專利名稱：水泥基復(fù)合材料硬化后體積變形實(shí)時(shí)測(cè)試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及建筑材料測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，特別地，涉及一種水泥基復(fù)合材料硬化后體積變形實(shí)時(shí)測(cè)試裝置。
背景技術(shù)：
目前水泥和混凝土制備及測(cè)試技術(shù)不斷飛躍，水泥基材料組成成分越來(lái)越復(fù)雜化、多樣化，主要是以無(wú)機(jī)礦物摻合料、外加劑以及不同種類有機(jī)材料的摻入來(lái)改善混凝土的工作性能、耐久性和強(qiáng)度，形成水泥基復(fù)合材料；該材料體系將成為今后土木工程材料發(fā)展的重要趨勢(shì)之一。特別是，帶有良好的活性效應(yīng)、形態(tài)效應(yīng)、微集料效應(yīng)粉煤灰，流變特性突出的乳化浙青，以及帶來(lái)微膨脹效應(yīng)的石膏等等，往往成為在配制水泥基復(fù)合材料中不可缺少的重要組分。組分多樣化后，則會(huì)對(duì)材料的物理性質(zhì)產(chǎn)生各種影響，例如化學(xué)收縮、自收縮、溫度變形、干燥收縮等造成的體積減縮。隨著水泥基材料的凝結(jié)硬化后的強(qiáng)度變大，收縮變形將會(huì)直接引發(fā)材料的開(kāi)裂，因而必須對(duì)水泥基材料硬化后的體積變形程度進(jìn)行監(jiān)測(cè)和預(yù)估，從而找到相應(yīng)措施控制和抑制其產(chǎn)生過(guò)大的體積變形，改善水泥基材料的性能。當(dāng)前，對(duì)于水泥基材料體積變形的測(cè)試主要有測(cè)長(zhǎng)法、體積測(cè)試法、傳感器測(cè)試法等。但現(xiàn)有的方法均存在一定的缺點(diǎn)，具體表現(xiàn)在:I)大多數(shù)測(cè)長(zhǎng)法測(cè)試試件時(shí)都要移動(dòng)試件，不能實(shí)現(xiàn)其在線連續(xù)進(jìn)行測(cè)試；不僅工作量大而且可能引入人為的影響因素，2)傳感器測(cè)試法能夠?qū)崿F(xiàn)在線連續(xù)監(jiān)測(cè)，但成本較高，同時(shí)受測(cè)試儀器的精度影響較大；3)體積測(cè)試法主要針對(duì)不規(guī)則材料整體的體積變形，而較多情況下會(huì)受到容器或試模內(nèi)壁對(duì)材料體積變形的約束，導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果出現(xiàn)一定的誤差；4)大多數(shù)測(cè)試方法更多地關(guān)注材料收縮變形的測(cè)試，而未能精確、有效地測(cè)試其膨脹變形，并將其膨脹變形程度量化。因此，市場(chǎng)上急需一種可精確測(cè)試水泥基材料體積變形程度的工具。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型目的在于提供一種水泥基復(fù)合材料硬化后體積變形實(shí)時(shí)測(cè)試裝置，以解決技術(shù)問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種水泥基復(fù)合材料硬化后體積變形實(shí)時(shí)測(cè)試裝置，包括測(cè)量部件、可分離部件和固定部件；所述固定部件包括底座和外模，所述外模設(shè)置在底座邊緣，與所述底座垂直；所述可分離部件包括與所述底座垂直的圓形內(nèi)模，所述圓形內(nèi)模的直徑為所述外模寬度的0.5-0.8倍；所述測(cè)量部件包括若干個(gè)千分表和若干個(gè)測(cè)試探頭，所述千分表穿過(guò)所述外模和所述圓形內(nèi)模上設(shè)置的孔洞；所述測(cè)試探頭預(yù)埋在試件中，所述測(cè)試探頭位置與所述千分表相對(duì)應(yīng)。