CN107727502A - 水工混凝土早龄期徐变试验方法 - Google Patents

水工混凝土早龄期徐变试验方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107727502A
CN107727502A CN201711119532.7A CN201711119532A CN107727502A CN 107727502 A CN107727502 A CN 107727502A CN 201711119532 A CN201711119532 A CN 201711119532A CN 107727502 A CN107727502 A CN 107727502A
Authority
CN
China
Prior art keywords
temperature
concrete
test specimen
measurement
formula
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201711119532.7A
Other languages
English (en)
Inventor
张国新
刘毅
王振红
辛建达
朱振泱
刘有志
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Institute of Water Resources and Hydropower Research
Original Assignee
China Institute of Water Resources and Hydropower Research
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Institute of Water Resources and Hydropower Research filed Critical China Institute of Water Resources and Hydropower Research
Priority to CN201711119532.7A priority Critical patent/CN107727502A/zh
Publication of CN107727502A publication Critical patent/CN107727502A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/02—Details
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0001—Type of application of the stress
    • G01N2203/0003—Steady
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0014—Type of force applied
    • G01N2203/0016—Tensile or compressive
    • G01N2203/0017—Tensile
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0014—Type of force applied
    • G01N2203/0016—Tensile or compressive
    • G01N2203/0019—Compressive
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/003—Generation of the force
    • G01N2203/005—Electromagnetic means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/022—Environment of the test
    • G01N2203/0222—Temperature
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/022—Environment of the test
    • G01N2203/0236—Other environments
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/025—Geometry of the test
