[发明专利]一种混凝土受冻变形检测装置实现的检测方法

说明书

一种混凝土受冻变形检测装置实现的检测方法。目前混凝土冻胀变形监测难度大、效率低、准确度差而导致混凝土冬季施工质量控制难以保证的问题。本发明的装置中柔性波纹管设在套管内，柔性波纹管的上端固装在上盖上，柔性波纹管的下端设有金属盘，位移传感器穿过上盖设在柔性波纹管内，位移传感器的探头与金属盘间隙配合，容器内设置有弹性囊，弹性囊内设置有混凝土，容器内填充有冷冻液；本发明的方法是通过位移传感器测量金属盘的位移，从而得到柔性波纹管的长度变形量的过程，通过检测柔性波纹管的长度变形量得到混凝土的最大冻胀量，最终实现定量评价不同温度区间内混凝土的冻胀变形程度的过程。本发明用于检测混凝土受冻变形量。

技术领域

本发明属土木工程技术领域，具体涉及一种混凝土受冻变形检测装置实现的检测方法。

背景技术

由于混凝土内部组分和外部环境的变化，不同的混凝土会产生各自的体积变形。常温下，所有混凝土在塑性状态下都经历了一个微膨胀、沉降阶段，然后在硬化状态下经历了一个干燥收缩阶段。然而，混凝土是一种对温度敏感的材料，在浇筑后的最初几个小时或几天内最容易受到冻害。寒冷地区混凝土的冬季施工面临着两个相互矛盾的问题：一是保护混凝土表面不因冬季高蒸发速率而干燥；二是尽量确保水化快速反应，混凝土表面尽早干燥以免过多的水分暴露在寒冷的气候条件下导致混凝土结冰破坏。了解这些体积变化的性质和原因将有助于我们选用外加剂、改进配合比以及设计合理的养护措施。

目前，常温下混凝土早期变形的检测方法相对十分成熟，主要有埋入应变计、电容测微仪法、采用立式千分表和非接触位移传感器的阶段式自收缩测试方法、非接触式位移传感器测试法、环形约束试验法、板式约束试验法、体积法、浮力法，传感器的种类包括千分表、电涡流位移传感器、激光位移传感器、振弦计、应变片等。而负温下混凝土早期受冻变形的测试方法相对较少。专利“201711021515.X一种用于水泥混凝土早期冻胀变形的测试装置及方法”，利用混凝土冻结所产生的体积膨胀量导致浮力的变化，监测混凝土早期冻胀量，评价冻害损伤程度，实时监测混凝土受冻体积的变形。专利“201711021542.7一种用于不同温度下水泥混凝土冻胀变形的测试装置及方法”，利用混凝土冻胀而被挤压出的冷冻液质量，计算出任意时刻时混凝土因受冻而产生的体积膨胀率及最大膨胀量。上述两种方法都是利用置于冷冻液中的混凝土冻胀导致浮力的变化获得混凝土的冻胀变形，由于混凝土在负温下其冻胀量是较小的，少量的混凝土排出液体体积变化量及浮力的变化给上述测试方法的精度提出了很高的要求，如排出少量的液体会停留在导管内不能被计量，或者两个静滑轮上的静摩擦力都会抵消一部分浮力的变化，除非混凝土样品的初始体积很大，但是大的混凝土初始体积又会影响冷温度的传导，导致混凝土内部温度分布的不均匀性，影响试验精度。例如，普通混凝土的容重是2400Kg/m³，假定其中拌合水的用量为200Kg/m³，即水的用量占混凝土总体积的五分之一，假定2升混凝土在低温下冻结，因为水要用于润湿原材料的各组分，水泥水化反应消耗部分水，且只有毛细孔中的水才可能受冻结冰，尽管水结冰体积膨胀9％，由于混凝土粗细骨料均对冰的形成有明显的约束作用，因此根据已有研究可知两升混凝土全部结冰后最大膨胀量为2×0.4％＝0.008升＝8ml，实际上不同龄期的混凝土冻胀量还会明显低于该值，特别是当实时监测混凝土受冻体积的变形，监测精度上有较高要求。因此，需要快速、准确实时获得负温下早期混凝土冻胀量的监测装置和检测方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种混凝土受冻变形检测装置实现的检测方法，以解决由于目前混凝土冻胀变形监测难度大、效率低、准确度差而导致混凝土冬季施工质量控制难以保证，避免混凝土内部温度分布的不均匀性发生的同时难以高精准的获取混凝土在负温下其变形量的问题。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：