優(yōu)選的，所述千分表數(shù)量為四個(gè)，呈十字形分布。優(yōu)選的，所述可分離部件還包括T型旋桿和螺栓連接桿，所述T型旋桿穿過(guò)外模，所述螺栓連接桿設(shè)置在所述圓形內(nèi)模的外側(cè)表面上；所述螺栓連接桿端部的螺紋與所述T型旋桿端部的螺旋凹槽連接而成。優(yōu)選的，所述圓形內(nèi)模由四塊圓心角為90°的圓弧形內(nèi)模拼接而成，所述T型旋桿設(shè)置在所述圓弧形內(nèi)模的弧線中點(diǎn)位置。優(yōu)選的，所述圓形內(nèi)模的直徑為內(nèi)模高度的4-8倍。優(yōu)選的，所述可分離部件還包括底座墊板，所述底座墊板的大小與所述底座上表面預(yù)留的凹槽大小相適配；所述底座墊板的上表面突出于所述底座上表面；所述圓形內(nèi)模底部與所述底座墊板邊緣相適配；所述底座墊板和所述圓形內(nèi)模為特氟龍材質(zhì)。本實(shí)用新型具有以下有益效果:1、連續(xù)測(cè)試:通過(guò)直徑遠(yuǎn)大于高度的圓形內(nèi)模成型試件，讓試件在直徑大于內(nèi)模的外模中自由凝結(jié)硬化變形后，再利用千分表連續(xù)測(cè)試其初凝后的徑向變形量，該測(cè)試裝置可以在不移動(dòng)試件、周邊器皿不對(duì)試件的變形造成束縛的前提下，有效連續(xù)測(cè)試硬化后水泥基復(fù)合材料的收縮變形，避免了外界環(huán)境和人為因素的干擾；2、精度高:可分離式的內(nèi)模設(shè)計(jì)，可以有效避免模具對(duì)材料變形的約束，提高測(cè)試精度；并在數(shù)據(jù)記錄完全后，進(jìn)行公式測(cè)算，量化試樣的變形程度；體積變形計(jì)算公式簡(jiǎn)單、實(shí)用，可以較為準(zhǔn)確地計(jì)算出試件產(chǎn)生的體積變形率；3、選用特氟龍材質(zhì):引入特氟龍材質(zhì)的底座墊板和內(nèi)模，由于特氟龍材料極小的摩擦系數(shù)和較強(qiáng)的耐磨損性，一方面使得圓形內(nèi)模的拆除更為方便，另一方面降低了底座模具與試件接觸面間摩擦力對(duì)水泥基復(fù)合材料體積變形的約束，提高了試驗(yàn)結(jié)果的精度；4、易組裝:本申請(qǐng)?jiān)囼?yàn)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)明，占用空間小，易組裝，易操作；內(nèi)模和外模均可反復(fù)利用，節(jié)約材料；5、適用范圍廣:不僅適合水泥基復(fù)合材料收縮變形的測(cè)試，同時(shí)可以較好的測(cè)試其膨脹變形；且可針對(duì)其他可變形試件的早、中、晚期變形實(shí)現(xiàn)連續(xù)觀測(cè)；。除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本實(shí)用新型還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。下面將參照?qǐng)D，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的俯視示意圖；圖2為圖1的A-A剖切示意圖；圖3為圖1的B-B剖切示意圖；圖4為圖3的C處放大圖；圖5為本實(shí)用新型的圓弧形內(nèi)模及其拼接的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；[0033]其中，1、千分表，2、T型旋桿，3、測(cè)試探頭，4、底座，5、試件，6、圓形內(nèi)模，7、底座墊板，8、固定螺帽，9、調(diào)節(jié)螺帽，10、螺栓連接桿，11、外模。