一種評估混凝土溫度沖擊裂縫的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種評估混凝土溫度沖擊裂縫的系統(tǒng)，包括應變檢測裝置、混凝土試件和提供20℃～200℃范圍高溫環(huán)境、0℃～－40℃范圍低溫環(huán)境的測試箱體，其中，混凝土試件包括溫度變化線膨脹系數(shù)低的強約束體及其上澆筑的混凝土體，應變檢測裝置設(shè)置在所述混凝土體上監(jiān)測其在測試箱體內(nèi)經(jīng)過溫度變化沖擊后的變形數(shù)據(jù)。本實用新型在室內(nèi)實現(xiàn)了約束條件下溫度差引發(fā)混凝土開裂的加速模擬，具有試驗周期短，評估結(jié)果準確，測值誤差小，試驗數(shù)據(jù)的可比性和復驗性強等特點。
【專利說明】一種評估混凝土溫度沖擊裂縫的系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種評估混凝土溫度沖擊裂縫的系統(tǒng)，能對經(jīng)歷較大范圍晝夜溫差、寒潮降溫事件等水工建筑物混凝土的開裂情況進行評估。
【背景技術(shù)】
[0002]水利工程建設(shè)過程中所用混凝土量大、結(jié)構(gòu)厚實，常被稱為大體積混凝土。對于大體積混凝土除了最小斷面和內(nèi)外溫度有一定的規(guī)定外，對平面尺寸也有一定限制。大體積混凝土產(chǎn)生的溫度裂縫，一方面是由于內(nèi)外溫差產(chǎn)生的，另一方面是混凝土結(jié)構(gòu)的外部約束和混凝土各質(zhì)點間的約束，阻止混凝土收縮變形，溫度應力一旦超過混凝土能承受的抗拉強度時，即會出現(xiàn)裂縫。另外，對于各類大型調(diào)水工程而言，其水源地一般位于水量充沛、氣溫較高的南方地區(qū)，接近常溫的水在調(diào)水渠道中向寒潮易發(fā)的北方地區(qū)輸送，寒潮帶來的氣溫突降對運行中的混凝土渠道、渡槽帶來快速的內(nèi)外溫度差沖擊，若混凝土的抗裂性出現(xiàn)問題，則將導致嚴重的運行事故，甚至次生災害。
[0003]在混凝土的抗裂性評估方面，比較常用的有圓環(huán)法、平板法等。圓環(huán)法主要反映混凝土塑性收縮、自收縮和干燥收縮引起的混凝土早期開裂傾向，但與溫度引起的收縮及裂縫關(guān)系不大；平板法主要反映試驗過程中的溫度、濕度、風速等環(huán)境條件對混凝土早期開裂傾向的影響。針對大體積混凝土由于內(nèi)外溫差產(chǎn)生的溫度應力、以及調(diào)水工程受寒潮沖擊帶來的內(nèi)外溫差溫度應力在受到周圍約束情況下而產(chǎn)生的裂縫情況，目前缺少合適的系統(tǒng)進行試驗評估。
實用新型內(nèi)容
[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實用新型的目的在于提供一種評估混凝土溫度沖擊裂縫的系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠達到快速模擬混凝土在約束條件下由于內(nèi)外溫度沖擊致裂的效
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[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供一種評估混凝土溫度沖擊裂縫的系統(tǒng)，包括應變檢測裝置、混凝土試件和提供20°C~200°C范圍高溫環(huán)境、(TC~一 40°C范圍低溫環(huán)境的測試箱體，其中，混凝土試件包括溫度變化線膨脹系數(shù)低的強約束體及其上澆筑的混凝土體，應變檢測裝置設(shè)置在所述混凝土體上監(jiān)測其在測試箱體內(nèi)經(jīng)過溫度變化沖擊后的變形數(shù)據(jù)。
[0006]進一步，所述強約束體為線膨脹系數(shù)在一 100°C~100°C溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定在1X10_6/°C的特種鋼材圓環(huán)。
[0007]進一步，所述特種鋼材圓環(huán)高度為15cm,厚度為5cm。
[0008]進一步，所述混凝土體為混凝土圓環(huán)，所述特種鋼材圓環(huán)上澆筑混凝土圓環(huán)來形成所述混凝土試件，混凝土圓環(huán)的高度為15cm、厚度為10cm。