    • G01N2203/0252—Monoaxial, i.e. the forces being applied along a single axis of the specimen
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/026—Specifications of the specimen
    • G01N2203/0262—Shape of the specimen
    • G01N2203/0268—Dumb-bell specimens
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/06—Indicating or recording means; Sensing means
    • G01N2203/067—Parameter measured for estimating the property
    • G01N2203/0676—Force, weight, load, energy, speed or acceleration
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/06—Indicating or recording means; Sensing means
    • G01N2203/067—Parameter measured for estimating the property
    • G01N2203/0682—Spatial dimension, e.g. length, area, angle

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)

Abstract

一种水工混凝土早龄期徐变试验方法，它利用一个试验装置，在试验装置的容置空间内浇筑混凝土，并形成试件，该试件整体呈哑铃状，两端分别被试验装置的固定夹头和活动夹头夹紧；在混凝土早龄期通过测量控制***控制试验装置的加载***，对该活动夹头进行拉伸或者推压；并保持应力传感器传来的力度数值不变；根据施工地气温、湿度的实际变化情况，通过测量控制***调节环境箱内的温度和湿度，以及该环境条件下试件的温度；通过位移传感器不断测量约束轴的位移，进而得到活动夹头的位移，最终得到试件在不同时间的变形量；并根据这些变形量得到该试件的变形曲线，计算得到试件的徐变。本发明能对环境变化的混凝土进行徐变试验，更加接近工程实际。

Description

水工混凝土早龄期徐变试验方法
技术领域
本发明属于水利水电工程的技术领域，特别是一种水工混凝土早龄期徐变试验方法。
背景技术
大体积混凝土的裂缝问题一直是困扰国内外工程界的一个重要难题，混凝土裂缝的出现，不但影响着结构的外观质量，也严重影响着工程的使用寿命和安全，进而威胁到人民的生命财产。因此，如何避免裂缝的产生或者降低裂缝发生的可能就成为工程建设者所关心的问题，特别是大体积混凝土结构，温度裂缝是主要的裂缝形式。截止目前，对大体积混凝土的温度裂缝防止主要从如下三方面着手：(1)优化混凝土结构，改善受力特性；(2)材料方面改进，优化混凝土配合比，改善混凝土的材料性能，真实掌握混凝土热力学特性；(3)采取施工措施，降低混凝土温度，防止混凝土产生过大的温差。
徐变是混凝土的主要材料参数之一，该参数的准确与否直接影响着对混凝土真实材料性能的掌控、温度应力的精确计算和施工措施的最终决策。混凝土徐变是指在某一龄期下对试件施加初始恒定荷载后，其变形随时间持续增长的现象。传统上，规范上混凝土徐变参数的测定是在混凝土圆柱体试件上进行，施加恒定的受压或者受拉荷载(一般为破坏荷载的30％左右)，随着时间增长的变形，即为混凝土的徐变变形。但是，该试验方法仅适用于混凝土恒温和绝湿条件，是在温度为20℃±2℃的恒温室进行，不能在混凝土本身温度变化条件下进行试验，不能体现混凝土的真实温度历程，不能进行混凝土的全过程试验，不能反映实际工程情况的温度变化。因此，一种水工混凝土早龄期徐变试验方法就成为大体积混凝土温控防裂所需。
发明内容
本发明的目的是提供一种水工混凝土早龄期徐变试验方法，其可以改进现有水工混凝土徐变试验方法的局限和不足，对混凝土在实际环境条件变化发展条件下的徐变进行试验，为掌握混凝土力学性能和防止混凝土裂缝产生提供可靠依据。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种水工混凝土早龄期徐变试验方法，它利用一个试验装置，该试验装置包括一底座，该底座上设置有一用于隔绝外界环境的环境箱，该环境箱内设有混凝土试件容置装置；