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但是本實(shí)用新型可以根據(jù)權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。參見(jiàn)圖1至圖5，本實(shí)用新型是針對(duì)水泥基復(fù)合材料硬化后體積變形的測(cè)試而開(kāi)發(fā)的一種新型測(cè)試裝置。其外形為圓形試驗(yàn)裝置，分特氟龍內(nèi)模和不銹鋼外模，內(nèi)模直徑遠(yuǎn)大于高度，試件成型于內(nèi)模內(nèi)，采用四個(gè)方向的并固定于外模上的千分表連續(xù)測(cè)量試件的徑向變形，再通過(guò)計(jì)算公式算出其整體體積變形百分率。一種水泥基復(fù)合材料硬化后體積變形實(shí)時(shí)測(cè)試裝置，包括測(cè)量部件、可分離部件和固定部件；所述固定部件包括底座4和外模11，所述外模11設(shè)置在底座4邊緣，與所述底座4垂直，兩者可為一個(gè)整體。固定部件作為整個(gè)裝置的外層裝置，不但起到固定圓形內(nèi)模6和容納試件5的作用，還是試樣5后期變形的重要場(chǎng)所。所述可分離部件包括與所述底座4垂直的圓形內(nèi)模6，所述圓形內(nèi)模6的直徑為所述外模11寬度的0.5-0.8倍；圓形內(nèi)模6與外模11在直徑寬度上相差的越多，則預(yù)留給試樣后期變形的空間越大，則其變形則越真實(shí)，越能體現(xiàn)出材料本質(zhì)特性。所述測(cè)量部件包括若干個(gè)千分表I和若干個(gè)測(cè)試探頭3，所述千分表I穿過(guò)所述外模11和所述圓形內(nèi)模6上設(shè)置的孔洞；所述測(cè)試探頭3預(yù)埋在試件中，所述測(cè)試探頭3位置與所述千分表I相對(duì)應(yīng)，以便千分表的正常工作。優(yōu)選的，所述千分表I數(shù)量為四個(gè)，呈十字形分布，方便試樣變形后從四個(gè)方向測(cè)量其變形度；相應(yīng)的，測(cè)試探頭3也預(yù)埋在試樣的四個(gè)與千分表相對(duì)的方向。進(jìn)一步的，所述可分離部件還可以包括T型旋桿2和螺栓連接桿10，所述T型旋桿2穿過(guò)外模11，所述螺栓連接桿10設(shè)置在所述圓形內(nèi)模6的外側(cè)表面上；所述螺栓連接桿10端部的螺紋與所述T型旋桿2端部的螺旋凹槽連接而成，兩者均為不銹鋼制成；也可分為四組，呈十字形排布，間隔在千分表I之間。則可固定圓形內(nèi)模6，使其不輕易移動(dòng)?？煞蛛x部件還可以包括調(diào)節(jié)螺帽9和固定螺帽8通過(guò)螺紋連接而成，并套在螺栓連接桿10上，調(diào)節(jié)螺帽9可為不銹鋼制成，固定螺帽2可為特氟龍材料制成，并固定在圓形內(nèi)模6的外表面上。所述圓形內(nèi)模6由四塊圓心角為90°的圓弧形內(nèi)模拼接而成，方便拆卸，所用材料可為特氟龍材料(聚四氟乙烯)；所述T型旋桿2可設(shè)置在所述圓弧形內(nèi)模的弧線中點(diǎn)位置，以受力平衡。所述圓形內(nèi)模6的直徑為圓形內(nèi)模6高度的4-8倍。例如，圓形內(nèi)模高度(40mm,圓形內(nèi)模內(nèi)徑> 200_，即成型的水泥基復(fù)合材料圓形試件徑高比> 5，這樣可忽略試件高度方向的體積變形，而用試件徑向變形代表整體體積變形量。所述可分離部件還包括底座墊板7，所述底座墊板7可為圓形，其大小與所述底座4上表面預(yù)留的凹槽大小相適配；所述底座墊板7的上表面突出于所述底座4上表面。所述圓形內(nèi)模6底部與所述底座墊板7邊緣相適配，則圓形內(nèi)模6的底部正好可以卡住底座墊板7高出底座的部分，并通過(guò)T型旋桿2和螺栓連接桿10固定住，方便在模內(nèi)成型試件。另外，所述底座墊板7和所述圓形內(nèi)模6都可為特氟龍材質(zhì)；利用特氟龍材料極小的摩擦系數(shù)和較強(qiáng)的耐磨損性，降低底座4與試件5接觸面間摩擦力對(duì)水泥基復(fù)合材料體積變形的約束。