[发明专利]水泥基材料变形、湿度场、失水量综合测量装置及测量方法

说明书

本发明提供了水泥基材料变形、湿度场、失水量综合测量装置及测量方法，用于测量水泥基材料变形、湿度场、失水速率、环境温湿度及风速。所述测量装置包括位移测量系统、湿度测量系统、环境监测系统、质量测量系统、控制及分析系统和试验箱。所述位移测量系统、湿度测量系统、环境监测系统、质量监测系统和控制及分析系统均集成于试验箱中，所述试验箱具有减震、调平功能。本发明提供的测量装置测量方法简单、原理清晰、数据准确、方便携带、一机多用，可以同时测量三个试件，是进行水泥基材料湿度变形性能研究的综合试验平台，可供实验室进行科研试验，也可用于工程现场与工程结构进行同条件试验对比研究。

技术领域

本发明涉及土木工程材料领域，尤其涉及水泥基材料变形、湿度场、失水量综合测量装置及测量方法。

背景技术

水泥基材料收缩开裂与水泥基材料变形、湿度场变化以及向环境中散失水分密切相关。如早龄期时，水泥基材料表面不断向环境中失水，在水泥基材料内部形成湿度梯度，使材料产生干燥收缩，当收缩变形过大时，会使材料产生裂缝，大大降低材料耐久性和安全性。因此，测量水泥基材料变形、湿度场和失水量是研究水泥基材料抗裂性能的重要手段。

目前关于水泥基材料变形的测量方法较多，湿度场和失水量的测量方法相对较少，但还尚未有能同步测量变形、湿度场和失水量的装置和方法。变形、湿度场和失水量分开测量时，试验工作量大、设备复杂且搬运困难、试验方案单一，更重要的不足在于：(1)变形、湿度场和失水量存在内在的关联关系，由于水泥基材料是非均匀材料，同时影响变形、湿度场和失水量的因素众多(如环境条件、原材料变化等)，相同配比但不同批次搅拌成型的材料性能存在一定差异，若不能同步测量变形、湿度场和失水量，则试验结果的准确性受到较大影响；(2)难以实时观察和分析变形、湿度场和失水量数据；(3)受限时工程现场条件，分开测量难以进行工程现场同条件对比测量。由于变形、湿度场和失水量的测量对精度有严格要求，同步测量变形、湿度场和失水量难点主要有：避免测量系统间相互影响降低测量精度，避免测量设备过于复杂致使操作不便。

综上可知，由于现有测量装置的缺点和不足，如何同步测量变形、湿度场和失水量，深入研究变形、湿度场和失水量之间的关系，实现工程现场同条件试验，提升水泥基材料耐久性，是本领域中亟需解决的难题。

发明内容

有鉴于此，本发明即针对以上水泥基材料变形、湿度场、失水量测量的现状和问题，提出一种新型的水泥基材料变形、湿度场、失水量测量装置，包括：

试验箱，包括：箱体、箱体盖、试件槽、试件模具、位移传感器数据接口、环境监测系统数据接口、螺栓孔、移动轮、拉杆、把手、显示器、控制器、水准泡，用于浇筑试件和集成位移测量系统、湿度测量系统、环境监测系统、质量测量系统和控制及分析系统；所述试件槽共有3个，3个试件槽尺寸相同，并行设置在箱体的顶面左侧设置；所述位移传感器数据接口、螺栓孔布置在箱体的顶面在试件槽之间及上侧的边缘位置；所述螺栓孔共有22个，分别用于固定位移传感器支架、标靶支架和环境监测传感器；所述显示器安装在箱体的顶面右侧，用于显示和操作位移测量系统、湿度测量系统、环境监测系统和质量测量系统的测量数据；所述控制器安装在显示器底部，用于控制和分析位移测量系统、湿度测量系统、环境监测系统和质量测量系统；所述水准泡安装在箱体的顶面下侧中间位置，用于调整箱体使箱体水平状态；所述箱盖在箱体后面通过可拆卸铰链与箱体连接，在箱体正面通过锁扣与箱体连接；所述箱盖内侧设有凹槽，凹槽内衬有海绵和弹性松紧带，用于搬运时放置和固定各类传感器和试验工具；所述箱盖可与箱体分离，可作为临时工具箱使用；所述拉杆安装在试验箱底面沿长度方向中心位置，可从试验箱右面拉出；所述把手共有2个，分别安装在试验箱正面和右面中心位置；所述移动轮共有4个，对称安装在试验箱左面；所述试件模具共有3个，3个试件模具尺寸相同，用于盛放新拌水泥基材料，振捣后放在试件槽里；