專利名稱:一種直接測定早齡期混凝土軸向拉伸強度的自平衡測試裝置及測定方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種測定混凝土早期軸向拉伸強度的自平衡測試裝置及測定方法,屬于混 凝土建筑領(lǐng)域。
背景技術(shù):
土木工程領(lǐng)域中,早齡期(主要指混凝土硬化后至拆模前)混凝土的軸向拉伸強度是非 常重要的。在混凝土結(jié)構(gòu)早齡期時,混凝土材料的軸向拉伸強度發(fā)展迅速,其規(guī)律沒有被 完全掌握,而早齡期混凝土的軸向拉伸強度決定其開裂性能,準(zhǔn)確測量早齡期混凝土的軸 向拉伸強度對評價混凝土早齡期開裂性能以及避免早齡期混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫具有非常 重要的意義。
目前測量混凝土的抗拉強度主要有直接拉伸試驗和間接試驗方法。直接拉伸試驗方法 主要有預(yù)埋法、外夾法和粘貼法。間接法主要是通過混凝土抗彎拉強度或劈裂抗拉強度試 驗再根據(jù)經(jīng)驗公式推導(dǎo)出混凝土的軸向拉伸強度。這些方法都需要對所澆筑的試件全部拆 模并且利用試驗機(jī)進(jìn)行加載。另一方面抗彎拉強度和劈拉強度并不能真正反映混凝土的直 接拉伸強度。采用現(xiàn)有的抗拉強度試驗方法測量早齡期混凝土的軸向拉伸強度時,由于需 要拆模,并搬動試件,會造成混凝土試件的破損,使試驗無法進(jìn)行或試驗成功率極低。另 外,由于早齡期混凝土的強度低,預(yù)埋鋼筋可能從混凝土中滑出,使試驗失敗。外夾法會 由于局部應(yīng)力集中,從而造成試件提前破壞,使試驗失敗。粘貼法由于早齡期混凝土表面 濕度較大和膠的固化需要較長的時間,也不能測得早齡期混凝土的軸向拉伸強度。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種測定早齡期混凝土軸向拉伸強度的自平衡試驗裝置及測定方法,該裝 置組裝簡單,操作方便,試驗所需儀器較少,可以在澆筑現(xiàn)場進(jìn)行測量,只要進(jìn)行局部拆 模,不需移動試件,不需要專門的拉力試驗機(jī),操作方便可重復(fù)使用。
為了實現(xiàn)上述技術(shù)問題,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案種測定早齡期混凝土軸向拉伸強 度的自平衡試驗裝置,包括外框架、內(nèi)模板、傳力桿、加力裝置,所述的內(nèi)模板由兩端模 板以及兩側(cè)模板組成,所述的兩端模板中的一端固定模板與外框架的一端固定連接,另一端可動模板與外框架可拆分連接,且在該可動模板與外框架之間還留有一該可動模板移動 的空間,所述的兩側(cè)模板設(shè)置在固定模板和可動模板之間,且所述的端模板與固定模板和 可動模板的連接端口的面積小于其內(nèi)部的橫截面面積,所述的傳力桿設(shè)置在所述的可動 模板上,所述的加力裝置與傳力桿連接并將力作用在所述的傳力桿上。
所述的加力裝置包括液壓空心千斤頂、空心荷載傳感器、球鉸、鎖緊螺母、液壓油 泵和電阻應(yīng)變儀,所述的球鉸設(shè)置在心荷載傳感器和鎖緊螺母之間,所述的液壓空心千斤 頂通過油管與液壓油泵連接,所述的空心荷載傳感器通過四芯導(dǎo)線與電阻應(yīng)變儀連接。
所述的外框架包含底板、端板、側(cè)板,底板和端板焊接為一體,側(cè)板通過螺母與端板 連接。
所述的可動模板與外框架的端板之間的空間不小于10mra的距離。
所述的傳力桿與端模板的中心通過螺紋連接。
所述的液壓空心千斤頂與端板之間通過螺栓連接。
在底板的頂面設(shè)置有四氯聚氟乙烯板。
一種早齡期混凝土軸向拉伸強度的測定方法,步驟如下
第一步將內(nèi)模板中的端模板和側(cè)模板連接固定,再將可動模板)以及固定模板與外 框架的側(cè)模板用螺栓連接固定,將待測的新拌混凝土裝入內(nèi)模板;
第二步當(dāng)需要測試時,將傳力導(dǎo)桿與端模板連接固定,拆除側(cè)模板,并將可動模板 與外框架的側(cè)模板拆開,試件將在內(nèi)膜板的側(cè)模板間發(fā)生破壞,通過加力裝置作用在傳力 導(dǎo)桿上,直至試件破壞,并記錄試件破壞時作用力的大小P;
第三步根據(jù)作用力P與混凝土試件破壞截面的面積S的比值即為早齡期混凝土的軸 向拉伸強度。
