一种测试砂浆和混凝土收缩开裂的圆环试模的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于建筑材料工程技术领域，特别涉及一种测试砂浆和混凝土收缩开裂的圆环试模的制造方法。
【背景技术】
[0002]建筑材料(如砂浆和混凝土)开裂是建筑工程结构安全性控制的重点和难点，一直受到与建筑行业各环节如结构设计、施工、材料等的广泛关注。从结构角度看，早期(7d以前)开裂是早期收缩发展受到约束的结果；从材料度看，大量使用超细胶材及采用低水胶比设计等后产生的自干燥效应，也极易导致自收缩开裂；从施工角度看，养护不及时、养护时间不够、养护不规范等造成混凝土过早暴露于干燥环境下，内部水分过多过早散失使毛细管孔径降低，引起干燥开裂。早期开裂的危害和不利之处在于:一是裂缝缺陷从美学角度让人无法接受，因为开裂破坏了混凝土建筑物表面的完整性和平整度，影响了视觉效果；二是开裂时必然在混凝土内部产生大量微裂缝，形成腐蚀性介质传输通道，这为结构耐久性失效创造了条件；三是受约束混凝土的贯穿性开裂必然造成混凝土结构整体破坏，导致结构基本功能丧失；四是混凝土结构在远低于设计寿命的使用期内过早破坏，不仅耗巨额资金维修和重建，导致巨大经济损失，严重威胁人民群众的人身安全。
[0003]从结构物安全性和耐久性角度出发，评估和检测砂浆、混凝土早期裂缝的发展非常重要。而正确地检测与评价混凝土的收缩与开裂趋势，是采取措施有效地减少或避免开裂的前提。
[0004]目前国内外检测混凝土收缩开裂较为成熟的方法有:平板法、圆环法和单轴法。其中圆环法可评测多种因素影响，装置简单，因而发展很快。圆环法最早由麻省理工学院的Carlson于1942年提出；1990年美国西北大学的Shah修改了测试样品的尺寸，提出了 ACBM方法；1996年Rogalla等对Shah的圆环仪规格进行了修改，提出了 AASHTO方法；后来，麦斯特建材公司的See在综合ACBM方法和AASHTO方法基础上，提出了自己的圆环规格，并形成了砂楽或混凝土约束开裂标准试验方法(ASTM C1581-04)。此外，圆环法还有Wittmann方法和Swamy方法等。
[0005]圆环法构造简单，钢环可为试件环的收缩提供足够完全的约束，同一半径上的应力大小相对比较均匀，并且可通过测量钢环内壁上的应变来计算试件中的拉应力；在一定的范围内，试件尺寸、边界情况等对试验结果影响不大，易于推广及标准化。但圆环试模设计不合理、过于笨重，提携不方便，迫切需要一种设计合理的圆环测试模具。此外，圆环法测试时间长，敏感性差，试件通常要经过较长时间才会出现初始裂缝，有时甚至因敏感性差而不会出现。而且圆环法作为一种被动约束，较多用于定性研宄，这些都限制了圆环法的适用。
[0006]本发明在比较了国际上常用的几种圆环测试模具后，提出了一种新的圆环试模优化设计思路，改进了圆环试模的制造方法。新圆环试模不会改变原钢环应力分布状况，但质量更轻、拆装更方便，便于携带，实用性更强，较好地体现了以人为本的设计理念。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种经优化设计的测试砂浆和混凝土收缩开裂的圆环试模的制造方法。具体步骤为:
(一)制作中空环形底座:中空环形底座由中空底板、内圆环、固定柱、固定槽和提手五部分构成，材质均为Q235钢。其中，中空底板为正方形，厚度6-8mm、长度430_432mm，为减轻圆环试模自重，在正方形中空环形底座几何中心处切割掉直径290-292mm圆，切割后要去毛刺、倒角；内圆环内径302_306mm、厚度8_12mm、高度150_166mm，内圆环与底板几何中心重合，且通过焊接固定于中空地板之上，内圆环内外侧不允许有氧化层、铁锈凹凸不平的缺陷；固定柱直径18-20mm、高度165_167mm，固定柱位于正方形中空环形底座对角线上距中心223-225mm处，通过焊接固定于中空底板之上，不允许有翘曲、变形、裂纹；固定槽槽口直径19-21mm、深度4_6mm，与固定柱对称分布，位于正方形中空环形底座几何中心与固定柱连接线的反方向223-225mm处，通过焊接固定于中空底板之上；提手，数量一对，为两根长度100-120_、直径8_圆柱钢条，与中空环形底座几何中心、固定槽、固定柱在同一直线上，且对称分布，由钢条经两点折弯后垂直焊接固定于中空底板之上；上述部件涉及两面加工时，圆角半径均不大于2mm。