该混凝土试件容置装置包括固定夹头、活动夹头、两个侧模板，拼合构成一个上端敞口或者上下端均敞口的容置空间，该固定夹头固定设置在该环境箱一端，该活动夹头可沿该容置空间的长度方向的轴线移动地设置在该环境箱另一端，两个侧模板平行置于该固定夹头和活动夹头之间；该环境箱或者该环境箱和该容置空间设置温度传感器和湿度传感器；该环境箱和混凝土试件容置装置还设有温度调节装置和湿度调节装置；
还包括一加载***；该加载***包括一反力框架、一传动装置和一带有减速机的伺服电机，该反力框架固定设置在该底座上，将该环境箱包围；该传动装置包括设于该反力框架上的主动丝杠，该主动丝杠末端连接约束轴，该约束轴穿过该环境箱且末端穿与该活动夹头连接，而使得该活动夹头位置固定或在该轴线方向移动；该伺服电机与该主动丝杠连接；该约束轴顶部设有测量顶，该测量顶与该环境箱之间设有位移传感器；该传动装置设有应力传感器；
该温度传感器、湿度传感器、位移传感器、应力传感器连接至测量控制***的输入端，该温度调节装置、湿度调节装置和该伺服电机均连接至测量控制***的输出端；
在该容置空间内浇筑混凝土，并形成试件，该试件整体呈哑铃状，两端分别被固定夹头和活动夹头夹紧；
根据施工地气温、湿度的实际变化情况，通过测量控制***调节环境箱内的温度和湿度，以及该环境条件下试件的温度；
在混凝土早龄期通过测量控制***控制该加载***，对该活动夹头进行若干次拉伸或者推压；
通过位移传感器不断测量约束轴的位移，进而得到活动夹头的位移，最终得到试件在不同时间的变形量；并根据这些变形量连续得到固定时间间隔的该试件的徐变，根据得到的徐变数据绘制横轴为时间纵轴为徐变的曲线，每次拉伸或者推压试件的时间点对应曲线上的一个波峰和波谷，将波峰和波谷的徐变删除，在二者之间的趋于直线段的位置，选取若干个徐变数据，根据下列公式计算得到该时间点的徐变。
εcr(t)＝εtot(t)-εel(t)-εsh(t)
式中，εtot(t)是加载试件的总变形，με；εel(t)是加载试件的瞬时弹性变形，με；εsh(t)是自由试件的收缩变形，με；t为该时间点。
进一步的，所述环境箱内还设有太阳辐射传感器、降雨传感器和风速传感器中的至少一种，分别连接至所述测量控制***的输入端；所述环境箱内还对应设有太阳辐射调节装置、降雨调节装置和风速调节装置中的至少一种，分别连接至所述测量控制***的输出端；在测量过程中，根据施工地光照、降雨和风力的实际变化情况，通过测量控制***调节环境箱内的太阳辐射、降雨和风速。
进一步的，在浇筑所述试件之前，在所述固定夹头和活动夹头之间设置“工”字型的定位件，该定位件的两端分别和固定夹头和活动夹头通过定位销固定连接；并在浇筑试件后3小时拆除该定位件。
进一步的，在所述方法中，对于真实环境的模拟，采用如下步骤中的至少一个：
①环境温度
针对当地的情况而定，即模拟真实环境的当地，将以上月平均气温资料拟合成一条余弦曲线，下式(1)为拟合后的计算公式：
式中，Ta为气温，Tam为年平均气温，Aa为气温年变幅，τ为时间(月)，τ0为气温最高的时间(月)。
考虑气温日变化，采用下式计算：
式中，为日气温，Ta为月平均气温，A为气温日变化幅度，t为1天中的时刻(时)根据不同地区的不同季节而定；
②太阳辐射热
混凝土建筑物经常是暴露在太阳辐射之下的，其对混凝土温度有重要影响。单位时间内在单位面积上太阳辐射来的热量是S，其中设被混凝土吸收的部分为R，剩余部分被反射掉，则：
R＝αs S (3)
式中，αs为吸收系数，也称为黑度系数，混凝土表面一般取0.65。
S＝S0(1 kn) (4)
式中，S0为晴天太阳辐射热，n为云量，k为系数，这三个数值可由当地气象站给出。
日照的影响相当于周围空气的温度增高了ΔTa，
ΔTa＝R/β (5)
式中，β为混凝土表面放热系数，可根据表面粗糙程度和风速计算得出。
③降水
查询工程所在地气象部门的降水量，通过降水设备和降水量控制器来模拟降水；
并通过公式(6)计算降水量，
Ps＝Pt{1-exp[-(Ta-Tr)/(Tr-Ts)]2}+，Tr≥Ts
Pt＝Pt-Ps (6)
式中Ps为降雪量，Pr为降雨量，Pt为总降水量，Ta为日平均气温，Tr为降雨临界气温，Ts为降雪临界气温。
④风速
查询工程所在地的气象部门的风速，启动风速模拟装置，以根据风速得出混凝土表面散热系数。
