一种化学优化的纤维混凝土环式约束开裂装置的制作方法

本发明涉及混凝土的抗裂性能测定领域，具体涉及一种优化的用于测定抗裂性的混凝土环式约束开裂装置。

背景技术：

当前混凝土材料是建筑工程中应用最多最广泛的工程复合材料，混凝土服役过程中不可避免会产生裂缝，并为有害离子和物质进入混凝土提供通道，进而腐蚀钢筋，削弱混凝土结构的承载能力和耐久性，因此正确地检测与评价混凝土的抗裂性能是减少或避免混凝土结构开裂的前提。目前，采用环式约束开裂装置的约束圆环法目前被国内外认定为评估混凝土抗裂性能的标准方法。然而约束圆环法存在一定的局限性，如测试周期长，开裂不均匀不明显等等。

同时，纤维素纤维是新一代高新技术材料，在混凝土中掺入乱向分布的纤维素纤维，能有效提高混凝土结构的强度和抗裂性，延长结构的使用寿命，减少混凝土收缩开裂的概率，纤维增强混凝土因此具有良好发展前景。然而利用普通环式约束开裂装置测定纤维增强混凝土抗裂性能时，由于其抗裂性能很强难以收缩开裂，导致抗裂试验测试周期长，随机性和偶然性大，无法正确评估其抗裂性。因此有必要对现有环式约束开裂装置进行改进。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的是提供一种化学优化的混凝土环式约束开裂装置，其能通过养护容器中的0.08mol/l的naoh溶液提供低浓度稳定的oh^-环境，oh^-通过oh^-半透膜进入混凝土中并及时补充，与混凝土发生少量碱-骨料反应，降低其强度和抗裂性，达到化学削弱诱导开裂的效果。

本发明采用以下方案实现：

一种化学优化的纤维混凝土环式约束开裂装置，包括环式约束开裂装置，钢制底板，养护容器，环式约束开裂装置放置在下方的钢制底板上，同时环式约束开裂装置和钢制底板一同放置于养护容器中。所述环式约束开裂装置包括外环以及内钢环、应变片以及oh-半透膜。内钢环放置在外环内，同时在内钢环内侧四等分贴有应变片，在外环外侧紧密包裹oh-半透膜。

进一步地，所述外环由两个半圆塑料模板通过两个螺栓连接成一个整体，外环内半径为200mm，外半径为275mm，壁厚为75mm，高度为102mm。

进一步地，所述内钢环为钢制圆环，内半径为150mm，外半径为162mm，壁厚为12mm，高度为152mm。

进一步地，所述钢制底板为550mm×550mm的正方形，高度为150mm。

进一步地，所述养护容器中装有0.08mol/l的naoh溶液，溶液深度为100mm左右，液面不得高于外环。

进一步地，所述应变片为箔式电阻应变片，用应变测量设备连接后通过电脑观测应变数值，得到应变片的示数-日期图，应变片的示数出现突然地回滞时标志着混凝土开裂。

进一步地，所述oh-半透膜具有弹性，可紧密包裹外环，并且只允许oh-通过，作为溶液中oh-进入混凝土的通道。

与现有技术相比，该发明具有以下有益效果：

环式约束开裂装置被置于0.08mol/l的浓度稳定的naoh溶液中，oh^-可通过半透膜进入混凝土并及时补充，与混凝土发生少量碱-骨料反应，降低其强度和抗裂性，达到化学削弱诱导开裂的效果，并且oh-均匀分布，能均匀有效地对混凝土强度进行削弱，可有效针对传统圆环约束下纤维增强混凝土开裂周期长，开裂不均匀不明显的缺点。并且，在内钢环内侧均匀分布的应变片可即时监测裂缝的出现，当应变片的示数出现突然地回滞时标志着混凝土开裂，解决了开裂难监测的问题。因此，对混凝土抗裂测试装置进行了充分优化，从而提高其效率和适用性。

