[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

说明书

一种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，属于土木建筑材料性能测试技术领域。本发明解决了现有技术无法实现在热养环境下实时、原位测量泡沫混凝土膨胀应力和变形的问题，以及无法测量不同热养环境及约束状态下泡沫混凝土膨胀应力和变形的问题。泡沫混凝土装设在模具内，加热片装设在模具的底部，温度传感器装设在模具的侧面，所述加热片与所述温度控制箱之间以及所述温度传感器与所述温度控制箱之间分别通过导线连接，所述滑道竖向设置在模具的一侧，滑板水平布置且沿竖直方向滑动连接在滑道上，若干弹簧均布在滑板与盖板之间，且其上、下两端分别与滑板及盖板固接，位移传感器装设在滑板下表面中心位置。

技术领域

本发明涉及一种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，属于土木建筑材料性能测试技术领域。

背景技术

众所周知，泡沫混凝土由于其内部具有大量封闭细小的孔隙，具有轻质高强、保温隔热、隔声耐火和减震抗震等优异性能。近年来，作为建筑隔墙或者填充材料，泡沫混凝土被广泛应用于非结构构件或结构保温一体化建筑构件。随着装配式建筑的发展，以泡沫混凝土为填充材料的建筑隔墙受到较多关注。泡沫混凝土由于密度低可以有效降低结构自重，减少原材料用量，节省工厂化制备和运输、安装过程中的能源和人力成本。在实际工业化生产中，为加快模板的周转效率，缩短生产周期，几乎所有水泥混凝土构件都要在浇注后几小时便开始进行蒸汽养护以提高早期强度。然而，由于泡沫混凝土中含有大量气孔，在蒸养条件下气体热胀会导致泡沫混凝土产生明显的体积膨胀。在模板约束作用下，这种受热产生的自身膨胀压应力可能会诱发泡沫混凝土裂缝发展，致使构件外观质量和整体力学性能降低。因此，研发能够监测受约束泡沫混凝土在蒸养环境下的膨胀应力和体积变形对泡沫混凝土的推广应用至关重要。

实际工业化生产中，热养护条件下与蒸汽养护条件下的泡沫混凝土体积变形最为接近，但是目前，国内外测量混凝土体积变形的装置均是在标准养护或者常温养护条件下进行的。对于蒸汽养护混凝土，因养护条件的原因，直接导致实现蒸汽养护的装置结构复杂，为了能够实现测试并且便于测试，也可以选择以热养护条件代替蒸汽养护条件，但是一般是将试件从蒸养环境中或者热养护环境中取出再进行测试，不仅干扰了混凝土在蒸汽养护或热养护条件下的强度发展，同时由于测试过程中移动试件，导致获得的结果准确较差，不能反映实际情况。另外，目前国内外尚无可以监测泡沫混凝土在不同的蒸养制度下及受约束状态下所产生的膨胀应力和变形的装置与方法。

发明内容

本发明是为了解决现有技术无法实现在热养环境下实时、原位测量泡沫混凝土膨胀应力和变形的问题，以及无法测量不同热养环境及约束状态下泡沫混凝土膨胀应力和变形的问题，进而提供了一种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。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

监测约束状态下泡沫混凝土热胀应力和变形的装置，它包括模具、加热片、温度传感器、盖板、滑板、滑道、位移传感器、温度控制箱及若干弹簧，所述模具为金属材质，其顶部开口设置，泡沫混凝土装设在模具内，加热片装设在模具的底部，温度传感器装设在模具的侧面，所述加热片与所述温度控制箱之间以及所述温度传感器与所述温度控制箱之间分别通过导线连接，所述滑道竖向设置在模具的一侧，滑板水平布置且沿竖直方向滑动连接在滑道上，若干弹簧均布在滑板与盖板之间，且其上、下两端分别与滑板及盖板固接，位移传感器装设在滑板下表面中心位置。

进一步地，所述滑道包括滑道主体及支座，所述滑道主体通过所述支座竖直固设在地面上。

进一步地，所述滑道主体为柱状结构，滑板的一端固定连接有连接杆，连接杆上远离滑板的一端固定连接有定位环，所述定位环套设在所述滑道主体上且通过紧定螺钉限位。

进一步地，弹簧的数量为四个。

进一步地，所述模具为铁质模具。

进一步地，所述模具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，所述加热片设置在底部空腔内，所述温度传感器设置在侧部空腔内。