一種用於誘導混凝土裂縫的控制方法
2024-01-31 05:40:15
專利名稱：一種用於誘導混凝土裂縫的控制方法
技術領域：
本發明涉及的是一種誘導混凝土裂縫的控制方法，主要用於裂縫對混凝土構件的性能影響的科研工作，屬於建築工程領域。
背景技術：
目前很多關於混凝土耐久性的理論和模型都是假設混凝土是完好的沒有裂縫的 前提下進行的。而大量工程實踐表明由於化學收縮、乾燥收縮、自收縮及荷載作用，混凝土 很難避免會產生裂縫，侵蝕介質會通過裂縫和孔隙網絡侵入混凝土內部，從而加速混凝土 性能劣化。因此，研究裂縫對混凝土耐久性的影響是非常必要的。裂縫是導致混凝土結構 耐久性和使用壽命降低的主要因素。混凝土一旦出現裂縫，其耐久性以及使用壽命會被破 壞到什麼程度需要進行科學的研究，這就涉及到需要預先誘導裂縫，為研究裂縫對混凝土 耐久性的影響做準備。當前裂縫對混凝土性能的影響的研究工作受到越來越多的關注。通 過在實驗室中研究裂縫對混凝土耐久性影響作用，可以幫助評價及預測已建及在建的出現 裂縫的混凝土結構的耐久性。要評價裂縫對混凝土耐久性的影響，首先必須人為地誘導各 種寬度範圍的裂縫。目前預製裂縫的方法有很多，有採用拼接的方法預製裂縫，拼接試件時 中間放置一定厚度的墊片來製造裂縫，也有採用圓鋸切割來預製光滑斷面的裂縫，還有人 採用約束收縮開裂試驗方法，硬化後鑽取帶裂縫芯樣，從而獲得帶裂縫的混凝土試件。但是 這些方法都存在缺陷，拼接和切割誘導的裂縫端面是光滑的，與實際裂縫相差較多，而約束 收縮開裂試驗方法具有一定的隨機性，誘導的裂縫不能完全按照預先設計的實現。
發明內容
本發明的目的是針對現有預製裂縫存在的缺陷，提出一種用於誘導混凝土裂縫的 控制方法，以人為的誘導不同寬度裂縫的方法。本發明採用緩慢施加劈裂荷載的方式誘導裂縫，利用位移傳感器精確的測量出混 凝土試件的橫向位移，通過橫向位移變化控制表面裂縫寬度。本發明具體包括包括如下步驟1)將混凝土試件置於截面呈「凹」字型的模具中，並在混凝土試件的頂部和底部各 放置一根金屬棒墊條；2)將金屬面板蓋在位於混凝土試件頂部的金屬棒墊條上；3)沿混凝土試件兩側接近上表面位置分別固定一個與計算機相連的LVDT傳感 器，把LVDT的測杆頂在混凝土試件上；4)將裝有混凝土試件的模具置於壓力機的上下壓板之間，啟動壓力機，對混凝土 試件連續均勻的施加荷載；5)當兩個LVDT位移傳感器測得的相對位移變化之和達到計算機預先設定的所需 要的位移值時，並閉壓力機。本發明利用差動變壓器式(LVDT)位移傳感器能夠精確的測量出當前的橫向位移的特點，在緩慢施加劈裂荷載的過程中，通過混凝土試件劈裂方向橫向位移變化控制表面裂縫寬度。根據《裂縫對混凝土中氯離子滲透的影響》(INFLUENCE OF CRACKS 0NCHL0RIDE INGRESS INTO CONCRETE,多倫多大學2001年碩士學位論文)記載，混凝土中小於0. Olmm 的細裂縫屬於混凝土本身自帶的，相對來說研究大於0. Olmm的裂縫比較有意義。因此本發 明採用解析度為0. OOlmm的LVDT位移傳感器。LVDT位移傳感器具有良好的環境適應性、使 用壽命長、靈敏度和解析度高的特點。使用時只要把LVDT的測杆頂在參照物上，其測杆頂 (或夾固)在被測點上，就可以直接測量物體間的相對位移。使用時，LVDT傳感器與電腦相 連，由直流穩壓電源供電，採用LVDT位移測量系統可直接記錄及顯示數據。採用本發明誘導出來的裂縫與工程實際中的裂縫較為接近，且可以人為控制裂縫 寬度，精度也較高。
