[实用新型]塑性混凝土弹性模量测试仪

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种塑性混凝土弹性模量测试仪，适用于土木工程、水利工程、交通工程等对塑性混凝土的弹性模量及应力与应变关系的试验研究上。

背景技术：

塑性混凝土是由水泥、水、粘土、膨润土、砂子、石子等材料经搅拌、浇筑、凝结、硬化而成的柔性工程材料，广泛应用于海港、码头、地铁、重要堤防、人工湖和废物处理中的防渗设计以及城市高层建筑中的基础工程，水利工程对塑性混凝土的应用较多，尤以大坝、围堰防渗墙为主。

我国对塑性混凝土的研究始于20世纪80年代初。1984年长江科学院冯霞芳等学者对塑性混凝土进行研究，并研制出命名为“柔性材料”的高强度低初始模量的塑性混凝土，清华大学于玉贞等学者对长江三峡水电站深水围堰柔性心墙的应力应变进行了理论计算和分析，结果表明：防渗墙若采用柔性材料，将会使整个墙体内应力值降低80%左右，同时，墙内无拉应力存在。1988年9月我国在新疆乌拉泊水库除险加固工程中首次使用塑性混凝土防渗墙，华北水利水电学院学者曾对该坝塑性混凝土防渗墙作了有限元计算。1989年3月，福建水口水电站主围堰首次将塑性混凝土用于围堰防渗墙，并取得了良好的效果。随后，塑性混凝土在许多大中型水电工程中推广应用，如三峡大坝一、二期围堰、小浪底上游围堰、水口水电站二期上围堰、丹江口水库副坝、册田水库、十三陵抽水蓄能尾水围堰、十三陵下池坝防渗墙、隔河岩电站主围堰、岳城水库大坝副坝、凤亭河水库主坝等。

国内的试验研究工作虽然比国外晚一二十年，但是进展比较迅速。中国水利水电基础工程局、长江水利研究院、清华大学、郑州大学、南昌大学、武汉理工大学、西安理工大学等单位开展了塑性混凝土课题的试验研究。

通过上述单位和学者们对塑性混凝土配合比试验研究、静力特性试验研究、动力特性试验研究、塑性混凝土主要物理力学性质及施工工艺、施工方法等方面的研究，对塑性混凝土的性能有了较为全面的了解，获得了一些对塑性混凝土防渗墙设计具有指导意义的结论，同时也推动了国内塑性混凝土防渗墙技术的发展，使得塑性混凝土在大坝工程、基础工程、除险加固工程中广泛应用。

弹性模量是塑性混凝土的一项重要力学指标，它反映了塑性混凝土所受应力与所产生应变之间的关系，是进行塑性混凝土配合比设计的一个重要参数。由于塑性混凝土是一种新型建筑材料，目前对其弹性模量的测试方法没有一个合适的标准，因而，对塑性混凝土弹性模量的试验方法研究就显得至关重要目前国内研究塑性混凝土弹性模量的测试是采用混凝土弹性模量的测试方法，有下列几种方法：

1）变形测量架（混凝土弹性模量仪）法：

变形测量架由上环支架、下环支架、接触杆、千分表（位移传感器）和紧定螺钉等组成。试验开始前，将弹性模量测定仪放置于平整的平面上，旋出试块紧定螺钉，装上千分表，松开固定板紧定螺钉，取下固定板，则测定仪已在试块上定位。将测定仪连同试块置于压力试验机的下压板上，试块中心与压力机下压板中心对准，千分表（位移传感器）调零。这样即可参照《水工混凝土试验规程（SL352-2006）中测试普通混凝土弹性模量的静弹模仪法法进行试验。

这种方法测试混凝土弹性模量是可行的，但存在如下问题：（1）因塑性混凝土试件弹性模量较低， 泊松比较大，试件受压后沿轴向和横向两个方向均产生较大变形，横向变形产生的力使上环支架和下环支架变位，使千分表（位移传感器）产生位移，这样测试的数据就产生较大误差很难连续取得千分表（位移传感器）读值。（2）变形测量架的紧定螺钉端部较尖，塑性混凝土强度较低，试件发生横向变形时因由测量架上环支架和下环支架的约束，紧定螺钉端部会触到塑性混凝土内的粗骨料致使变形测量架变位。(3) 试件受力后发生横向变形时，变形测量架紧定螺钉阻止了试件的横向变形使试件的纵向变形变小。所以这种测试方法无法精确的测试到试件的竖向变形值即难以得到试件的实际弹性模量值。

2）应变片法：

塑性混凝土中掺有较多的粘土、膨润土，表面粗糙且应变片很难贴上去；即使是贴上去也由于采用的胶结剂硬化后弹模较大，难以保证与塑性混凝土同步变形，塑性混凝土的弹性模量较低， 泊松比较大，其纵向压应变由于受横向拉应变影响太大，将不能测出塑性混凝土的实际纵向压应变即难以测出测试件的实际抗压弹性模量。

3）试件对称的两侧粘贴用于固定千分表和变形标距杆钢块的方法：