本發(fā)明涉及一種測(cè)量裝置，尤其是涉及一種混凝土自收縮的測(cè)量方法以及裝置。

背景技術(shù)：

混凝土是指由膠凝材料將集料膠結(jié)合全體的工程復(fù)合材料的統(tǒng)稱。常常講的混凝土一詞是指用水泥作膠凝材料，砂、石作集料；與水按一定比例相配，經(jīng)攪拌、成型、養(yǎng)護(hù)而得的水泥混凝土。

混凝土收縮是混凝土材料本身固有的特性?；炷恋氖湛s是指由于混凝土中所含水分的變化、化學(xué)反應(yīng)及溫度變化等因素引起的宏觀體積縮。當(dāng)混凝土處于自由狀態(tài)時(shí)，混凝土收縮不會(huì)導(dǎo)致不良后果。實(shí)際的工程中，混凝土結(jié)構(gòu)受基礎(chǔ)、鋼筋或相鄰部分牽制會(huì)處于不同的約束狀態(tài)，引起混凝土拉應(yīng)力，由于混凝土抗拉強(qiáng)度不高，混凝土收縮裂縫極易產(chǎn)生?；炷亮芽p的產(chǎn)生輕則影響結(jié)構(gòu)的承載能力和使用壽命，重則會(huì)導(dǎo)致災(zāi)難性的事故，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來巨大損失，給人民安全帶來巨大威脅。

目前我國(guó)正處于經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展時(shí)期，基礎(chǔ)建設(shè)工程量十分巨大，混凝土的年用量也迅速增大，如果不解決混凝土普遍存在的收縮和抗裂性不良問題，我們的基礎(chǔ)建設(shè)工程質(zhì)量將無(wú)從保證。因此，混凝土收縮的研究一直受到國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界和工程界的重視。

現(xiàn)有技術(shù)中，主要通過體積法或者位移法測(cè)量混凝土收縮，通過對(duì)于收縮前后混凝土的體積變化或者長(zhǎng)度變化測(cè)量混凝土的自收縮。常規(guī)的體積法測(cè)試中，如中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院在201410398887.4的發(fā)明專利中，向測(cè)量箱體內(nèi)注入水，通過觀測(cè)水位的變化，確定測(cè)量箱體內(nèi)混凝土體積的變化。但是，由于水會(huì)進(jìn)入混凝土體積內(nèi)，影響混凝土自收縮特性，導(dǎo)致測(cè)量的結(jié)果與實(shí)際環(huán)境中存在差別。在一些改進(jìn)的技術(shù)方案中，使用油替換水作為測(cè)量箱的注入液體，但是仍然會(huì)對(duì)混凝土的收縮性能產(chǎn)生影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

作為本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種建筑工程水泥混凝土自收縮測(cè)量裝置，包括：試件容納箱體，用于容納水泥混凝土試件，其設(shè)置有開啟門，通過該開啟門能夠?qū)⑺嗷炷猎嚰胖糜谒鲈嚰菁{箱體內(nèi)；所述試件容納箱體設(shè)置有氣體入口，通過所述氣體能夠?qū)怏w輸入所述試件容納箱體，使其內(nèi)具有足夠高的氣壓；所述試件容納箱體通過平衡管路與讀數(shù)容器相通，所述平衡管路上設(shè)置氣壓平衡活塞；所述讀數(shù)容器設(shè)置設(shè)置螺旋推入桿接口，所述螺旋推入桿接口設(shè)置內(nèi)螺紋；螺旋推入桿設(shè)置外螺紋，所述螺旋推入桿與所述螺旋推入桿接口螺紋連接；所述平衡管路上設(shè)置平衡點(diǎn)坐標(biāo)，所述讀數(shù)容器外表面設(shè)置讀數(shù)刻度，通過平衡點(diǎn)坐標(biāo)以及所述讀數(shù)刻度能夠確定水泥混凝土試件的收縮體積。

優(yōu)選的，所述螺旋推入桿頂端設(shè)置密封橡膠套，使所述螺旋推入桿接口保持氣密性。

優(yōu)選的，所述試件容納箱體以及所述讀數(shù)容器在測(cè)量過程中處于封閉狀態(tài)。

優(yōu)選的，還包括多個(gè)氣密性填充物，所述填充物長(zhǎng)度與試件容納箱體底部的短邊相等，寬度為試件容納箱體底部的長(zhǎng)邊的1/N,高度為試件容納箱體高度的1/M，其中M，N為大于1的整數(shù)。

優(yōu)選的，所述氣密性填充物為空心樹脂塊。

優(yōu)選的，根據(jù)試件體積以及試件容納箱體體積，確定放入試件容納箱的氣密性填充物的個(gè)數(shù)。

優(yōu)選的，根據(jù)水泥混凝土試件的初始體積以及試件容納箱體的體積，將氣密性填充物放置于試件容納箱體內(nèi)，使放置氣密性填充物以及水泥混凝土試件后，試件容納箱體內(nèi)的剩余體積小于其總體積的1/4。