圖1為本發明所用施加劈裂荷載的模具(圖中的金屬面板1可以上下移動)圖2為施加劈裂荷載的操作示意圖。圖1和2中附圖標記說明如下1-金屬面板；2-鋼筋棒墊條；3-混凝土試件；4-LVDT位移傳感器；5_壓力機上、下 壓板；
具體實施例方式實施例1 以誘導裂縫寬度為0. 5mm的開裂素混凝土試件為例。將成型並養護28d的混凝土 試件(尺寸為IOOmmX IOOmmX 100mm)置於模具中，蓋上鋼製金屬面板，使之與模具接觸均 衡，沿混凝土試件兩側接近上表面位置分別固定一個LVDT傳感器。具體操作方法如圖2所 示，這裡採用採用直徑為8mm的鋼筋棒作為墊條。把LVDT的測杆頂在混凝土試件上，LVDT 與電腦連接，在電腦中LVDT位移測量系統中設置記錄間隔5秒，壓力機加載速度設置為每 秒25N。然後開動壓力機，當壓力機的上壓板與劈裂抗拉夾具接近時，調整模具，使接觸均 衡，連續然後均勻地施加荷載，使壓力通過金屬面板、墊條均勻地傳到試件上。當兩個LVDT 位移傳感器測得的相對位移變化之和為0. 5mm的時候，關閉壓力機，可以得到表面裂縫寬 度為0. 5mm的開裂混凝土試件。實施例2 以誘導裂縫寬度為0. 3mm的開裂鋼纖維混凝土試件為例。將成型並養護28d的鋼 纖維混凝土試件(尺寸為IOOmmX IOOmmX 100mm)置於模具中，蓋上鋼製金屬面板，使之與 模具接觸均衡，沿混凝土試件兩側接近上表面位置分別固定一個LVDT傳感器。具體操作方 法如圖2所示，這裡採用採用直徑為8mm的鋼筋棒作為墊條。把LVDT的測杆頂在混凝土試 件上，LVDT與電腦連接，在電腦中LVDT位移測量系統中設置記錄間隔3秒，壓力機加載速 度設置為每秒15N。然後開動壓力機，當壓力機的上壓板與劈裂抗拉夾具接近時，調整模具， 使接觸均衡，連續然後均勻地施加荷載，使壓力通過金屬面板、墊條均勻地傳到試件上。當 兩個LVDT位移傳感器測得的相對位移變化之和為0. 3mm的時候，關閉壓力機，可以得到表面裂縫寬度為O. 3mm的開裂混凝土試件 。
權利要求
一種用於科研的誘導混凝土裂縫的控制方法，其特徵在於採用緩慢施加劈裂荷載的方式誘導裂縫，利用位移傳感器精確的測量出混凝土試件的橫向位移，通過橫向位移變化控制表面裂縫寬度。
2.如權利要求1所述控制方法，其特徵在於具體包括如下步驟1)將混凝土試件置於截面呈「凹」字型的模具中，並在混凝土試件的頂部和底部各放置 一根金屬棒墊條；2)將金屬面板蓋在位於混凝土試件頂部的金屬棒墊條上；3)沿混凝土試件兩側接近上表面位置分別固定一個與計算機相連的LVDT傳感器，把LVDT的測杆頂在混凝土試件上；4)將裝有混凝土試件的模具置於壓力機的上下壓板之間，啟動壓力機，對混凝土試件 連續均勻的施加荷載；5)當兩個LVDT位移傳感器測得的相對位移變化之和達到計算機預先設定的所需要的位移值時，關閉壓力機。
3.如權利要求2所述控制方法，其特徵在於計算機記錄LVDT所測得的相對位移變化之和的記錄間隔為2-6秒。
4.如權利要求2所述控制方法，其特徵在於壓力機加載速度為每秒10-30N。
5.如權利要求2所述控制方法，其特徵在於採用解析度為0.OOlmm的LVDT位移傳感ο
全文摘要
一種用於科研的誘導混凝土裂縫的控制方法，採用緩慢施加劈裂荷載的方式誘導裂縫，利用位移傳感器精確的測量出混凝土試件的橫向位移，通過橫向位移變化控制表面裂縫寬度。採用本發明誘導出來的裂縫與工程實際中的裂縫較為接近，且可以人為控制裂縫寬度，精度也較高。
文檔編號G01B7/02GK101825531SQ20101902603
公開日2010年9月8日 申請日期2010年2月5日 優先權日2010年2月5日
發明者劉加平, 張士萍, 王育江, 田倩, 繆昌文 申請人:江蘇省建築科學研究院有限公司;江蘇博特新材料有限公司