附图说明

图1是本发明实施例的构造示意图。

图2是内钢环的放大示意图。

图3是外环的放大示意图。

图4为对比例一中应变片的示数-日期图。

图5为实施例一中应变片的示数-日期图。

图1中，外环1、内钢环2、螺栓3、应变片4、oh^-半透膜5、开裂装置6、钢制底板7、养护容器8、0.08mol/l的浓度稳定的naoh溶液9；r11为内环内半径、r12为内环外半径、t1为内环壁厚、h1为内环高度，r21为外环内半径、r22为外环外半径、t2为外环壁厚、h2为外环高度。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本发明作进一步详细说明。

实施例一

如图1所示，一种化学优化的纤维混凝土环式约束开裂装置，包括环式约束开裂装置6，oh^-半透膜5，养护容器8，环式约束开裂装置放置在下方的钢制底板7上，同时环式约束开裂装置和钢制底板一同放置于养护容器中。所述环式约束开裂装置6包括外环1以及内钢环2、应变片4以及oh-半透膜5。内钢环放置在外环内，同时在内钢环2内侧四等分贴有应变片4，在外环1外侧紧密包裹oh^-半透膜5。

本实施例中，采用掺入纤维素纤维的纤维增强混凝土作为开裂试件，采用po42.5水泥，纤维素纤维掺量为总体积2％-4％，搅拌成标准c40混凝土。

本实施例中，所述外环1由两个半圆塑料模板通过两个螺栓3连接成一个整体，外环1内半径r11为200mm，外半径r12为275mm，壁厚t1为75mm，高度h1为102mm。

本实施例中，所述内钢环2为钢制圆环，内半径r21为150mm，外半径r22为162mm，壁厚t2为12mm，高度h2为152mm。

本实施例中，所述钢制底板7为550mm×550mm的正方形，高度为150mm。

本实施例中，所述养护容器8中装有0.08mol/l的naoh溶液9，溶液深度为100mm左右，液面不得高于外环1。

本实施例中，所述应变片4为箔式电阻应变片，用应变测定设备连接后通过电脑观测应变数值，得到应变片的示数-日期图，应变片的示数出现突然地回滞时标志着混凝土开裂。

本实施例中，所述oh^-半透膜5具有弹性，可紧密包裹外环1，并且只允许oh^-通过，作为溶液中oh^-进入混凝土的通道。

本实施例的环式约束开裂装置6被置于养护温度19.3℃～22.7℃，相对湿度46％～54％的实验室环境中，从而给试件提供与外界环境相近的养护环境，使装置的测试结果具有普遍性和适用性，同时置于0.08mol/l的浓度稳定的naoh溶液9中，oh^-可通过半透膜进入混凝土并及时补充，与混凝土发生少量碱-骨料反应，降低其强度和抗裂性，达到化学削弱诱导开裂的效果，可有效缩短抗裂测试时间。

对比例一

本对比例与实施例一的区别在于：所述环式约束开裂装置6中的外环1外不包裹oh^-半透膜5，不放置于养护容器8内，其余养护环境相同。经过试验比较得知，上述实验例一和对比例一中的纤维增强混凝土出现裂缝时间相差很大，实施例一中的环式约束开裂装置6在7d左右可观测到应变片的示数出现突然回滞(见图5)，即裂缝出现，而后裂缝逐渐开展并分布均匀，对比例一中的环式约束装置约28d左右才可观测到应变片的示数的突然回滞(见图4)，且裂缝少量而不均匀地开展。可见实施例一中的化学优化的纤维混凝土环式约束开裂装置可通过化学削弱诱导高强度的纤维混凝土在约束下开裂，缩短抗裂性能测试实验的时间，可有效针对传统圆环约束下纤维增强混凝土开裂周期长，开裂不均匀不明显的缺点，并通过应变片解决了开裂难监测的问题。因此，对混凝土抗裂测试装置进行了充分优化，从而提高其效率和适用性，可适用于更多高性能的混凝土抗裂性测试实验中，如纤维增强混凝土、渗透结晶增强混凝土。

在本实施例中，对本发明的目的、技术方案和有点进行了进一步地详细说明，所应说明的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围内。