[发明专利]非恒温环境下混凝土自收缩试验装置及其工作方法

说明书

本发明提出了一种非恒温环境下混凝土自收缩试验装置及其工作方法，用以解决现有混凝土早期收缩的测量过程中存在的只能在恒温的调节下才能进行测量的技术问题。本发明通过对现有自收缩试验装置进行改进，增加温度补偿系统，利用信号分离系统消除在进行自收缩试验时温度变化引起的传感器电信号变化的部分，将消除后的电信号转换为数值信号进行计算并输出混凝土的早期收缩值，在试验时对混凝土试模预处理，消除外部影响，使用塑料薄膜将混凝土完全密封，提升测量准确性，从实际采集到的混凝土收缩的数据信号中减去由于温度变化所引起的正弦函数形式的数据信号，消除温度影响，根据数字信号计算混凝土早期收缩值并输出曲线图供工作人员使用。

技术领域

本发明涉及混凝土建筑施工的技术领域，尤其涉及一种非恒温环境下混凝土自收缩试验装置及其工作方法。

背景技术

混凝土材料由于优良的抗压性能被广泛应用于基础设施建设的各个领域。但其也存在抗拉性能差的缺点。尤其是在我国西北地区，环境条件恶劣：干燥少雨，温差较大。在这种环境下进行混凝土的施工养护，混凝土极易由于温度应力和干燥产生的收缩应力而开裂。而混凝土一旦开裂，就会为环境中的有害物质提供侵蚀到混凝土内部的通道，从而导致钢筋锈蚀，混凝土保护层剥落，严重影响混凝土结构的安全性和耐久性。因此如何精确地测量混凝土早期收缩性能极为重要。

按照GB/T 50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》，常用的测量混凝土早期收缩的方法有：接触法和非接触法。其中，非接触法由于操作简单，测量精度较高，可连续自动监测混凝土早期变形，被越来越多的学者用来测量混凝土材料的早期收缩特性。非接触式混凝土收缩测量仪器通过传感器输出电信号的变化来反映出传感器端头和预埋在混凝土试件中的金属反射靶之间的距离变化，从而计算混凝土的收缩值。这种收缩测量装置在实验室环境下(恒温)可以得到较为理想的效果，但是当外界环境发生变化时，尤其温度的变化(热胀冷缩)会对混凝土早期收缩值产生较大的影响，从而对混凝土真实的收缩特性的测量和分析造成干扰。

因此，工作人员需要一种混凝土早期收缩的测量装置和测量方法，使混凝土早期收缩试验不再局限于恒温的实验室标准环境下，还能应用于非恒温的实际工程环境中。

发明内容

针对现有混凝土早期收缩的测量过程中存在的只能在恒温的调节下才能进行测量的技术问题，本发明提出一种非恒温环境下混凝土自收缩试验装置及其工作方法，通过对现有自收缩试验装置进行改进，增加温度补偿系统，利用信号分离系统消除在进行自收缩试验时温度变化引起的传感器电信号变化的部分，将消除后的电信号转换为数值信号进行计算并输出混凝土的早期收缩值，保证在非恒温尤其是非恒温的条件下进行混凝土自收缩试验时结果的准确性。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种非恒温环境下混凝土自收缩试验装置，包括混凝土试模、信号获取机构、温度补偿单元和信号处理单元，混凝土试模的两侧壁上设置有把手，信号获取机构安装在混凝土试模上，温度补偿单元与信号获取机构相连接，信号处理单元与温度补偿单元相连接。

进一步的，信号获取机构包括传感器探头、卡簧、探头固定器和金属反射靶，金属反射靶插放在混凝土试模内，探头固定器固定在混凝土试模的侧壁上，传感器探头通过卡簧与探头固定器固定连接，传感器探头的接收端与金属反射靶相配合，传感器探头通过信号传输导线与温度补偿单元相连接。

进一步的，温度补偿单元包括第一信号接收模块、信号分离模块和信号输出模块，第一信号接收模块通过信号传输导线与传感器探头相连接，第一信号接收模块、信号分离模块和信号输出模块通过信号传输导线依次相连接，信号输出模块通过信号传输导线与信号处理单元相连接。

进一步的，信号处理单元包括第二信号接收模块、信号转化模块和终端处理模块，第二信号接收模块通过信号传输导线与信号输出模块相连接，第二信号接收模块、信号转化模块和终端处理模块通过信号传输导线依次相连接。