路面用水泥混凝土膨脹係數測試裝置製造方法
2023-11-10 23:27:32 1
路面用水泥混凝土膨脹係數測試裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種路面用水泥混凝土膨脹係數測試裝置，包括：能放置測試支架和水泥混凝土試件的水槽；埋置於水泥混凝土試件中，且能測試水泥混凝土試件表面以內溫度和水槽中水溫的溫度檢測器；固定於測試支架上端且與所要測試水泥混凝土試件上端面相連的線性差動位移傳感器；分別與溫度傳感器和線性差動位移傳感器相連的數據採集儀。本實用新型能快速測定製備試件和路面現場取芯試件的熱膨脹係數，從而為路面設計、性能判斷和壽命預測提供計算和分析依據。
【專利說明】路面用水泥混凝土膨脹係數測試裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種路面用水泥混凝土膨脹係數測試裝置。
【背景技術】
[0002]水泥混凝土骨料是道路路面主要的組成材料，其膨脹性能因巖石礦物的成分不同而各不相同。對每一種巖石，其熱膨脹範圍依賴於化學組成、結構和多孔性。國內外研究表明，石英的熱膨脹係數是常見礦物中最高的，為12X10-6/°C。石英含量高的巖石的熱膨脹係數與石英相似；不含石英的巖石(石灰石、大理石)的係數大約是5X10-6/°C。
[0003]因為骨料是混凝土的主要組分，骨料的性能很大程度上決定著混凝土的性能。混凝土在溫度升高和降低的條件下所產生的膨脹和收縮量主要由集料的熱膨脹性能決定，對水泥混凝土路面的早期和長期使用性能產生巨大的影響，是水泥混凝土路面設計的重要參數。因普通的測試混凝土熱膨脹係數設備複雜，我國現行《公路水泥混凝土路面設計規範》(JTCD40-2002)和《城市道路設計規範》(CTT37-90)在進行路面結構設計時，均建議採用I X 10-5/°C，忽視了因骨料的不同而造成的混凝土熱膨脹係數的差異。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的是為克服上述現有技術的不足，提供一種路面用水泥混凝土膨脹係數測試裝置。
[0005]為實現上述目的，本實用新型採用下述技術方案:
[0006]一種路面用水泥混凝土膨脹係數測試裝置，包括:
[0007]能放置測試支架和水泥混凝土試件的水槽；
[0008]埋置於水泥混凝土試件中，且能測試水泥混凝土試件表面以內溫度和水槽中水溫的溫度檢測器；
[0009]固定於測試支架上端且與所要測試水泥混凝土試件上端面相連的線性差動位移傳感器；
[0010]分別與溫度傳感器和線性差動位移傳感器相連的數據採集儀。
[0011]所述水槽中盛裝溫度範圍為10°C?50°C的水，並且水面能高出測試支架20mm以上。
[0012]所述測試支架包括用於支撐豎直撐杆的底座，豎直撐杆上設有能沿其上下移動的橫杆，線性差動位移傳感器的一頭通過螺栓固定在橫杆中部。
[0013]所述底座為直徑為250mm的圓形結構。
[0014]所述底座上安裝有三個半球形支撐墊，三個半球形支撐墊通過等距排列形成直徑為50mm的圓形支撐結構。
[0015]本實用新型中，具體設備包括以下:
[0016]1.水槽。能放置測試支架和水泥混凝土試件，盛裝溫度範圍為10°C?50°C的水，並且水面能高出測試支架以上20mm。[0017]2.溫度檢測器。溫度檢測器埋置於混凝土試件中檢測，能測試件表面以內20mm範圍內混凝土的溫度，水槽內的水溫也通過溫度檢測器測得，檢測器刻度精度需達到0.01°C。
[0018]3.測試支架。測試支架材料需抗鏽蝕，其中，豎直撐杆由低膨脹合金做成，其他組件由不鏽鋼製成。線性差動位移傳感器(LVDT)的一頭通過螺栓固定在鋼架上，橫杆支撐在豎直撐杆上，並可以上下調節，刻度範圍大於測量要求，最小測量精度為0.00025mm。底座為直徑為250mm的圓形結構。底座上安裝有3個半球形支撐墊，通過等距排列形成直徑為50mm的圓形支撐。
[0019]本實用新型中試件要求如下:
[0020]1.本實用新型的測試裝置可以測量直徑為100_的新制試件取芯試件的熱膨脹係數。
[0021]2.試件長度為200±2mm，兩端平行且打磨光滑，與軸心垂直。
[0022]本實用新型的有益效果:
[0023]能快速測定製備試件和路面現場取芯試件的熱膨脹係數，從而為路面設計、性能判斷和壽命預測提供計算和分析依據。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1是測試支架和試件組合的平面圖；
[0025]圖2是底座的平面圖；
[0026]圖3是測試支架和試件組合的立面圖；
[0027]其中，1.線性差動位移傳感器(LVDT)，2.橫杆，3.豎直撐杆，4.底座，5.試件，6.支撐墊，7.螺栓，8.數據採集儀。
