而产生薄弱区的构型网，并将该构型网在浇筑形成预制试件的过程中置于预制试件内，使得预制试件在受到压力试验机的加载作用时，不仅可通过构型网实现对预制试件形成的裂缝大小和位置的控制，还具有使形成的裂缝接近混凝土真实受力开裂产生的裂缝的优点。

技术领域

本发明涉及水泥基材料自修复技术领域，特别涉及一种用于预制水泥基试件裂缝的方法、预制试件和预制系统。

背景技术

水泥基材料是现代建筑材料中使用最广的材料，特别是混凝土材料。寻找改善水泥基材料的耐久性的方法,对于提高建筑的服役性能意义非凡，这也是目前土木工程材料的研究热点。以赋予水泥基材料自修复性能来提高建筑结构整体性能的方式，作为一种国际混凝土材料和结构领域的发展趋势得到了广泛的认同，这也符合中国的战略发展方向。

在水泥基材料自修复研究中，特别是对小型水泥基试件进行研究时，一般需要对其人工预制裂缝。传统的裂缝制作方式主要是直接通过压力试验机实施弯曲试验或压力试验来制作裂缝，但直接使用这两类方法难以控制裂纹产生的位置、宽度和数量，特别是对于小型试件更是容易直接受压破坏。混凝土样品裂缝出现的大小以及位置是一个难以解决的问题。

为了解决上述问题，目前可采用预制槽口的方法诱导裂纹产生，但是此类方法只能控制试件开裂的起始位置和裂纹扩展的大概区域。水泥基材料是一种脆性材料，一旦其开裂，裂缝将迅速开展进而形成贯穿裂缝，使得这类方法产生的裂缝大小与位置还是不能很好的满足需要。另外，现有技术中还有通过预埋钢片再拔出从而制造人工裂缝的方法，不过这种方法形成的裂缝与实际受力裂缝的形貌相差甚远。

因此，现有技术还有待改进和提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供用于预制水泥基试件裂缝的方法、预制试件和预制系统，不仅可实现对预制试件形成的裂缝大小和位置的控制，还具有使其形成的裂缝接近混凝土真实受力开裂产生的裂缝的优点。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种用于预制水泥基试件裂缝的方法，包括如下步骤：

制作构型网：所述构型网为网格形状为矩形的格状构型网，去除格状构型网的预定区域的网格，使该预定区域的网线形成断口作为构型网的薄弱区；

制作水泥基试件：在模具中浇筑第一层水泥基层后，在其上方放置构型网，并在模具上记录断口的两侧朝向，再浇筑第二层水泥基层覆盖该构型网，养护至形成圆柱状的水泥基试件后，拆除模具并根据其记录在水泥基试件的侧面的相应位置进行标记；

裂缝预制安装：在养护水泥基试件至指定龄期后，将所述水泥基试件放置于压力试验机的上下加载板之间，并根据所述标记选择加载点；

裂缝制作：启动压力试验机，对水泥基试件施加竖向荷载，通过激光位移传感器实时采集试件产生的裂缝的宽度数据，当裂缝的宽度达到目标宽度时压力试验机停止加载并保载。

所述的用于预制水泥基试件裂缝的方法中，所述制作水泥基试件：在模具中浇筑第一层水泥基层后，在其上方放置构型网，并在模具上记录断口的两侧朝向，再浇筑第二层水泥基层覆盖该构型网，养护至形成圆柱状的水泥基试件后，拆除模具并根据其记录在水泥基试件的侧面的相应位置进行标记的步骤中还包括：

继续重复若干次浇筑步骤，即在形成的水泥基试件的最上方的水泥基层上继续放置新的构型网，新的构型网的断口的尺寸和朝向与已放置的构型网的断口的尺寸和朝向一致，并在新的构型网上浇筑新的水泥基层。

所述的用于预制水泥基试件裂缝的方法中，所述在养护水泥基试件至指定龄期后，将所述水泥基试件放置于压力试验机的上下加载板之间，并根据所述标记选择加载点的步骤包括：