所述的加力裝置采用液壓空心千斤頂、空心荷載傳感器、球鉸、鎖緊螺母、液壓油泵 和電阻應(yīng)變儀,打開應(yīng)變儀,調(diào)零,再固定鎖緊螺母,保證鎖緊時,應(yīng)變儀讀數(shù)保持不變, 拆除側(cè)模板,松開端模板與側(cè)模板的連接螺栓,通過液壓油泵對液壓空心千斤頂加載,由 應(yīng)變儀的讀數(shù)可以測量試件破壞時的荷載P,荷載P與混凝土試件破壞截面的面積S的比 值即為早齡期混凝土的軸向拉伸強度。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果是 1、本發(fā)明測試裝置采用在外框架內(nèi)設(shè)置內(nèi)模板的方式,并將內(nèi)膜板的中部側(cè)模板的截面 面積縮小,并可拆除,同時,內(nèi)膜板的兩端模板一端與外框架固定, 一端可以在外力載荷 的作用下移動,整個結(jié)構(gòu)巧妙,測試時無需將試件拿出,不破壞試件,測定精確度高。2、本發(fā)明裝置組裝簡單,操作方便,試驗所需儀器較少,可以在澆筑現(xiàn)場進(jìn)行測量, 只要進(jìn)行局部拆模,不需移動試件,不需要專門的拉力試驗機(jī),操作方便可重復(fù)使用。
圖1是本發(fā)明測試裝置的整體裝置圖 圖2是本發(fā)明測試裝置的外框架 圖3是本發(fā)明測試裝置的側(cè)視圖 圖4是本發(fā)明測試裝置的內(nèi)模板圖 圖5是本發(fā)明測試裝置的左側(cè)視圖 圖6是本發(fā)明測試裝置的右側(cè)視圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖,對本發(fā)明作詳細(xì)說明
一種直接測定早齡期混凝土軸向拉伸強度的自平衡試驗裝置,包括外框架1、內(nèi)模板
2、由傳力桿3、液壓空心千斤頂4、空心荷載傳感器5、球鉸6、鎖緊螺母7、液壓油泵8 以及電阻應(yīng)變儀9組成的加力裝置。液壓空心千斤頂4通過油管10與液壓油泵8連接, 對早齡期混凝土試件實現(xiàn)加載。空心荷載傳感器5通過四芯導(dǎo)線11與電阻應(yīng)變儀9連接, 測試試驗過程中的荷載。
采用本發(fā)明早齡期混凝土軸向拉伸強度的自平衡試驗裝置測定早齡期混凝土軸向拉 伸強度的的方法是,測試時包括以下步驟
將內(nèi)模板2中的端模板17、 18和側(cè)模板19、 20用螺栓連接固定,再將端模板18與 外框架1的側(cè)模板15和16用螺栓連接固定,將待測的新拌混凝土裝入內(nèi)模板2。當(dāng)需要 測試時,將傳力導(dǎo)桿3與端模板18連接固定,打開應(yīng)變儀ll,調(diào)零,再固定鎖緊螺母7, 保證鎖緊時,應(yīng)變儀讀數(shù)保持不變。拆除側(cè)模板19和20,松開端模板18與側(cè)模板15和 16的連接螺栓。通過液壓油泵8對液壓空心千斤頂加載,由應(yīng)變儀的讀數(shù)可以測量試件破 壞時的荷載P,荷載P與混凝土試件破壞截面的面積S的比值即為早齡期混凝土的軸向拉 伸強度。
權(quán)利要求
1、一種直接測定早齡期混凝土軸向拉伸強度的自平衡試驗裝置,其特征在于包括外框架(1)、內(nèi)模板(2)、傳力桿(3)、加力裝置,所述的內(nèi)模板由兩端模板(17、18)以及兩側(cè)模板(19、20)組成,所述的兩端模板中的一端固定模板(17)與外框架(1)的一端固定連接,另一端可動模板(18)與外框架(1)可拆分連接,且在該可動模板(18)與外框架(1)之間還留有一該可動模板(18)移動的空間,所述的兩側(cè)模板(19、20)設(shè)置在固定模板(17)和可動模板(18)之間,且所述的端模板(17、18)與固定模板(17)和可動模板(18)的連接端口的面積小于其內(nèi)部的橫截面面積,所述的傳力桿(3)設(shè)置在所述的可動模板上,所述的加力裝置與傳力桿(3)連接并將力作用在所述的傳力桿(3)上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直接測定早齡期混凝土軸向拉伸強度的自平衡試驗裝置, 其特征在于所述的加力裝置包括液壓空心千斤頂(4)、空心荷載傳感器(5)、球鉸(6)、 鎖緊螺母(7)、液壓油泵(8)和電阻應(yīng)變儀(9),所述的球鉸(6)設(shè)置在空心荷載傳感器(5) 和鎖緊螺母(7)之間,所述的液壓空心千斤頂(4)通過油管(10)與液壓油泵(8)連接,所述 