【具體實施方式】
[0028]下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0029]如圖1-圖3所示，一種路面用水泥混凝土膨脹係數測試裝置，包括:
[0030]能放置測試支架和水泥混凝土試件5的水槽；水槽中盛裝溫度範圍為10°C?50°C的水，並且水面能高出測試支架20mm以上。埋置於水泥混凝土試件5中，且能測試水泥混凝土試5件表面以內溫度和水槽中水溫的溫度檢測器；固定於測試支架上端且與所要測試水泥混凝土試件5上端面相連的線性差動位移傳感器I ;分別與溫度傳感器和線性差動位移傳感器I相連的數據採集儀8。
[0031]測試支架包括用於支撐豎直撐杆3的底座4，豎直撐杆3上設有能沿其上下移動的橫杆2，線性差動位移傳感器I的一頭通過螺栓7固定在橫杆2中部。底座4為直徑為250mm的圓形結構。底座4上安裝有三個半球形支撐墊6,三個半球形支撐墊6通過等距排列形成直徑為50mm的圓形支撐結構。
[0032]一種路面用水泥混凝土膨脹係數測試裝置的測試方法，包括以下步驟:
[0033]I)澆築試件5，把待測試的試件5置於石灰水浸泡至少48小時；石灰水溫度為
18-220C，當24小時間隔的試件的面幹質量差小於0.5%時，說明水泥水化達到穩定，擦乾試件5表面水分；
[0034]2)把裝有線性差動位移傳感器I的測試支架置於水槽中；[0035]3)在室溫下測量擦乾水分的試件5的初始長度L，精確值0.1mm ；
[0036]4)把試件5裝到水槽內的測試支架上，試件5底部置於支撐墊6上，上端與線性差動位移傳感器I相連；
[0037]5)啟動數據採集儀8，開始度數，讀數時間間隔為I分鐘；
[0038]6 )把水槽內的水降至9-11 °C，並保持I小時；
[0039]7 )在2小時10分鐘內把水溫升至49-51V，並保持I小時；
[0040]8)在2小時10分鐘內把水溫降至9_11°C，並保持I小時；
[0041]9)循環步驟7)和步驟8)過程至完成3次試驗過程；
[0042]10)試驗對象換成標準棒，重複步驟I)至步驟9)；
[0043]11)根據所測試件長度和溫度數據繪製長度和溫度關係圖，找出長度增長和降低
M
的區段，計算斜率:CT￡ = t + C,，其中，CTE為混凝土熱膨脹係數;M為圖中斜線的斜率，單
位為mm/°C ；L為試件的長度,單位為mm, Cf為測試支架的校正係數,單位為1/°C。 [0044]12)根據所測試標準棒長度和溫度數據繪製長度和溫度關係圖，找出長度增長和
Mf
降低的區段，計算斜率C, =T,其中，CfS測試支架的校正係數，單位為1/°C ;Mf為圖
Lf
中斜線的斜率，單位為mm/°C ；Lf為標準棒的長度,單位為mm。
[0045]標準棒由304不鏽鋼或者其他種類的已知熱膨脹係數的不鏽鋼材料製成，起對測試支架的溫度變形的修正作用。長度為200mm，直徑為100mm。
[0046]上述雖然結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】進行了描述，但並非對本實用新型保護範圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本實用新型的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實用新型的保護範圍以內。
【權利要求】
1.一種路面用水泥混凝土膨脹係數測試裝置，其特徵是，包括: 能放置測試支架和水泥混凝土試件的水槽； 埋置於水泥混凝土試件中，且能測試水泥混凝土試件表面以內溫度和水槽中水溫的溫度檢測器； 固定於測試支架上端且與所要測試水泥混凝土試件上端面相連的線性差動位移傳感器； 分別與溫度傳感器和線性差動位移傳感器相連的數據採集儀。
2.如權利要求1所述的裝置，其特徵是，所述水槽中盛裝溫度範圍為10°C?50°C的水，並且水面能高出測試支架20mm以上。
3.如權利要求1所述的裝置，其特徵是，所述測試支架包括用於支撐豎直撐杆的底座，豎直撐杆上設有能沿其上下移動的橫杆，線性差動位移傳感器的一頭通過螺栓固定在橫杆中部。
4.如權利要求3所述的裝置，其特徵是，所述底座為直徑為250_的圓形結構。
5.如權利要求3或4所述的裝置，其特徵是，所述底座上安裝有三個半球形支撐墊，三個半球形支撐墊通過等距排列形成直徑為50mm的圓形支撐結構。
【文檔編號】G01N25/16GK203551488SQ201320705961
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年11月8日 優先權日:2013年11月8日
【發明者】陳達豪, 孫仁娟, 葛智, 周志東, 郝庚任, 滕顯飛, 孫尚渠 申請人:山東大學