本實(shí)用新型還公開(kāi)了一種水泥基復(fù)合材料硬化后體積變形實(shí)時(shí)測(cè)試方法，包括以下步驟:A、將圓形內(nèi)模置于底座上的外模內(nèi)；B、將內(nèi)部含有測(cè)試探頭的水泥基復(fù)合材料試件充滿圓形內(nèi)模內(nèi)的空間，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)其達(dá)到初凝；C、分離并取走所述圓形內(nèi)模；當(dāng)圓形內(nèi)模由四塊圓心角為90°的圓弧形內(nèi)模拼接而成時(shí)，則松開(kāi)T型旋桿，拆掉四塊圓心角為90°的圓弧形內(nèi)模。D、通過(guò)外模上預(yù)留的孔道，安裝若干塊千分表于測(cè)試探頭處；可通過(guò)外模上預(yù)留的孔道，將四塊千分表呈十字形安裝于測(cè)試探頭處。E、將千分表測(cè)頭接觸試件測(cè)試探頭，調(diào)整千分表歸零；F、連續(xù)監(jiān)測(cè)千分表讀數(shù)，記錄數(shù)據(jù)，計(jì)算各齡期體積變形量。當(dāng)千分表為四個(gè)時(shí)，可分別記錄四個(gè)千分表的讀數(shù)，按照如下計(jì)算公式計(jì)算各齡期總體積變形百分率:`[0058]a = d0+ (XA+XC)b = d0+ (XB+XD)
Γ a b-ij ' L。
V — VΔ = —-- κ 100%
K其中，a為變形后圓形的一條直徑(實(shí)際為變形后橢圓的軸線)；b為變形后圓形的另一條直徑(實(shí)際為變形后橢圓的另一條軸線);d0為變形前試件的直徑；U為試件的高度；V1為變形后試件的體積W0為變形前試件的體積；△為試件的總體積變形百分率；XA、Xc為一條直徑方向上兩個(gè)千分表的讀數(shù)；xB、xD為另一條直徑方向上兩個(gè)千分表的讀數(shù)。具體的測(cè)試方法可參見(jiàn)以下實(shí)施例。實(shí)施例1:粉煤灰一礦渣一水泥砂漿試件體積變形的測(cè)試I)先按照下述步驟組裝測(cè)試裝置:將四塊圓弧形內(nèi)模拼接成的圓形內(nèi)模6、測(cè)試探頭3、底座墊板7以及底座及外模4的各接觸面均勻刷一薄層機(jī)油，然后嵌入底座墊板7，旋轉(zhuǎn)T型旋桿2和螺栓連接桿10將圓形內(nèi)模6卡在底座墊板7的圓邊上，并貼合緊密，然后在通過(guò)內(nèi)模上預(yù)留的孔道在90°圓弧形內(nèi)模拼接處裝上測(cè)位接頭3，測(cè)試裝置組裝完畢。其中內(nèi)模高度30mm，內(nèi)直徑200mm。2)按照下述原材料配合比成型水泥基復(fù)合材料試件于圓形內(nèi)模內(nèi):①52.5普通硅酸鹽水泥:1200g ；[0070]②I級(jí)粉煤灰:150g;③礦渣:150g;④砂:細(xì)度模數(shù)為2.8，中砂；⑤水膠比:0.3;⑥砂膠比:1:0.5。3)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試件至初凝后，松開(kāi)T型旋桿2和螺栓連接桿10，拆掉圓形內(nèi)模，通過(guò)外模4上預(yù)留的孔道，安裝四塊數(shù)顯千分表I于測(cè)試探頭3處，并調(diào)整千分表測(cè)頭接觸試件測(cè)試探頭3，調(diào)整千分表歸零。4)進(jìn)行粉煤灰-礦渣-水泥砂漿試件初凝后體積變形的測(cè)試，結(jié)果如下表所示:
