[发明专利]一种变温条件下水泥基材料的自收缩测试系统及测试方法

权利要求书

1.一种变温条件下水泥基材料的自收缩测试系统的自收缩测试方法，其特征在于：所述自收缩测试系统包括测试装置(1)、数据采集仪(2)、毛细管负压传感器(3)和试样筒(4)；所述数据采集仪(2)与所述测试装置(1)、毛细管负压传感器(3)通过有线或无线的形式连接；所述试样筒(4)盛装水泥基材料浆体，所述毛细管负压传感器(3)与试样筒(4)配合；

所述测试装置(1)包括测试支架(11)、波纹管模具(13)、波纹管封装端头(15)、磁力吸盘(12)、吊链(14)、缓压气囊(17)和非接触式位移传感器(16)；

所述波纹管模具(13)由左右两个波纹管封装端头(15)封装；左侧的波纹管封装端头(15)设有通气孔(151)，通气孔(151)位于左侧波纹管封装端头(15)圆面12点钟方向位置处，当波纹管封装端头(15)与波纹管模具(13)配合时，所述通气孔(151)与波纹管模具(13)内部连通，当不使用通气孔(151)时，通气孔(151)能够使用橡胶塞封住；

所述测试支架(11)包括挂件杆(113)、固定杆(114)、左侧板(111)和右侧板(112)；所述左侧板(111)和右侧板(112)的材质为石英玻璃或殷钢，所述挂件杆(113)和固定杆(114)为等长度的石英玻璃杆且平行固定于左侧板(111)与右侧板(112)之间，挂件杆的数量为两个，两个挂件杆固定于左侧板和右侧板的上部且处于同一水平高度，固定杆(114)固定于左侧板(111)和右侧板(112)下部；

所述左侧板(111)设有磁力吸盘固定槽(1111)，右侧板(112)设有非接触式位移传感器固定槽(1121)，所述磁力吸盘固定槽(1111)位于左侧板(111)的中部，呈上下结构，所述非接触式位移传感器固定槽(1121)位于右侧板(112)的中部，呈上下结构，左侧板(111)的磁力吸盘固定槽(1111)与磁力吸盘(12)形成可自由装卸的配合，右侧板(112)的非接触式位移传感器固定槽(1121)与非接触式位移传感器(16)形成可自由装卸的配合；

所述磁力吸盘(12)与左侧波纹管封装端头(15)形成能够自由拆装的磁力配合；

所述吊链(14)包括挂钩(141)和金属丝链(142)，金属丝链(142)两端分别连接一个挂钩(141)，挂钩(141)挂在挂件杆(113)上，挂钩(141)与挂件杆(113)形成可取放的自由配合，吊链(14)将波纹管模具(13)吊起，波纹管模具(13)与固定杆(114)不接触；

所述缓压气囊(17)与所述通气孔(151)连接，并与波纹管模具(13)内部连通；

所述毛细管负压传感器(3)包括压力变送器(31)和陶瓷探头(32)，陶瓷探头(32)埋设于试样筒(4)中的水泥基材料浆体中，压力变送器(31)用于感应陶瓷探头(32)的压力变化；

所述数据采集仪(2)包括显示屏(21)、USB接口(22)和编程接口(23)；所述数据采集仪(2)的数据采集频率为1000次/秒，数据采集仪的数据记录频率为1～3600秒/次；

所述测试方法包括如下步骤：

(1)先将磁力吸盘(12)和非接触式位移传感器(16)安装于测试支架(11)，将吊链(14)与测试支架(11)的挂件杆(113)配合，并按照波纹管模具(13)的波纹间距均匀分布，将测试支架(11)摆放在能够进行变温控制的待测位置，但不启动变温历程，确保测试支架(11)的摆放位置牢固，不会发生摇晃和震动；

(2)使用一个波纹管封装端头与波纹管模具的一端配合，并将该端的波纹管封装端头的通气孔(151)堵住，将波纹管模具的另一端开口朝上立起，将水泥基材料浆体装入波纹管模具(13)中，在装料的过程中，将波纹管模具拉长20～40mm，当水泥基材料试样装料至波纹管模具剩余30～50mm高度时，使用另外一个波纹管封装端头与波纹管模具的开口端配合，缓缓将被拉长的波纹管模具放回至原长，在此过程中，波纹管模具(13)中的空气通过所述通气孔(151)排出，其内空气剩余高度为10～20mm；将缓压气囊(17)与通气孔(151)配合，使缓压气囊(17)与波纹管模具(13)内部连通，将波纹管模具水平放置，且确保通气孔(151)位于12点钟方向位置，轻轻震动，使波纹管模具内剩余气体移动至波纹管模具上部，使波纹管模具的波纹通过上部的空气连通；

将盛装了水泥基材料试样的波纹管模具(13)置于吊链(14)上，调整磁力吸盘(12)，使磁力吸盘(12)与波纹管封装端头的中心形成磁力连接，固定磁力吸盘(12)，再调整非接触式位移传感器(16)，使其刚好对波纹管端封装端头的中心位置，固定非接触式位移传感器(16)，测试非接触式位移传感器(16)与波纹管封装端头靶心之间的距离变化；将所述试样筒(4)中装入水泥基材料浆体，并将陶瓷探头(32)埋入水泥基材料浆体中，测试水泥基材料浆体的毛细管负压发展；

(3)当数据采集仪(2)测得的毛细管负压值达到10kPa时，开始启动变温试验的控温历程，并将该时刻非接触式位移传感器(16)的测值作为水泥基材料自收缩测试的初始值，即自收缩变形的零点；

(4)在测试过程中，缓压气囊(17)将会随环境温度变化和波纹管模具长度变化而产生不同程度的体积变化，从而使波纹管模具内部气压始终等于测试环境气压；

(5)所述数据采集仪(2)根据非接触式位移传感器(16)的测值自动计算出水泥基材料的微应变值，假设水泥基材料的微应变准确值为A，由非接触式位移传感器的直接测试值计算的水泥基材料的微应变值为A₀，温度由T₀变为T₁，则可建立关系式：A＝A₀+0.5(T₁-T₀)。