专利名称：一种水泥基材料塑性收缩率的测定方法
技术领域：
本发明涉及水泥基材料的测定方法，尤指一种水泥基材料及其类似材料塑性状态下的塑性收缩率的测试方法，可用于水泥基材料及其类似材料的研究、开发、生产、应用等方面，以测定材料的塑性收缩率，评定材料的抗开裂等性能。
背景技术：
水泥混凝土材料是目前结构工程中广泛应用的最大宗人造建筑材料，其自身尚存在着一些缺陷，如易于塑性收缩开裂、抗拉强度低、韧性差等，限制了其在工程中更广泛的使用。针对水泥混凝土材料在硬化之前，由于塑性失水收缩造成的开裂现象，人们进行了改善水泥混凝土材料抗塑性收缩开裂性能的研究，如ParvizSorushian研究了在水泥基材料中掺加聚丙烯膜裂纤维，以及不同的表面修饰方法对材料塑性收缩开裂性能的影响；MiroslawGrzybowski和S.P.Shah采用圆环法研究了在混凝土中掺加钢纤维和聚丙烯纤维对塑性收缩裂缝宽度的影响；Youjiang Wang，VictorC.Li和Stanley Backer用直接拉伸法研究了在水泥基中掺加芳伦、聚乙烯和聚丙烯纤维对复合材料抗拉强度的影响，并用圆环法研究了纤维的抗塑性收缩开裂性能等，马一平等研究了水泥基体参数、纤维参数、实验条件参数对水泥基材料塑性收缩开裂性能的影响，并对其塑性收缩开裂机理进行了研究。以上研究表明在水泥基材料中掺加纤维材料可在不同程度上改善水泥基材料的抗塑性收缩开裂性能等。
发明内容
本发明的目的在于设计建立一种可以测试水泥基材料及其类似材料塑性收缩率的方法。
本发明解决水泥基材料及其类似材料塑性收缩率的测试方法的技术方案如下1.实验器具砂浆试模采用内径为910×610×20mm的木模。先铺一张塑料薄膜防止水分渗出，再将φ8mm的钢筋制成矩形框放入木模内，四边与木模边框相距20mm，且四角用6mm高的支撑脚垫起使之处于木模高度的中间部分，以免钢筋与木模底部直接接触，如图1所示。
混凝土试模在砂浆试模的基础上，上面套一个内径为910×610×100mm的木框，铺好塑料薄膜，而原先的钢筋框绑成高约34mm的长方体，四角用33mm高的支撑角垫起。
日光灯1Kw，实验时置于离地面约1.5m处。
风扇风速约5m/s。
非接触式测长装置由两台读数精度为0.1μm的光学显微镜、两片带刻度的读数精度为0.05mm的玻璃试片、一台三维方向可移动调节的支撑架组成。
2.实验方法将称量好砂、石和水泥同时加入搅拌机中(对于纤维砂浆等则同时加入纤维等材料)，先干拌1分钟，加入量好的水，继续搅拌约2分钟，停止搅拌，将粘在搅拌机上未能得到充分搅拌的料刮下，再继续搅拌约30秒或直到混合均匀为止。而后将拌和料沿木模边缘螺旋式向中心进行浇注，直至拌和料自动流满整个试模为止，立即用刮平长木条沿试模长边快速刮平试件表面。于试件表面放置两片带刻度的玻璃测试片，两片之间的间距为626mm。立即开启位于试模短边的电风扇(风速约为5m/s)，同时开启位于试模长边两边距地面约1.5m处的1KW碘钨灯。采用自行研制的非接触式测量长装置测量两玻璃试片上的初始刻度读数，此时显微镜镜头与玻璃片之间有一定的空隙，读数精确至0.1μm，然后每间隔15min测量一次读数，直至试件塑性收缩基本稳定为止。以两个玻璃试片上的长度变化值之和作为试件的塑性收缩量，除以两点间的初始长度，以微应变的形式表示试件的塑性收缩率。
