[发明专利]室内定量评定混凝土结构开裂风险的方法及设备

说明书

本发明提供一种室内定量评定混凝土结构开裂风险的方法及设备，即在一变温室内设置两个结构相同的金属模板框架，其中一个金属模板框架内为空，另一个金属模板框架用于浇筑混凝土试件；在两个金属模板框架顶面中心处粘贴应变片；调节变温室的温度，模拟混凝土结构现场浇筑进程的内部温度，按照现场混凝土结构浇筑进程，向其中一个金属模板框架内浇筑混凝土，在浇筑的过程中，通过应变片和应变采集仪，实时获取在不同内部温度下，混凝土试件不同龄期，内部为空的金属模板框架和内部浇筑有混凝土试件的金属模板框架的变形；绘制混凝土试件约束应力曲线；根据绘制的混凝土试件约束应力曲线直接评定混凝土试件是否存在开裂风险。

技术领域

本发明涉及一种评定混凝土结构是否存在开裂风险的方法及试验设备，具体地说，本发明涉及一种考虑混凝土内部温度作用、室内定量评定混凝土结构是否存在开裂风险的方法及试验设备。

背景技术

在混凝土结构(例如混凝土大坝)浇筑过程中，由于其截面较厚，其内部水化反应产生的热量无法及时散失，导致混凝土结构内部的温度升高较快。当混凝土结构内部温度与混凝土结构外部温度产生较大温差时，特别是当混凝土结构内部的温升达到峰值后，混凝土结构内部的温度下降过程开始缓慢，此时混凝土的弹性模量较初期更高，且徐变能力更弱，因此，导致混凝土结构在晚龄期阶段因约束产生的拉应力较大，一旦拉应力超过相应龄期的抗拉强度时，混凝土结构便会产生温度裂缝。混凝土结构产生温度裂缝将严重地影响混凝土结构的整体安全性！

如何快速、准确地评定混凝土结构是否存在开裂风险，及时调整施工工艺避免温度裂缝的产生一直是工程界和学术界关注的焦点。

当前实验室内已有部分设备可以模拟混凝土结构(例如混凝土大坝结构)的开裂历程，进而分析混凝土的约束系数、评定混凝土的开裂性能，但是，这些试验设备及评定混凝土开裂性能的方法均存在以下共性的问题：

1、研究的对象是已浇筑成型的静态混凝土试件，没有动态地考虑混凝土试件整个浇筑过程中其内部的温度变化对混凝土约束系数和开裂性能的影响。

2、混凝土试件的应力通过安装于试验设备端部的荷载传感器获取。混凝土试件的位移量由预埋在试件中部的预埋杆与安装于试件表面的位移传感器相连，进而获取混凝土试件在不同约束状态下的位移变化。但往往出现由于预埋杆处混凝土截面削弱，导致混凝土在该截面处产生开裂现象，测量的数据不准确，使得最后分析、评定结果不准确。

3、为模拟混凝土试件具有任意的温度历程，需要特别的在试件周边安装相应的温度模板以实现温控要求，增加试验设备的复杂性。

4、当前试验用的温度应力试验机等类似设备需要配备伺服电机，配套的测控软件，价格昂贵，不便于此类设备的推广使用。

发明内容

鉴于上述原因，本发明的目的是提供一种考虑混凝土内部温度作用室内定量评定混凝土结构是否存在开裂风险的方法。

本发明的另一目的是提供一种考虑混凝土内部温度作用计算混凝土约束系数的方法。

本发明的又一目的是提供一种考虑混凝土内部温度作用用于室内定量评定混凝土结构是否存在开裂风险的试验设备。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种室内定量评定混凝土结构开裂风险的方法，其特征在于：它包括以下步骤：

S1：准备两个结构相同的金属模板框架，其中一个金属模板框架内为空，另一个金属模板框架用于浇筑混凝土试件；两个金属模板框架均放置在设有温控设备的变温室；

S2：分别在两个金属模板框架顶面中心处粘贴应变片；

通过导线分别将各应变片的数据输出端与应变采集仪的数据输入端相连，实时获取在不同内部温度下，混凝土试件不同龄期，内部为空的金属模板框架和内部浇筑有混凝土试件的金属模板框架的变形；