優(yōu)選的，所述讀數(shù)容器的體積小于所述試件容納箱體的1/4。

優(yōu)選的，在測(cè)量時(shí)通過試件容納箱體的氣體入口注入氣體，使其內(nèi)部氣壓大于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓強(qiáng)。

優(yōu)選的，所述讀數(shù)容器包括截面積不同的第一部以及第二部，所述第二部的截面積小于第一部，所述螺旋推入桿接口設(shè)置于所述第二部。

優(yōu)選的，所述第二部的截面積小于第一部的1/4。

作為本發(fā)明的另外一個(gè)方面，提供上述裝置的建筑工程水泥混凝土自收縮測(cè)量方法，包括如下步驟：（1）打開開啟門，將水泥混凝土試件放置于試件容納箱體內(nèi)；（2）將氣密性填充物放置于試件容納箱體內(nèi)，使試件容納箱體內(nèi)剩余體積小于其總體積的1/4；（3）關(guān)閉開啟門，通過試件容納箱體的氣體入口向所述試件容納箱體沖入氣體，將其內(nèi)的氣壓設(shè)置于大于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的值；（4）關(guān)閉試件容納箱體的氣體入口，向內(nèi)旋轉(zhuǎn)螺旋推入桿至使氣壓平衡活塞位于平衡管路上的平衡點(diǎn)坐標(biāo)，記錄此時(shí)螺旋推入桿位置的刻度；（5）間隔特定的測(cè)量周期，將螺旋推入桿向外旋轉(zhuǎn)，使氣壓平衡活塞重新位于平衡管路上的平衡點(diǎn)坐標(biāo)，記錄該測(cè)量時(shí)刻螺旋推入桿位置的刻度；（6）根據(jù)記錄值確定測(cè)量時(shí)間內(nèi)，不同時(shí)刻水泥混凝土試件的收縮值。

優(yōu)選的，所述步驟（6）中根據(jù)下式確定水泥混凝土試件的收縮值：V＝Vc-Vt，其中Vc為水泥混凝土試件的上一時(shí)刻的體積，Vt由下式計(jì)算：

Vt=Vs-Vq-V₂ ×(Vs-Vc-Vq)/ V₁,其中Vs為試件容納箱體體積，Vq為試件容納箱體內(nèi)氣密性填充物的總體積，V₂ 為當(dāng)前時(shí)刻螺旋推入桿接口的刻度值，V₁為上一時(shí)刻螺旋推入桿接口的刻度值。

優(yōu)選的，包括步驟（7）根據(jù)不同時(shí)刻水泥混凝土試件的收縮值確定其收縮特性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的建筑工程水泥混凝土自收縮測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例的建筑工程水泥混凝土自收縮測(cè)量裝置的測(cè)量過程示意圖。

具體實(shí)施方式

為了更清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面將使用實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的僅僅是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些實(shí)施例獲取其他的技術(shù)方案，也屬于本發(fā)明的公開范圍。

本發(fā)明實(shí)施例的建筑工程水泥混凝土自收縮測(cè)量裝置，參見圖1，包括試件容納箱體1，平衡管路2，氣壓平衡活塞3、讀數(shù)容器4，螺旋推入桿5以及空氣壓縮設(shè)備6。

試件容納箱體1，用于容納水泥混凝土試件，其設(shè)置有開啟門11、試件支撐件12以及氣體入口13。開啟門11用于將水泥混凝土試件7放置于試件容納箱體1內(nèi)，開啟門11可以設(shè)置于試件容納箱體1的頂部或者側(cè)部。試件支撐件12用于放置水泥混凝土試件7，其可以是設(shè)置在試件容納箱體1底部的支撐支架，或者是設(shè)置在試件容納箱體1頂部的懸掛支架。優(yōu)選的，在使用支撐支架作為試件支撐件12時(shí)，在其最上層設(shè)置柔性的聚氯乙烯塑料薄膜層，從而降低混凝土對(duì)于支撐件的吸附，降低約束力。

試件容納箱體1的氣體入口13與空氣壓縮設(shè)備6相通，通過氣體入口13能夠?qū)怏w輸入試件容納箱體1內(nèi)，使其內(nèi)具有足夠高的氣壓，該足夠高的氣壓可以是大于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，優(yōu)選的，例如2倍或者3倍標(biāo)準(zhǔn)大氣壓?？梢栽谠嚰菁{箱體內(nèi)設(shè)置壓強(qiáng)計(jì)，用于檢測(cè)其內(nèi)的氣體壓強(qiáng)。

試件容納箱體1通過平衡管路2與讀數(shù)容器4相通，平衡管路2為透明管路，可以使用例如透明樹脂作為平衡管路2材料。平衡管路2內(nèi)設(shè)置氣壓平衡活塞3，平衡管路2中點(diǎn)設(shè)置平衡點(diǎn)坐標(biāo)21。平衡活塞3為工字形結(jié)構(gòu)，在左右壓力不平衡時(shí)，能夠沿平衡管路2移動(dòng)直到左右壓力平衡。

