[发明专利]吸水树脂抑制水泥混凝土自收缩效果的测试装置及其评价方法

权利要求书

1.一种吸水树脂抑制水泥混凝土自收缩效果的测试装置，其特征在于：包括箱体（1）、温度加热装置（2）、湿度控制装置（3）、外框架（5）及计算机控制系统；所述的箱体（1）为全透明并且内部侧壁的两侧分别设置温度加热装置（2）；所述的箱体（1）的顶部设置湿度控制装置（3），底部设有蓄水槽（11），箱体（1）的一侧设有外开门A（13）；所述的蓄水槽（11）通过导管连接湿度控制装置（3）；所述的蓄水槽（11）内设有开口向上的壳体（7），壳体（7）的开口处安装有用于支撑混凝土试件的透明板（12）；所述的透明板（12）表面的中间设有激光反光标记点A（4）；所述的壳体（7）内部设有竖直向上的激光三维扫描仪A；所述的箱体（1）侧边的四个内侧表面中心分别设有激光反光标记点B，所述的箱体（1）上侧内表面中心设有激光反光标记点C；

所述的箱体（1）外侧设置外框架（5）；所述的外框架（5）的四个内侧表面面中心分别设有水平朝内的激光三维扫描仪B，所述的外框架（5）的上内侧表面设有竖直向下激光三维扫描仪C（6）；所述的激光三维扫描仪A的位置与激光反光标记点A（4）相对应；所述的外框架（5）的四个激光三维扫描仪B的位置分别与箱体（1）的四个激光反光标记点B一一相对应；所述的激光三维扫描仪C（6）的位置与激光反光标记点C相对应；

所述的外框架（5）设有与外开门A（13）同侧的外开门B（51）；

所述的湿度控制装置（3）包括湿度传感器、泵体（31）和安装在箱体（1）内顶部的水雾喷嘴（32）；所述的湿度传感器设置在箱体（1）内的侧壁；所述的泵体（31）通过管道连接水雾喷嘴（32）；

所述的计算机控制系统分别与温度加热装置（2）、湿度控制装置（3）、激光三维扫描仪A、激光三维扫描仪B、激光三维扫描仪C（6）电性连接。

2.根据权利要求1所述的吸水树脂抑制水泥混凝土自收缩效果的测试装置，其特征在于：所述的温度加热装置（2）采用鳍片式散热管形电热器。

3.根据权利要求1所述的吸水树脂抑制水泥混凝土自收缩效果的测试装置，其特征在于：所述的激光反光标记点（4）为亚铁磁性，粒径2cm。

4.根据权利要求1所述的吸水树脂抑制水泥混凝土自收缩效果的测试装置，其特征在于：所述的壳体（7）内的激光三维扫描仪A距离箱体（1）内的中心位置20cm；所述的外框架（5）顶部的激光三维扫描仪C（6）距离箱体（1）内的中心位置20cm；所述的外框架（5）的四个激光三维扫描仪B分别与箱体（1）内的中心位置相距20cm。

5.根据权利要求1所述的吸水树脂抑制水泥混凝土自收缩效果的测试装置，其特征在于：所述的水雾喷嘴（32）采用六头式水雾喷嘴式。

6.如权利要求1-6所述的吸水树脂抑制水泥混凝土自收缩效果的测试装置的评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：室内制备两组150mm×150mm×150mm的水泥混凝土试件，一组为吸水树脂水泥混凝土试件，记为实验组A（8）；另一组为未掺入吸水树脂的普通水泥混凝土试件，记为对照组B（9），除了吸水树脂外，两组混凝土试件的材料、级配和制备工艺均相同；

步骤S2：根据激光反光标记点A、4个激光反光标记点B、激光反光标记点C（4）的位置，采用激光三维扫描仪A、激光三维扫描仪B、激光三维扫描仪C（6）确定初始坐标系，并在实验组A（8）及对照组B（9）的每个表面正中心设置六个激光反光标记点；

步骤S3：启动温度加热装置（2）、湿度控制装置（3），其中温度加热装置（2）的加热温度范围为0～150℃，升温速率为5℃/min，降温速率为2/min，温度变动范围在±0.8℃，温度均匀度为±2℃；湿度控制装置（3）的喷出水雾粒径范围10～20μm，湿度控制范围5RH～98RH%，温度变动范围在±2%RH；箱体（1）内按照设定的温、湿度参数运行1h后，将实验组A（8）及对照组B（9）置于箱体（1）内，实验组A（8）及对照组B（9）距离不少于10cm；采用激光三维扫描仪A、激光三维扫描仪B、激光三维扫描仪C（6）在固定点扫描实验组A（8）和对照组B（9），建立实验组A（8）及对照组B（9）的初始坐标和三维云数据；

步骤S4：根据不同的时间间隔0h、3h、6h、12h、24h、48h、96h、192h，采集实验组A（8）及对照组B（9）的三维云数据，通过扫描仪内置的软件和计算机控制系统的CAD软件，重构建立不同时间点实验组A（8）及对照组B（9）的三维图和六视图，获得实验组A（8）及对照组B（9）的体积V_A、V_B，以及获得实验组A（8）及对照组B（9）的总表面积S_A、S_B，其中V_A代表实验组A（8）的体积、V_B代表对照组B（9）的体积，S_A代表实验组A（8）的总表面积、S_B代表对照组B（9）总表面积；

步骤S5：分别计算实验组A（8）及对照组B（9）的表面积与体积的比值，即比表面积：

I_A=S_A/V_A；

I_B=S_B/V_B；

其中I_A代表实验组A（8）的变化率、I_B代表对照组B（9）的变化率，比较两组比表面积大小；则t时刻两组试件的收缩率计算公式如下：

β_A(t)= I_A(t)/ I_A(0)；

β_B(t)= I_B(t)/ I_B(0)；

其中：β_A(t)- 实验组试件t时刻收缩率；β_B(t)- 对照组试件t时刻收缩率；I_A(t)表示实验组A（8）在t时刻的比表面积，I_B(t)表示对照组B（9）在t时刻的比表面积，I_A(0)表示实验组A（8）在0时刻的比表面积，I_B(0)表示对照组B（9）在0时刻的比表面积；

步骤S6：进行吸水树脂抑制水泥混凝土自收缩效果的评价：

若β_A(t)＞β_B(t)，则表明吸水树脂水泥混凝土的收缩程度小于普通水泥混凝土，则吸水树脂具备良好的抑制水泥混凝土自收缩效果；

若β_A(t)≤β_B(t)，则表明吸水树脂水泥混凝土的收缩程度等于或大于普通水泥混凝土，则吸水树脂抑制水泥混凝土自收缩效果不佳或较差。