本发明的有益效果是：本发明水工混凝土早龄期徐变试验方法，其可以改进现有水工混凝土徐变试验方法的局限和不足，对混凝土在实际环境条件变化发展条件下的徐变进行试验，为掌握混凝土力学性能和防止混凝土裂缝产生提供可靠依据。
附图说明
图1是本发明水工混凝土早龄期徐变试验方法采用的实验装置的结构示意图。
图2是图1中A处的放大示意图。
图3是本发明水工混凝土早龄期徐变试验方法采用的实验装置的定位件的结构示意图。
图4是本发明工混凝土早龄期徐变试验方法的数据处理示意图。
图5是本发明工混凝土早龄期徐变试验方法得到的实际徐变数据与理论徐变数据的曲线图。
具体实施方式
以下仅以实施例说明本发明可能的实施态样，然而并非用以限制本发明所欲保护的范畴，先予叙明。
如图1、图2所示，本发明提供一种水工混凝土早龄期徐变试验方法，它利用一个试验装置，该试验装置包括一底座1，该底座1上设置有一用于隔绝外界环境的环境箱2，该环境箱2内设有混凝土试件容置装置。
该混凝土试件容置装置包括固定夹头3、活动夹头4、两个侧模板5，拼合构成一个上端敞口或者上下端均敞口的容置空间，该固定夹头3固定设置在该环境箱2一端，该活动夹头4可沿该容置空间的长度方向的轴线移动地设置在该环境箱2另一端，两个侧模板5平行置于该固定夹头3和活动夹头4之间。该环境箱2或者该环境箱2和该容置空间设置温度传感器和湿度传感器。该环境箱2和混凝土试件容置装置还设有温度调节装置和湿度调节装置。
该实验装置还包括一加载***。该加载***包括一反力框架6、一传动装置和一带有减速机的伺服电机7，该反力框架6固定设置在该底座1上，将该环境箱2包围。该传动装置包括设于该反力框架6上的主动丝杠，该主动丝杠末端连接约束轴8，该约束轴8穿过该环境箱2且末端穿与该活动夹头4连接，而使得该活动夹头4位置固定或在该轴线方向移动。该伺服电机7与该主动丝杠连接。该约束轴8顶部设有测量顶9，该测量顶9与该环境箱之间设有位移传感器10，该传动装置设有应力传感器11。
该温度传感器、湿度传感器、位移传感器10、应力传感器11连接至测量控制***的输入端，该温度调节装置、湿度调节装置和该伺服电机7均连接至测量控制***的输出端。
测量时，在该容置空间内浇筑混凝土，并形成试件，该试件整体呈哑铃状，两端分别被固定夹头和活动夹头夹紧；为了保持试件一致，如图3所示，在浇筑该试件之前，在该固定夹头3和活动夹头4之间设置“工”字型的定位件12，该定位件的两端分别和固定夹头3和活动夹头4通过定位销固定连接。并在浇筑试件后3小时拆除该定位件12。
根据施工地气温、湿度的实际变化情况，通过测量控制***调节环境箱2内的温度和湿度，以及该环境条件下试件的温度；
在混凝土早龄期通过测量控制***控制该加载***，对该活动夹头4进行若干次拉伸或者推压；
通过位移传感器不断测量约束轴的8位移，进而得到活动夹头4的位移，最终得到试件在不同时间的变形量；并根据这些变形量连续得到固定时间间隔的该试件的徐变，根据得到的徐变数据绘制横轴为时间纵轴为徐变的曲线，如图4所示，每次拉伸或者推压试件的时间点对应曲线上的一个波峰和波谷，以3.01d为例，欲得到3.01d的徐变，将3.01d对应的波峰和波谷的徐变删除，在二者之间的趋于直线段的位置(图中箭头范围)，选取若干个徐变数据，根据公式计算得到该时间点的徐变。如图5所示，本发明得到的各时间点的实际徐变数据与理论徐变数据及其吻合，更能为工程决策提供支持。
基于约束和自由试件的变形数据，由公式计算得到该时间点的徐变变形
εcr(t)＝εtot(t)-εel(t)-εsh(t)
式中，εtot(t)是加载试件的总变形，με；εel(t)是加载试件的瞬时弹性变形，με；εsh(t)是自由试件的收缩变形，με。
如图5所示，本发明得到的各时间点的实际徐变数据与理论徐变数据及其吻合，更能为工程决策提供支持。
为了更加准确地模拟施工环境，该环境箱2内还设有太阳辐射传感器、降雨传感器和风速传感器中的至少一种，分别连接至该测量控制***的输入端。该环境箱2内还对应设有太阳辐射调节装置、降雨调节装置和风速调节装置中的至少一种，分别连接至该测量控制***的输出端。在测量过程中，根据施工地光照、降雨和风力的实际变化情况，通过测量控制***调节环境箱2内的太阳辐射、降雨和风速。
在所述方法中，对于真实环境的模拟，采用如下步骤中的至少一个：
①环境温度
针对当地的情况而定，即模拟真实环境的当地，将以上月平均气温资料拟合成一条余弦曲线，下式(1)为拟合后的计算公式：
