[发明专利]监测约束状态下泡沫混凝土热胀应力和变形的装置与方法

权利要求书

1.一种监测约束状态下泡沫混凝土热胀应力和变形的装置，其特征在于：它包括模具(1)、加热片(2)、温度传感器(3)、盖板(4)、滑板(5)、滑道(6)、位移传感器(7)、温度控制箱(8)及若干弹簧(9)，所述模具(1)为金属材质，其顶部开口设置，泡沫混凝土(100)装设在模具(1)内，加热片(2)装设在模具(1)的底部，温度传感器(3)装设在模具(1)的侧面，所述加热片(2)与所述温度控制箱(8)之间以及所述温度传感器(3)与所述温度控制箱(8)之间分别通过导线连接，所述滑道(6)竖向设置在模具(1)的一侧，滑板(5)水平布置且沿竖直方向滑动连接在滑道(6)上，若干弹簧(9)均布在滑板(5)与盖板(4)之间，且其上、下两端分别与滑板(5)及盖板(4)固接，位移传感器(7)装设在滑板(5)下表面中心位置；

所述滑道(6)包括滑道主体(6-1)及支座(6-2)，所述滑道主体(6-1)通过所述支座(6-2)竖直固设在地面上；

所述滑道主体(6-1)为柱状结构，滑板(5)的一端固定连接有连接杆(10)，连接杆(10)上远离滑板(5)的一端固定连接有定位环(11)，所述定位环(11)套设在所述滑道主体(6-1)上且通过紧定螺钉(12)限位。

2.根据权利要求1所述的监测约束状态下泡沫混凝土热胀应力和变形的装置，其特征在于：弹簧(9)的数量为四个。

3.根据权利要求1所述的监测约束状态下泡沫混凝土热胀应力和变形的装置，其特征在于：所述模具(1)为铁质模具。

4.根据权利要求3所述的监测约束状态下泡沫混凝土热胀应力和变形的装置，其特征在于：所述模具(1)为立方体结构或圆桶形结构，且其侧部和底部均加工有空腔，所述加热片(2)设置在底部空腔内，所述温度传感器(3)设置在侧部空腔内。

5.根据权利要求4所述的监测约束状态下泡沫混凝土热胀应力和变形的装置，其特征在于：温度传感器(3)的数量为两个，且对称布置在模具(1)的两侧部空腔内。

6.根据权利要求1、4或5所述的监测约束状态下泡沫混凝土热胀应力和变形的装置，其特征在于：模具(1)外部设置有保温隔热层，模具(1)内侧壁设置有聚四氟乙烯层。

7.根据权利要求1-6任一权利要求所述的装置监测约束状态下泡沫混凝土热胀应力和变形的方法，其特征在于：它包括如下步骤：

步骤一、向模具(1)内浇筑泡沫混凝土(100)，当浇筑高度高于模具(1)顶端时，停止浇筑并振捣密实，刮去多余浆体至泡沫混凝土(100)上表面与模具(1)顶端齐平；

步骤二、上下移动滑板(5)使盖板(4)与泡沫混凝土(100)紧密贴合，并确保弹簧(9)处于原长或微压缩状态，然后固定滑板(5)在滑道(6)上的位置，记录此时位移传感器(7) 的示数x₁；

步骤三、设定温度控制箱(8)的目标温度，开启温度控制箱(8)开关，使加热片(2)开始对模具(1)加热；

步骤四、在相应时刻，再次读取位移传感器(7)的示数x ′ ₁ ，得到泡沫混凝土(100)的变形量为x′₁-x₁，根据胡克定律和弹簧(9)劲度系数k，得到泡沫混凝土(100)的膨胀应力为4k(x′₁-x₁)。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：当浇筑高度高于模具(1)顶端3～5mm时，停止浇筑。