的空心荷載傳感器(5)通過四芯導(dǎo)線(11)與電阻應(yīng)變儀(9)連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的直接測定早齡期混凝土軸向拉伸強度的自平衡試驗裝 置,其特征在于所述的外框架包含底板(12)、端板(13、 14)、側(cè)板(15、 16),底板(12) 和端板(13、 14)焊接為一體,側(cè)板(15、 16)通過螺母與端板(13、 14)連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直接測定早齡期混凝土軸向拉伸強度的自平衡試驗裝置, 其特征在于所述的可動模板(18)與外框架的端板(14)之間的空間不小于10mm的距離。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直接測定早齡期混凝土軸向拉伸強度的自平衡試驗裝置, 其特征在于所述的液壓空心千斤頂(4)與端板(14)之間通過螺栓連接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直接測定早齡期混凝土軸向拉伸強度的自平衡試驗裝置, 其特征在于在底板(12)的頂面設(shè)置有聚四氟乙烯板(21)。
7、 一種采用權(quán)利要求1所述的直接測定早齡期混凝土軸向拉伸強度的自平衡試驗裝 置的測定方法,其特征在于步驟如下第一步將內(nèi)模板(2)中的端模板(17、 18)和側(cè)模板(19、 20)連接固定,再將可動模 板(18)以及固定模板(17)與外框架(1)的側(cè)模板(15、 16)用螺栓連接固定,將待測的新拌混凝土裝入內(nèi)模板(2);第二步當(dāng)需要測試時,將傳力導(dǎo)桿(3)與端模板(18)連接固定,拆除側(cè)模板(15、16),并將可動模板(18)與外框架(1)的側(cè)模板(15、 16)拆開,試件將在內(nèi)膜板(2) 的側(cè)模板間發(fā)生破壞,通過加力裝置作用在傳力桿(3)上,直至試件破壞,并記錄試件 破壞時作用力的大小P;第三步根據(jù)作用力P與混凝土試件破壞截面的面積S的比值即為早齡期混凝土的軸 向拉伸強度。
8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的早齡期混凝土軸向拉伸強度的自平衡試驗裝置的測定方法, 其特征在于所述的加力裝置采用液壓空心千斤頂(4)、空心荷載傳感器(5)、球鉸(6)、 鎖緊螺母(7)、液壓油泵(8)和電阻應(yīng)變儀(9),打開應(yīng)變儀(ll),調(diào)零,再固定鎖緊螺母 (7),保證鎖緊時,應(yīng)變儀讀數(shù)保持不變,拆除側(cè)模板(19)和(20),松開端模板(18)與側(cè) 模板(15)和(16)的連接螺栓,通過液壓油泵(8)對液壓空心千斤頂加載,由應(yīng)變儀的讀數(shù) 可以測量試件破壞時的荷載P,荷載P與混凝土試件破壞截面的面積S的比值即為早齡期 混凝土的軸向拉伸強度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種直接測定早齡期混凝土軸向拉伸強度的自平衡試驗裝置及測定方法。其測定裝置由外框架、內(nèi)模板、傳力桿、液壓空心千斤頂、空心荷載傳感器、球鉸、鎖緊螺母、聚四氟乙烯板、液壓油泵和電阻應(yīng)變儀組成。測試時拆除內(nèi)模板中的側(cè)模板以及松開由模板中的端模板與外框架中的側(cè)板的固定,傳力桿固定在內(nèi)模板中的端模板中央,液壓油泵驅(qū)動液壓空心千斤頂,端模板與液壓空心千斤頂一起移動,從而拉斷混凝土試件,測得早齡期混凝土軸向拉伸強度。本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)簡單,拆卸方便,所需材料及儀器少,不僅適用于科研,而且適用于施工現(xiàn)場對早齡期混凝土軸向拉伸強度的測定。
文檔編號G01N3/00GK101603900SQ20091018139
公開日2009年12月16日 申請日期2009年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月15日
發(fā)明者吳勝興, 玲 宋, 榕 楊, 沈德建, 解學(xué)娟 申請人:河海大學(xué)