[发明专利]一种基于圆环法的混凝土早龄期温度应力试验设备及方法

说明书

本发明公开了一种基于圆环法的混凝土早龄期温度应力试验设备及方法，所述温度应力试验系统包括混凝土温度历程测试装置、约束圆环试验装置、环境养护试验箱及计算机测控装置，采用混凝土温度历程测试装置模拟实际结构混凝土的温度历程，并通过计算机测控装置控制环境养护箱的温度历程与之一致；约束圆环试验装置可实现混凝土浇筑完成后全过程温度应力的实时测试。本发明提供的基于圆环法的早龄期温度应力试验系统及试验方法，在混凝土浇筑成型后即可开始测试混凝土膨胀、收缩应力，可获得混凝土膨胀、收缩应力全曲线，实现对混凝土早龄期温度应力抗裂性能的综合评价分析，这有利于研究温度及配合比对混凝土早龄期性能的影响。

技术领域

本发明属于建筑工程技术领域，涉及一种基于圆环法的混凝土早龄期温度应力试验设备及方法。

背景技术

混凝土早龄期开裂敏感性评价方法主要有平板法、温度应力试验机和圆环法等。

平板法主要反映温度、湿度和风速等环境条件对混凝土早期干缩开裂的影响，通过裂缝宽度和条数定性评价混凝土抗裂性能，无法实现多参数的定量测试评价；混凝土温度应力试验机具有可在试验室模拟不同约束程度下混凝土的温度应力以及变形的功能，对材料的评价、结构在温度应力及约束应力条件下的材料力学相应是一种有效的试验手段，但温度应力试验机设备体积大、控制过于复杂，设备成本高，难以较大范围推广使用。

圆环法给混凝土提供了完全的均匀的约束，很大程度上体现了混凝土在约束条件下收缩和应力松弛的综合作用，能有效评价混凝土的抗裂性能，但圆环法一般用于在恒定温度养护下混凝土干燥收缩的定性分析，一方面是因为普通约束钢环热膨胀系数达12×10^-6，受试验环境温度变化影响大，另一方面是因为试验环境温湿度不能精确控制，数据采集、处理系统精度不够。

目前，圆环法不能用于变温条件下混凝土试件早龄期收缩开裂测试，无法体现出不同配合比、不同厚度、天气情况和保温性能对混凝土结构温度历程的影响，仅能通过圆环的应变变化和混凝土开裂时间等少量参数来定性判断混凝土抗裂能力；另外圆环法试验无法测试在与混凝土圆环试件同养温度历程下混凝土试块相关力学性能，如抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度和弹性模量等。

因此，亟需对圆环法试验装置和方法进行功能扩展，研发可测试混凝土在变温条件下应力应变发展的新型圆环法试验装置，以及混凝土温度历程模拟试验装置，并开发与新型圆环法试验装置配套环境养护箱，利用混凝土环境养护箱在圆环法试验基础上开展温度和配合比对混凝土早龄期性能的影响，有着重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的是针对上述技术问题，提供的一种基于圆环法的混凝土早龄期温度应力试验设备及方法，在混凝土浇筑成型后即可开始测试混凝土膨胀、收缩应力试验，可获得混凝土膨胀、收缩应力全曲线，可实现对混凝土早龄期温度应力抗裂性能的综合评价分析，这有利于研究温度及配合比对混凝土早龄期性能的影响。

本发明的技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供的一种基于圆环法的混凝土早龄期温度应力试验系统，其包括混凝土温度历程测试装置、约束圆环试验装置、环境养护试验箱及计算机测控装置，所述计算机测控装置分别与所述混凝土温度历程测试装置、约束圆环试验装置及环境养护试验箱连接；所述混凝土温度历程测试装置包括保温筒、试样筒、保温盖板及预埋测温管，所述试样筒设置在保温筒的内部，混凝土试件设置在试样筒内，所述预埋测温管预设在混凝土试件内，所述保温盖板设置在试样筒的上部，所述温度传感器设置在预埋测温管中并与计算机测控装置连接；所述约束圆环试验装置包括混凝土收缩应力测试装置及混凝土膨胀应力测试装置，其为内环、外环结构，混凝土试件浇筑在内环与外环之间的空腔内，约束圆环试验装置上的电阻应变片与计算机测控装置连接；所述环境养护试验箱包括环境养护箱体及温度控制系统，所述环境养护箱体上的信号转换装置与计算机测控装置连接。