[0008](二)制作对式挂耳外圆环:该外圆环由两块活动、相同尺寸的半圆环构成，半圆环直径406-410mm、高度150_152mm、厚度8_10mm，该半圆环切割而得或由板材加工而成；加工时截面棱角应倒圆，倒圆半径不超过1mm，倒圆后不允许有横向毛还、刻痕；半圆环轴向边沿一侧分别焊接固定有两个吊耳，吊耳内径18-20_、外径20-22_、高度15_，焊接第一半圆环和第二半圆环的吊耳时要错开位置，即第一半圆环一个吊耳距下端32-36mm，另一端的吊耳距上端32-36mm，而第二个半圆环两个吊耳位置与第一半圆环吊耳位置对称错开；涉及两加工面时，其根部其圆角半径均不大于2_。
[0009](三)制作活动插销:活动插销由圆柱和小圆环组成；圆柱直径18-20mm、高度170-172mm ;小圆环厚度2_4mm、内径16_18mm、夕卜径19_21mm ;小圆环通过焊接固定于圆柱顶端；涉及两加工面时，其根部圆角半径均不大于2_。
[0010](四)装配:将步骤(一)固定柱穿入步骤(二)所得两个半圆环一侧的两个吊耳里，将步骤(三)所得活动插销穿过步骤(二)所得两个半圆环另一侧的两个吊耳插入中空环形底座的固定槽，将两个半圆环形成的对式挂耳外圆环固定；此时，内圆环、对式挂耳外圆环和底板即形成一个圆环空间，空间供浇筑混凝土。
[0011]本发明的装置与应变记录仪等配合使用，可长期、自动地记录、监测砂浆和混凝土试件收缩产生的应变大小，可对开裂时间进行准确测定，还可以对水泥混凝土材料各龄期体积变形进行定性、定量研宄。
[0012]本发明的有益之处在于，通过设置底座提手，能轻易提携整个装置；切除底座中心多余的钢材后，中空圆环质量比传统试模减少15%-20% ;组合式外圆环使得浇筑和试件拆卸更方便、拆除试件试件时间更短。该圆环装置调节灵活、可实现快捷拆装、方便操作，不仅具有极大实用性，同时也较好地体现人性化的设计理念。
【附图说明】
[0013]图1为本发明实施例1测试砂浆和混凝土收缩开裂的圆环试模的主视图。
[0014]图2为本发明实施例1测试砂浆和混凝土收缩开裂的圆环试模的俯视图。
[0015]图3为本发明实施例1测试砂浆和混凝土收缩开裂的圆环试模第一半圆环2的主视图。
[0016]图4为本发明实施例1测试砂浆和混凝土收缩开裂的圆环试模第一半圆环2的俯视图。
[0017]图5为本发明实施例1测试砂浆和混凝土收缩开裂的圆环试模中空环形底座I的主视图。
[0018]图6为本发明实施例1测试砂浆和混凝土收缩开裂的圆环试模中空环形底座I的俯视图。
[0019]图7为本发明实施例1测试砂浆和混凝土收缩开裂的圆环试模活动插销4的主视图。
[0020]图8为本发明实施例1测试砂浆和混凝土收缩开裂的圆环试模活动插销4的俯视图。
[0021]图中标记:1-中空环形底座；2_第一半圆环、3-第二半圆环；4_活动插销；5-固定柱；6_固定槽；7_提手；8_内圆环；9_吊耳。
[0022]【具体实施方式】:
实施例1:
如图1-8所示。
[0023](一)制作中空环形底座1:中空环形底座I由中空底板、内圆环8、固定柱5、固定槽6和提手7五部分构成，材质均为Q235钢；其中，中空底板为正方形，厚度6mm、长度430mm，在正方形中空环形底座I几何中心处切割掉直径290mm圆，切割后去毛刺、倒角；内圆环8内径302mm、厚度8mm、高度155mm，内圆环8与中空环形底座I几何中心重合，且通过焊接固定于中空地板之上；固定柱5直径18mm、高度165mm，固定柱5位于正方形底板对角线上距中心224mm处，通过焊接固定于中空底板之上；固定槽6槽口直径20mm、深度4mm，与固定柱5对称分布，位于正方形中空环形底座I几何中