權(quán)利要求1.一種水泥基復(fù)合材料硬化后體積變形實(shí)時(shí)測(cè)試裝置，其特征在于，包括測(cè)量部件、可分離部件和固定部件； 所述固定部件包括底座和外模，所述外模設(shè)置在底座邊緣，與所述底座垂直； 所述可分離部件包括與所述底座垂直的圓形內(nèi)模，所述圓形內(nèi)模的直徑為所述外模寬度的0.5-0.8倍； 所述測(cè)量部件包括若干個(gè)千分表和若干個(gè)測(cè)試探頭，所述千分表穿過(guò)所述外模和所述圓形內(nèi)模上設(shè)置的孔洞；所述測(cè)試探頭預(yù)埋在試件中，所述測(cè)試探頭位置與所述千分表相對(duì)應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水泥基復(fù)合材料硬化后體積變形實(shí)時(shí)測(cè)試裝置，其特征在于，所述千分表數(shù)量為四個(gè)，呈十字形分布。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水泥基復(fù)合材料硬化后體積變形實(shí)時(shí)測(cè)試裝置，其特征在于，所述可分離部件還包括T型旋桿和螺栓連接桿，所述T型旋桿穿過(guò)外模，所述螺栓連接桿設(shè)置在所述圓形內(nèi)模的外側(cè)表面上；所述螺栓連接桿端部的螺紋與所述T型旋桿端部的螺旋凹槽連接而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種水泥基復(fù)合材料硬化后體積變形實(shí)時(shí)測(cè)試裝置，其特征在于，所述圓形內(nèi)模由四塊圓心角為90°的圓弧形內(nèi)模拼接而成，所述T型旋桿設(shè)置在所述圓弧形內(nèi)模的弧線中點(diǎn)位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種水泥基復(fù)合材料硬化后體積變形實(shí)時(shí)測(cè)試裝置，其特征在于，所述圓形內(nèi)模的直徑為內(nèi)模高度的4-8倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水泥基復(fù)合材料硬化后體積變形實(shí)時(shí)測(cè)試裝置，其特征在于，所述可分離部件還包括底座墊板，所述底座墊板的大小與所述底座上表面預(yù)留的凹槽大小相適配；所述底座墊板的上表面突出于所述底座上表面；所述圓形內(nèi)模底部與所述底座墊板邊緣相適配；所述底座墊板和所述圓形內(nèi)模為特氟龍材質(zhì)。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種水泥基復(fù)合材料硬化后體積變形實(shí)時(shí)測(cè)試裝置，包括測(cè)量部件、可分離部件和固定部件；固定部件包括底座和外模，外模設(shè)置在底座邊緣，與底座垂直；可分離部件包括與底座垂直的圓形內(nèi)模，圓形內(nèi)模的直徑為外模寬度的0.5-0.8倍；測(cè)量部件包括千分表和測(cè)試探頭，千分表穿過(guò)外模和圓形內(nèi)模上設(shè)置的孔洞；測(cè)試探頭預(yù)埋在試件中，位置與千分表相對(duì)應(yīng)。本實(shí)用新型通過(guò)直徑遠(yuǎn)大于高度的圓形內(nèi)模成型試件，讓試件在直徑大于內(nèi)模的外模中自由凝結(jié)硬化變形后，再利用千分表連續(xù)測(cè)試其初凝后的徑向變形量，該測(cè)試裝置可以在不移動(dòng)試件、周邊器皿不對(duì)試件的變形造成束縛的前提下，有效連續(xù)精確測(cè)試硬化后水泥基復(fù)合材料的收縮變形。
文檔編號(hào)G01B5/30GK203069132SQ20132006336
公開(kāi)日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2013年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月4日
發(fā)明者高英力, 唐斌璨, 張海倫, 龍杰, 高煜 申請(qǐng)人:長(zhǎng)沙理工大學(xué)