讀數(shù)容器4包括截面積不同的第一部41以及第二部42，其中第二部42的截面積小于第一部41。讀數(shù)容器4的第一部41通過平衡管路2與試件容納箱體1相通。讀數(shù)容器4的第二部42設(shè)置螺旋推入桿接口43，螺旋推入桿接口43內(nèi)表面設(shè)置內(nèi)螺紋。螺旋推入桿5設(shè)置外螺紋，與螺旋推入桿接口43螺紋連接。螺旋推入桿5頂端設(shè)置密封橡膠套，使螺旋推入桿接口43保持氣密性。

在第二部42的外表面設(shè)置有刻度，其表示讀數(shù)容器4的體積，通過螺紋推入桿5相對(duì)于刻度的位置，能夠確定讀數(shù)容器的體積。

由于不同混凝土試塊的體積不同，對(duì)于體積較小的混凝土試塊，試件容納箱體1內(nèi)的空氣體積較大，而導(dǎo)致混凝土試塊的自收縮導(dǎo)致的體積變化相對(duì)于空氣體積的比例較小，從而導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果精度不夠。優(yōu)選的，建筑工程水泥混凝土自收縮測(cè)量裝置還可以包括多個(gè)氣密性填充物，其長(zhǎng)度與試件容納箱體1底部的短邊相等，寬度為試件容納箱體1底部的長(zhǎng)邊的1/N,高度為試件容納箱體1高度的1/M，其中M，N為大于1的整數(shù)?？梢允褂美缈招臉渲瑝K作為氣密性填充物。在將混凝土試件放入試件容納箱體1后，根據(jù)混凝土試件體積以及試件容納箱體1體積，確定放入試件容納箱1的氣密性填充物的個(gè)數(shù)。優(yōu)選的，根據(jù)水泥混凝土試件的初始體積以及試件容納箱體的體積，將氣密性填充物放置于試件容納箱體內(nèi)，使放置氣密性填充物以及水泥混凝土試件后，試件容納箱體內(nèi)的剩余體積小于其總體積的1/4。通過這樣的設(shè)置，使測(cè)量時(shí)混凝土試塊的變化相對(duì)于試件容納箱體1空氣體積較大，從而能夠提高測(cè)量結(jié)果的精度。

本發(fā)明實(shí)施例的建筑工程水泥混凝土自收縮測(cè)量方法，參見圖2，包括如下步驟：（1）打開開啟門11，將水泥混凝土試件7放置于試件容納箱體1內(nèi)；（2）將多個(gè)氣密性填充物放置于試件容納箱體1內(nèi)，使試件容納箱體1內(nèi)剩余體積小于其總體積的1/4；（3）關(guān)閉開啟門11，空氣壓縮設(shè)備6通過試件容納箱體1的氣體入口13向試件容納箱體1沖入氣體，將其內(nèi)的氣壓設(shè)置于大于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的值，該氣壓可以是例如1.5倍，2倍或者3倍大氣壓；（4）關(guān)閉試件容納箱體1的氣體入口13，向內(nèi)旋轉(zhuǎn)螺旋推入桿5至使氣壓平衡活塞3位于平衡管路2上的平衡點(diǎn)坐標(biāo)21，記錄此時(shí)螺旋推入桿5位置的刻度；（5）間隔特定的測(cè)量周期，將螺旋推入桿5向外旋轉(zhuǎn)，使氣壓平衡活塞3重新位于平衡管路2上的平衡點(diǎn)坐標(biāo)，記錄該測(cè)量時(shí)刻螺旋推入桿5位置的刻度；（6）根據(jù)記錄的刻度值確定測(cè)量時(shí)間內(nèi)，不同時(shí)刻水泥混凝土試件的收縮值；具體的，根據(jù)下式確定水泥混凝土試件的收縮值：V＝Vc－Vt，其中Vc為水泥混凝土試件的上一時(shí)刻的體積，Vt為當(dāng)前時(shí)刻的水泥混凝土試件的體積，其由下式計(jì)算：Vt=Vs-Vq-V₂ (Vs-Vc-Vq)/ V₁,其中Vs為試件容納箱體體積，Vq為試件容納箱體內(nèi)氣密性填充物的總體積，V₂ 為當(dāng)前時(shí)刻螺旋推入桿接口的刻度值，V₁為上一時(shí)刻螺旋推入桿接口的刻度值；（7）根據(jù)不同時(shí)刻水泥混凝土試件的收縮值確定其收縮特性，例如可以計(jì)算不同時(shí)刻收縮值相對(duì)于原體積的百分比，確定收縮率與時(shí)間的關(guān)系圖。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。本發(fā)明中描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。