式中，Ta为气温，Tam为年平均气温，Aa为气温年变幅，τ为时间(月)，τ0为气温最高的时间(月)。
考虑气温日变化，采用下式计算：
式中，为日气温，Ta为月平均气温，A为气温日变化幅度，t为1天中的时刻(时)根据不同地区的不同季节而定；
②太阳辐射热
混凝土建筑物经常是暴露在太阳辐射之下的，其对混凝土温度有重要影响。单位时间内在单位面积上太阳辐射来的热量是S，其中设被混凝土吸收的部分为R，剩余部分被反射掉，则：
R＝αs S (3)
式中，αs为吸收系数，也称为黑度系数，混凝土表面一般取0.65。
S＝S0(1 kn) (4)
式中，S0为晴天太阳辐射热，n为云量，k为系数，这三个数值可由当地气象站给出。
日照的影响相当于周围空气的温度增高了ΔTa，
ΔTa＝R/β (5)
式中，β为混凝土表面放热系数，可根据表面粗糙程度和风速计算得出。
③降水
查询工程所在地气象部门的降水量，通过降水设备和降水量控制器来模拟降雨；
并通过公式(6)计算降水量，
Ps＝Pt{1-exp[-(Ta-Tr)/(Tr-Ts)]2}+，Tr≥Ts
Pr＝Pt-Ps (6)
式中Ps为降雪量，Pr为降雨量，Pt为总降水量，Ta为日平均气温，Tr为降雨临界气温，Ts为降雪临界气温。
④风速
查询工程所在地的气象部门的风速，启动风速模拟装置，以根据风速得出混凝土表面散热系数。
本发明与现有技术相比，具有下列优点：
1：与传统只能恒温绝湿试验的方法不同，本发明的装置和方法可以模拟混凝土的温度发展历程或者说温度的发展变化过程，对温度变化的混凝土进行徐变试验，更加接近工程实际；
2：传统的混凝土压徐变和拉徐变须分开进行试验，压徐变和拉徐变必须分别在压缩徐变仪和拉伸徐变仪上进行，而本发明试验方法的试验装置既可进行压徐变试验，也可进行拉徐变试验，是在一台试验设备上进行试验；
3：传统的试验方法需要知道试验混凝土块的应变值，应变计的灵敏度、应变计的温度灵敏度系数、应变计的温度补偿系数、电阻比等一些参数，经过复杂的公式计算得出，影响参数多，过程复杂，容易产生较大的试验误差，而本发明的试验装置和方法，可以直接试验得出不同龄期的混凝土徐变度曲线；
4：本发明不用测弹性模量，不用两个试件，用一台装置和一个试件，直接测得徐变结果；
5：本发明装置和方法还可以模拟混凝土的其他环境(降雨、光照、风力)发展历程或者其发展变化过程，对环境变化的混凝土进行徐变试验，更加接近工程实际。
6：本发明装置和方法可以得到任意早龄期的徐变，并更加接近真实情况，数据更加精确。
本发明是以所述的权利要求所限定的。但基于此，本领域的普通技术人员可以做出种种显然的变化或改动，都应在本发明的主要精神和保护范围之内。

Claims (4)

1.一种水工混凝土早龄期徐变试验方法，其特征在于，它利用一个试验装置，该试验装置包括一底座，该底座上设置有一用于隔绝外界环境的环境箱，该环境箱内设有混凝土试件容置装置；
该混凝土试件容置装置包括固定夹头、活动夹头、两个侧模板，拼合构成一个上端敞口或者上下端均敞口的容置空间，该固定夹头固定设置在该环境箱一端，该活动夹头可沿该容置空间的长度方向的轴线移动地设置在该环境箱另一端，两个侧模板平行置于该固定夹头和活动夹头之间；该环境箱或者该环境箱和该容置空间设置温度传感器和湿度传感器；该环境箱和混凝土试件容置装置还设有温度调节装置和湿度调节装置；
还包括一加载***；该加载***包括一反力框架、一传动装置和一带有减速机的伺服电机，该反力框架固定设置在该底座上，将该环境箱包围；该传动装置包括设于该反力框架上的主动丝杠，该主动丝杠末端连接约束轴，该约束轴穿过该环境箱且末端穿与该活动夹头连接，而使得该活动夹头位置固定或在该轴线方向移动；该伺服电机与该主动丝杠连接；该约束轴顶部设有测量顶，该测量顶与该环境箱之间设有位移传感器；该传动装置设有应力传感器；
该温度传感器、湿度传感器、位移传感器、应力传感器连接至测量控制***的输入端，该温度调节装置、湿度调节装置和该伺服电机均连接至测量控制***的输出端；
在该容置空间内浇筑混凝土，并形成试件，该试件整体呈哑铃状，两端分别被固定夹头和活动夹头夹紧；
根据施工地气温、湿度的实际变化情况，通过测量控制***调节环境箱内的温度和湿度，以及该环境条件下试件的温度；
在混凝土早龄期通过测量控制***控制该加载***，对该活动夹头进行若干次拉伸或者推压；
通过位移传感器不断测量约束轴的位移，进而得到活动夹头的位移，最终得到试件在不同时间的变形量；并根据这些变形量连续得到固定时间间隔的该试件的徐变，根据得到的徐变数据绘制横轴为时间纵轴为徐变的曲线，每次拉伸或者推压试件的时间点对应曲线上的一个波峰和波谷，将波峰和波谷的徐变删除，在二者之间的趋于直线段的位置，选取若干个徐变数据，根据下列公式计算得到该时间点的徐变；