[0009]進一步，所述特種鋼材圓環(huán)的外表面與所述混凝土圓環(huán)的內(nèi)表面緊密結(jié)合，所述混凝土圓環(huán)采用的最大粗骨料粒徑為40_。[0010]進一步，所述混凝土圓環(huán)的側(cè)面開有縫槽，該縫槽的起始端位于混凝土圓環(huán)的上表面。
[0011]進一步,所述縫槽高6cm、深4cm、寬0.1cm。
[0012]進一步，所述應變檢測裝置包括電阻應變片、靜態(tài)應變采集儀和計算機，電阻應變片貼裝在所述混凝土圓環(huán)的側(cè)面，并且電阻應變片的貼裝位置位于所述縫槽的底部。
[0013]進一步，所述電阻應變片貼裝在所述縫槽下端0.5cm處。
[0014]本實用新型的有益效果是，通過設(shè)置提供高、低溫測試箱體的溫度范圍，以及溫度沖擊過程中通過特種鋼材圓環(huán)提供有效的強約束，實現(xiàn)了室內(nèi)模擬大體積混凝土由于內(nèi)外溫度差引起的開裂情況，以及大型調(diào)水工程由于寒潮沖擊引起的裂縫等情況；并可以通過人為增大高、低溫沖擊的溫差值，在室內(nèi)實現(xiàn)混凝土由于溫度差引發(fā)開裂的加速模擬。通過在圓環(huán)狀混凝土試件側(cè)面人為開設(shè)縫槽，以及在縫槽底部張貼高精度應變片，實現(xiàn)了溫度沖擊過程中混凝土裂縫發(fā)展過程的實時監(jiān)測，克服了溫度沖擊過程中混凝土裂縫產(chǎn)生的隨機性等問題，可保證試驗結(jié)果準確，減小試驗測值誤差，提高試驗數(shù)據(jù)的可比性和復驗性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本系統(tǒng)示意圖；
[0016]圖2為計算機自動記錄的混凝土應變過程的曲線圖。
【具體實施方式】
[0017]下面，參考附圖，對本實用新型進行更全面的說明，附圖中示出了本實用新型的示例性實施例。然而，本實用新型可以體現(xiàn)為多種不同形式，并不應理解為局限于這里敘述的示例性實施例。而是，提供這些實施例， 從而使本實用新型全面和完整，并將本實用新型的范圍完全地傳達給本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員。
[0018]為了易于說明，在這里可以使用諸如“上”、“下” “左” “右”等空間相對術(shù)語，用于說明圖中示出的一個元件或特征相對于另一個元件或特征的關(guān)系。應該理解的是，除了圖中示出的方位之外，空間術(shù)語意在于包括裝置在使用或操作中的不同方位。例如，如果圖中的裝置被倒置，被敘述為位于其他元件或特征“下”的元件將定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性術(shù)語“下”可以包含上和下方位兩者。裝置可以以其他方式定位(旋轉(zhuǎn)90度或位于其他方位)，這里所用的空間相對說明可相應地解釋。
[0019]本實用新型一種評估混凝土溫度沖擊裂縫的系統(tǒng)，包括應變檢測裝置、混凝土試件和提供20°C~200°C范圍高溫環(huán)境、(TC~一 40°C范圍低溫環(huán)境的測試箱體，其中，混凝土試件包括溫度變化線膨脹系數(shù)低的強約束體及其上澆筑的混凝土體，應變檢測裝置設(shè)置在所述混凝土體上監(jiān)測其在測試箱體內(nèi)經(jīng)過溫度變化沖擊后的變形數(shù)據(jù)。
[0020]其中，混凝土體為混凝土圓環(huán)2，強約束體為特種鋼材圓環(huán)3，特種鋼材圓環(huán)3的線膨脹系數(shù)在一100°C~100°C溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定在1X10_6/°C左右，特種鋼材圓環(huán)3高度為15cm,厚度為5cm。特種鋼材圓環(huán)3上燒筑混凝土圓環(huán)2來形成混凝土試件,混凝土圓環(huán)2的高度為15cm、厚度為10cm。在圓環(huán)狀混凝土試件燒筑時,將特種鋼材圓環(huán)3與混凝土圓環(huán)2澆筑在一起，特種鋼材圓環(huán)3的外表面與混凝土圓環(huán)2的內(nèi)表面緊密結(jié)合?；炷翀A環(huán)2可采用的最大粗骨料粒徑為40mm。[0021]混凝土圓環(huán)3的側(cè)面開有縫槽4，縫槽4的起始端位于混凝土圓環(huán)2的上表面?？p槽4高6cm、深4cm、寬0.1cm0應變檢測裝置包括電阻應變片5、靜態(tài)應變采集儀7和計算機8，電阻應變片5貼裝在混凝土圓環(huán)2的側(cè)面，并且電阻應變片5的貼裝位置位于縫槽4的底部下端0.5cm處。