图1为本发明的砂浆试模示意图。
图2为图1的I-I剖面图。
附图中标号说明1-木模； 2-钢筋框；具体实施方式
下面通过实施例对本发明进一步描述。
实施例1采用砂浆试模，按32.5普通硅酸盐水泥∶砂∶水＝1∶1∶0.5的比例(质量比)于砂浆搅拌机内搅拌，然后浇注于模具内，按上述实验方法用自制非接触式测长仪测得其塑性收缩率约为3600微应变。
实施例2采用砂浆试模，按32.5普通硅酸盐水泥∶砂∶水＝1∶1∶0.5的比例(质量比)，同时掺入砂浆体积0.10％的聚丙烯纤维材料，于砂浆搅拌机内搅拌，然后浇注于模具内，按上述实验方法用自制非接触式测长装置测得其塑性收缩率约为1300微应变。
实施例3 采用砂浆试模，先按32.5普通硅酸盐水泥∶砂∶水＝1∶1∶0.5的比例(质量比)，同时掺加适量的缓凝剂，于砂浆搅拌机内搅拌，然后浇注于模具内抹平。再在缓凝砂浆上铺上一层塑料薄膜后套上一层木框，使上层与下层形状、大小一样，在其中浇注与下层同配比，但不掺缓凝剂的砂浆，此时上层砂浆中没有放置钢筋框，这样可使上层砂浆在下层砂浆浮力作用下，以无约束的准自由状态进行塑性收缩。按上述实验方法用自制非接触式测长装置测得水泥砂浆准自由状态塑性收缩率约为12000微应变。
实施例4 采用混凝土试模，按32.5普通硅酸盐水泥∶砂∶石∶水＝1∶0.5∶0.5∶0.5的比例(质量比)于混凝土搅拌机内搅拌，然后浇注于模具内，按上述实验方法用自制非接触式测长装置测得其塑性收缩率约为1500微应变。
实施例5 采用混凝土试模，按32.5普通硅酸盐水泥∶砂∶石∶水＝1∶0.5∶0.5∶0.5的比例(质量比)，同时掺入混凝土体积0.10％的聚丙烯纤维材料，于混凝土搅拌机内搅拌，然后浇注于模具内，按上述实验方法用自制非接触式测长装置测得其塑性收缩率约为500微应变。
权利要求
1.一种水泥基材料塑性收缩率的测定方法，其特征在于采用非接触式测长装置进行非接触测量，其中，水泥基材料的塑性收缩变形以两片带刻度的玻璃片上的变化值之和作为其在两侧点跨度之间的长度变形量。
2.一种水泥基材料塑性收缩率的测定方法，其特征在于所述的非接触式测长装置，由两台读数精度为0.1μm的光学显微镜、两片带刻度的读数精度为0.05mm的玻璃试片、一台三维方向可移动调节的支撑架组成。
全文摘要
本发明公开了一种水泥基材料塑性收缩率的测定方法，可用于水泥基材料及其类似材料，如石灰、石膏、水玻璃、镁质胶凝材料、粘土等，塑性状态下的塑性收缩率的测试，本发明采用非接触式测长装置进行非接触测量，其中，水泥基材料的塑性收缩变形以两片玻璃上的变化值之和作为其在两侧点跨度之间的长度变形量。所述的非接触式测长装置，由两台读数精度为0.1μm的光学显微镜、两片带刻度读数精度为0.05mm的玻璃试片、一台三维方向可移动调节的支撑架组成。本发明除可应用于水泥基材料及其类似材料的测定和研究、开发、生产等方面外，还可评定材料的抗开裂等性能，具有较大的市场前景。
文档编号G01N33/38GK1609614SQ20041006705
公开日2005年4月27日 申请日期2004年10月11日 优先权日2004年10月11日
发明者马一平, 王培铭, 杨全兵, 孙振平, 蒋正武 申请人:同济大学