εcr(t)＝εtot(t)-εel(t)-εsh(t)
式中，εtot(t)是加载试件的总变形；εel(t)是加载试件的瞬时弹性变形；εsh(t)是自由试件的收缩变形；t为该时间点。
2.根据权利要求1所述的水工混凝土早龄期徐变试验方法，其特征在于，所述环境箱内还设有太阳辐射传感器、降雨传感器和风速传感器中的至少一种，分别连接至所述测量控制***的输入端；所述环境箱内还对应设有太阳辐射调节装置、降雨调节装置和风速调节装置中的至少一种，分别连接至所述测量控制***的输出端；在测量过程中，根据施工地光照、降雨和风力的实际变化情况，通过测量控制***调节环境箱内的太阳辐射、降雨和风速。
3.根据权利要求1所述的水工混凝土早龄期徐变试验方法，其特征在于，在浇筑所述试件之前，在所述固定夹头和活动夹头之间设置“工”字型的定位件，该定位件的两端分别和固定夹头和活动夹头通过定位销固定连接；并在浇筑试件后3小时拆除该定位件。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的水工混凝土早龄期徐变试验方法，其特征在于，在所述方法中，对于真实环境的模拟，采用如下步骤中的至少一个：
①环境温度
针对当地的情况而定，即模拟真实环境的当地，将月平均气温资料拟合成一条余弦曲线，下式(1)为拟合后的计算公式：
<mrow> <msub> <mi>T</mi> <mi>a</mi> </msub> <mo>=</mo> <msub> <mi>T</mi> <mrow> <mi>a</mi> <mi>m</mi> </mrow> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>A</mi> <mi>a</mi> </msub> <mi>c</mi> <mi>o</mi> <mi>s</mi> <mfrac> <mi>&amp;pi;</mi> <mn>6</mn> </mfrac> <mfenced open = "(" close = ")"> <mtable> <mtr> <mtd> <mi>&amp;tau;</mi> </mtd> <mtd> <msub> <mi>&amp;tau;</mi> <mn>0</mn> </msub> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
式中，Ta为气温，Tam为年平均气温，Aa为气温年变幅，τ为时间(月)，τ0为气温最高的时间(月)；
考虑气温日变化，采用下式(2)计算：
<mrow> <msubsup> <mi>T</mi> <mi>a</mi> <mi>d</mi> </msubsup> <mo>=</mo> <msub> <mi>T</mi> <mi>a</mi> </msub> <mo>+</mo> <mi>A</mi> <mi>c</mi> <mi>o</mi> <mi>s</mi> <mfrac> <mi>&amp;pi;</mi> <mn>12</mn> </mfrac> <mfenced open = "(" close = ")"> <mtable> <mtr> <mtd> <mi>t</mi> </mtd> <mtd> <mn>14</mn> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
式中，为日气温，Ta为月平均气温，A为气温日变化幅度，t为1天中的时刻(时)根据不同地区的不同季节而定；
②太阳辐射热
单位时间内在单位面积上太阳辐射来的热量是S，其中设被混凝土吸收的部分为R，剩余部分被反射掉，则：
R＝αs S (3)
式中，αs为吸收系数，混凝土表面取0.65；
S＝S0(1kn) (4)
式中，S0为晴天太阳辐射热，n为云量，k为系数；
日照的影响相当于周围空气的温度增高了ΔTa，
ΔTa＝R/β (5)
式中，β为混凝土表面放热系数，根据表面粗糙程度和风速计算得出；
③降水
查询工程所在地气象部门的降水量，通过降水设备和降水量控制器来模拟降水；
并通过公式(6)计算降水量，
Ps＝Pt{1-exp[-(Ta-Tr)/(Tr-Ts)]2}+，Tr≥Ts
Pr＝Pt-Ps (6)
式中Ps为降雪量，Pr为降雨量，Pt为总降水量，Ta为日平均气温，Tr为降雨临界气温，Ts为降雪临界气温；
