[发明专利]一种恒定混凝土约束应力设备环境温度的方法

说明书

本发明提供一种恒定混凝土约束应力设备环境温度的方法，即根据混凝土约束应力设备的大小，设计一环境箱，将混凝土约束应力设备内置在环境箱内；在环境箱内设置有温控系统，使环境箱内的温度保持恒定；所述环境箱内的温度保持在20℃。所述温控系统包括水冷系统和风冷系统。由于本发明通过控制环境箱内的温度，使环境箱内的温度保持恒定，从而达到消除试验设备因所处环境温度的变化而产生测量误差的问题，极大地提高混凝土约束应力设备变形数据测量的准确性。同时，由于本发明对试验设备的温度控制空间范围缩小至试验设备的三维空间，与传统的实验室整体控温控制相比更为可靠，实现度和精度更高。

技术领域

本发明涉及一种使实验室内混凝土约束应力设备环境温度恒定的方法。

背景技术

由于大体积混凝土结构的断面较厚，混凝土浇筑后其内部快速水化反应产生的热量无法及时散失，导致大体积混凝土结构内部温度升高。当其内部混凝土温升达到峰值后，其内部温度与外界环境的温差出现缓慢下降的过程，由于此时混凝土的弹性模量较初期更高，且徐变能力更弱，故，大体积混凝土结构在晚龄期阶段会因约束产生拉应力，一旦拉应力超过相应龄期的抗拉强度，大体积混凝土结构便会产生温度裂缝。大量温度裂缝的产生将直接对大体积混凝土结构的整体性、耐久性和安全性产生影响！

大体积混凝土温度抗裂研究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混凝土约束应力设备可以模拟大体积混凝土结构(例如大坝)的开裂历程，其基本原理是：通过应变计实时测量混凝土试件的变形，根据混凝土试件在不同温度历程下的变形，通过电机推、拉动作模拟混凝土试件因约束产生的拉应力，对混凝土试件实施完全或部分变形约束。

当前实验室通过混凝土约束应力设备测量混凝土试件约束应力及混凝土变形时，存在一致命问题，即：因环境温度的影响，测量值不准确，导致依据该测量值计算的混凝土约束应力不准确。由于大体积混凝土结构的断面很厚，可达数十米，导致混凝土温降的历程非常缓慢，大多维持在0.3～0.5℃/天，因此，在模拟大体积混凝土结构温降的试验过程中，需要十分精确的捕捉大体积混凝土结构在上述温降过程中产生的变形。然后，在实际试验过程中，由于测量周期长，对于搁置于某一实验室内的试验机，其所处的环境温度如果不能精准控制，便会导致变形传感器测出的变形耦合出大量由于试验环境温度变化而产生的变形，导致变形传感器测出的数据含有大量误差，严重影响试验精度！

而环境温度对试验数据的影响在已有的混凝土约束应力试验设备中都没有考虑，因此，试验结果的准确性及精度大大下降。

发明内容

鉴于上述原因，本发明的目的是提供一种使实验室内混凝土约束应力设备环境温度恒定的方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种恒定混凝土约束应力设备环境温度的方法，其特征在于，根据混凝土约束应力设备的大小，设计一环境箱，将混凝土约束应力设备内置在环境箱内；在环境箱内设置有温控系统，使环境箱内的温度保持恒定；

所述环境箱由金属框架和安装固定在金属框架前、后、左、右、顶面的防火保温板构成；金属框架的形状、尺寸依混凝土约束应力设备的形状、三维尺寸而确定；所述环境箱内的温度保持在20℃；

所述温控系统包括水冷系统和风冷系统；

所述水冷系统包括设置在所述环境箱内的若干个喷头；所述风冷系统包括设置在所述喷头旁的风扇；

所述风扇的风速与所述喷头喷水量之间的关系为：

式中，v_i是喷头处风速，T_i是喷头处实测的温度数据；l_i是喷头距离混凝土试件的距离；Q_i是喷头的喷射量。

在本发明较佳实施例中，所述水冷系统包括布设在所述环境箱金属框架上的冷却水管，在冷却水管上间隔地安装有喷头，在每个喷头旁安装有一温度传感器，及控制器；