[0022]在試驗開始前，將達到試驗需要養(yǎng)護齡期的帶特種鋼材圓環(huán)3的混凝土試件置于可提供高、低溫的測試箱體I內(nèi)；然后在混凝土圓環(huán)2的側(cè)面人工開設(shè)縫槽下端0.5cm處，采用耐溫度變化強的膠體材料將高精度電阻應變片5貼于其側(cè)面；電阻應變片5通過數(shù)據(jù)采集線6與靜態(tài)應變采集儀7相連接，以采集混凝土試件的變形情況；靜態(tài)應變采集儀7與計算機8相連接，通過計算機8記錄靜態(tài)應變采集儀7的采集數(shù)據(jù)。然后，通過提供高、低溫的測試箱體I設(shè)定整個試驗過程中混凝土試件將經(jīng)歷的高溫情況、低溫情況；關(guān)閉測試箱體艙門，接通測試箱體1、靜態(tài)應變采集儀7、計算機8的電源，進行混凝土溫度沖擊裂縫評估試驗。測試箱體I內(nèi)的高溫環(huán)境與低溫環(huán)境能夠按照設(shè)定時間、次數(shù)進行相互轉(zhuǎn)換，來進行多次混凝土溫度沖擊裂縫評估試驗。
[0023]實施例1
[0024]采用表1所述的混凝土配合比，按照圖1的布置開展混凝土溫度沖擊裂縫評估試驗。設(shè)定高、低溫參數(shù)如下:箱內(nèi)高溫20°C并保持30min，低溫一 40°C并保持30min ;高溫模式實施完畢后隨即轉(zhuǎn)換為低溫模式，Ih完成I次高、低溫沖擊循環(huán)。
[0025]表1混凝土配合比:
【權(quán)利要求】
1.一種評估混凝土溫度沖擊裂縫的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括應變檢測裝置、混凝土試件和提供20°c~200°C范圍溫度環(huán)境、(TC~一 40°C范圍溫度環(huán)境的測試箱體，其中，混凝土試件包括線膨脹系數(shù)在一 100°C~100°C溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定在1X10_6/°C的特種鋼材圓環(huán)及其上澆筑的混凝土體，應變檢測裝置設(shè)置在所述混凝土體上監(jiān)測其在測試箱體內(nèi)經(jīng)過溫度變化沖擊后的變形數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的評估混凝土溫度沖擊裂縫的系統(tǒng)，其特征在于，所述特種鋼材圓環(huán)高度為15cm，厚度為5cm。
3.如權(quán)利要求1所述的評估混凝土溫度沖擊裂縫的系統(tǒng)，其特征在于，所述特種鋼材圓環(huán)上燒筑混凝土圓環(huán)來形成所述混凝土試件，混凝土圓環(huán)的高度為15cm、厚度為10cm。
4.如權(quán)利要求3所述的評估混凝土溫度沖擊裂縫的系統(tǒng)，其特征在于，所述特種鋼材圓環(huán)的外表面與所述混凝土圓環(huán)的內(nèi)表面緊密結(jié)合，所述混凝土圓環(huán)采用的最大粗骨料粒徑為40mm。
5.如權(quán)利要求3所述的評估混凝土溫度沖擊裂縫的系統(tǒng)，其特征在于，所述混凝土圓環(huán)的側(cè)面開有縫槽，該縫槽的起始端位于混凝土圓環(huán)的上表面。
6.如權(quán)利要求5所述的評估混凝土溫度沖擊裂縫的系統(tǒng)，其特征在于，所述縫槽高6cm、深 4cm、寬 0.1cm。
7.如權(quán)利要求5所述的評估混凝土溫度沖擊裂縫的系統(tǒng)，其特征在于，所述應變檢測裝置包括電阻應變片、靜態(tài)應變采集儀和計算機，電阻應變片貼裝在所述混凝土圓環(huán)的側(cè)面，并且電阻應變片的貼裝位置位于所述縫槽的底部。
8.如權(quán)利要求7所述的評估混凝土溫度沖擊裂縫的系統(tǒng)，其特征在于，所述電阻應變片貼裝在所述縫槽下端0.5cm處。
【文檔編號】G01N3/60GK203414374SQ201320386698
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月27日
【發(fā)明者】陸采榮, 梅國興, 戈雪良, 劉偉寶, 王珩, 王宏, 宗志強, 楊虎 申請人:水利部交通運輸部國家能源局南京水利科學研究院