④风速
查询工程所在地的气象部门的风速，启动风速模拟装置，以根据风速得出混凝土表面散热系数。
CN201711119532.7A 2017-11-14 2017-11-14 水工混凝土早龄期徐变试验方法 Pending CN107727502A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711119532.7A CN107727502A (zh) 2017-11-14 2017-11-14 水工混凝土早龄期徐变试验方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711119532.7A CN107727502A (zh) 2017-11-14 2017-11-14 水工混凝土早龄期徐变试验方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107727502A true CN107727502A (zh) 2018-02-23

Family

ID=61215342

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711119532.7A Pending CN107727502A (zh) 2017-11-14 2017-11-14 水工混凝土早龄期徐变试验方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107727502A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108801786A (zh) * 2018-05-30 2018-11-13 广东知识城运营服务有限公司 一种混凝土强度的检测设备
CN114324836A (zh) * 2021-12-30 2022-04-12 汇通建设集团股份有限公司 一种分析混凝土早期收缩裂缝形成的方法和装置
CN114777981A (zh) * 2022-06-20 2022-07-22 江西农业大学 一种基于热风干燥模式的油茶蒲应力检测装置及方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101988858A (zh) * 2010-04-30 2011-03-23 北京木联能工程科技有限公司 根据工程安全监测钢筋应力计测量钢筋混凝土徐变应力的方法
JP2012173081A (ja) * 2011-02-21 2012-09-10 Sumitomo Kinzoku Kozan Siporex Kk Ａｌｃ水平部材の劣化判定方法
CN103149094A (zh) * 2013-03-05 2013-06-12 华北水利水电学院 早期龄混凝土拉伸徐变的测量方法及装置
CN105352876A (zh) * 2015-09-09 2016-02-24 中国水利水电科学研究院 基于真实环境的混凝土开裂全过程试验装置和方法
CN105372171A (zh) * 2015-09-09 2016-03-02 中国水利水电科学研究院 基于真实环境的混凝土开裂全过程试验装置
CN105572027A (zh) * 2016-02-19 2016-05-11 中国水利水电科学研究院 混凝土开裂全过程仿真试验机

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101988858A (zh) * 2010-04-30 2011-03-23 北京木联能工程科技有限公司 根据工程安全监测钢筋应力计测量钢筋混凝土徐变应力的方法
JP2012173081A (ja) * 2011-02-21 2012-09-10 Sumitomo Kinzoku Kozan Siporex Kk Ａｌｃ水平部材の劣化判定方法
CN103149094A (zh) * 2013-03-05 2013-06-12 华北水利水电学院 早期龄混凝土拉伸徐变的测量方法及装置
CN105352876A (zh) * 2015-09-09 2016-02-24 中国水利水电科学研究院 基于真实环境的混凝土开裂全过程试验装置和方法
CN105372171A (zh) * 2015-09-09 2016-03-02 中国水利水电科学研究院 基于真实环境的混凝土开裂全过程试验装置
CN105572027A (zh) * 2016-02-19 2016-05-11 中国水利水电科学研究院 混凝土开裂全过程仿真试验机

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
C.-Y. XU等: "《Regional water modelling in the NOPEX area: development and application of monthly water balance models》", 《JOURNAL OF HYDROLOGY》 *
刘宏伟等: "《杠杆卧拉式徐变装置测定混凝土早期徐变试验研究》", 《盐城工学院学报（自然科学版）》 *
汪建群等: "《早龄混凝土的压缩与拉伸徐变及其研究现状》", 《土木建筑与环境工程》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108801786A (zh) * 2018-05-30 2018-11-13 广东知识城运营服务有限公司 一种混凝土强度的检测设备
CN114324836A (zh) * 2021-12-30 2022-04-12 汇通建设集团股份有限公司 一种分析混凝土早期收缩裂缝形成的方法和装置
CN114777981A (zh) * 2022-06-20 2022-07-22 江西农业大学 一种基于热风干燥模式的油茶蒲应力检测装置及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107727502A (zh) 水工混凝土早龄期徐变试验方法
CN107907410A (zh) 一种测试混凝土抗裂性能的方法
CN107907412A (zh) 一种测量混凝土表面干缩应力的方法
Zhang et al. Investigation on the plastic work-heat conversion coefficient of 7075-T651 aluminum alloy during an impact process based on infrared temperature measurement technology
CN102313523B (zh) 一种光纤光栅应变传感器灵敏度标定方法
CN100573150C (zh) 一种测试建筑材料的低温抗裂性能的设备
CN102426151A (zh) 多功能土水特征曲线试验仪
CN107907411A (zh) 一种测量混凝土全过程自生体积变形的方法
CN205643043U (zh) 三轴试验测试土体抗剪强度指标的试验仪器
CN103217336A (zh) 一种群体种植的作物茎秆强度测量装置及其应用
CN207586154U (zh) 一种热致型形状记忆性能的角度测试仪
CN107918005A (zh) 一种测量混凝土全过程约束度的方法
CN107976531A (zh) 一种测量混凝土全过程温度应力的方法
CN107941612A (zh) 一种测量混凝土早期弹性模量的方法
CN106404239B (zh) 用于应变片安装的lng储罐内罐预冷温度应力测试***
CN107817266A (zh) 一种测量混凝土全过程线膨胀系数的方法
CN107907668A (zh) 一种测量早期混凝土松弛的试验方法
CN206671087U (zh) 基于高温环境下的混凝土劈拉试验装置
Wang et al. Research and calibration experiment of characteristic parameters of high temperature resistance strain gauges
Huang et al. Continuous monitoring of water loading of trees and canopy rainfall interception using the strain gauge method
CN111044369B (zh) 一种温控光纤-土体拉拔试验装置及其使用方法
CN104596847A (zh) 一种软土固结仪
CN108426764A (zh) 一种基于频率变化率的混凝土弹性模量温变系数测试方法
CN108593770A (zh) 混凝土仿真实验机与微震相结合监测混凝土全过程开裂的装置与方法
CN211374346U (zh) 一种温控光纤-土体拉拔试验装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180223