一种混凝土收缩测量系统及方法与流程

1.本发明属于混凝土检测技术领域，特别涉及一种混凝土收缩测量系统及方法。


背景技术：

2.随着大型及超大型混凝土结构工程的快速发展和对建筑质量管控要求的不断提升，大体积混凝土结构裂缝控制的重要性得到工程技术人员高度关注。研究发现，混凝土材料开裂现象是多方面因素综合作用的结果，主要由混凝土早期变形引起，而混凝土早期变形主要由温度变形、自生收缩、干燥收缩、碳化收缩等因素所导致。因此，各种原因导致的收缩是大体积混凝土浇筑早期内部应力生成进而导致开裂的主要原因，测量混凝土收缩是评测混凝土耐久性指标乃至评估工程质量的重要一环。测量混凝土收缩值能够及时为实际工程预防裂缝提供有效建议和指导。
3.目前，混凝土收缩检测一般采用弓形螺旋测微计、比长仪或卧式混凝土干缩仪等来测量，但市面上此类仪器只能针对100mm
×
100mm
×
515mm的棱柱体标准件，试样较为笨重且种类单一，测量时试样轴心放置方位不统一、挡板测头磨损较大、重复利用率低、使用寿命低，最终导致测试结果不准等问题。
4.鉴于此，有必要研究一种混凝土收缩测量系统及方法，用以匹配不同尺寸类型的混凝土试样收缩检测，并保证测量精度和仪器使用寿命。


技术实现要素：

5.本发明提供一种混凝土收缩测量系统及方法，采用可移动式测头和活动挡板结合来保证检测的可行性和精确性，适用于多样化尺寸试样，解决既有干缩检测试样制作尺寸类型限制等问题。
6.为解决以上技术问题，本发明包括如下技术方案：
7.一种混凝土收缩测量系统，包括：
8.承台底座，所述承台底座右侧开设两条滚轮槽；
9.左挡板垫块，所述左挡板垫块固定于所述承台底座上，所述左挡板垫块中间沿着宽度方向设有一条凹槽；
10.左固定挡板，所述左固定挡板设置于左挡板垫块的凹槽内，所述左固定挡板由磁铁性材料制作而成；
11.右挡板滚轮，所述右挡板滚轮设置于所述滚轮槽内，所述右挡板滚轮能够沿着两条所述滚轮槽的连线方向自由移动，所述右挡板滚轮的高度与所述左挡板垫块的高度一致；
12.右活动挡板，所述右活动挡板设置于所述右挡板滚轮上，且和所述滚轮轴心铰接，所述右活动挡板由磁铁性材料制作而成；
13.混凝土试样，不同长度的所述混凝土试样放置于左固定挡板和右活动挡板之间的承台底座上方；
14.磁吸式无线压力传感器，所述左固定挡板和右活动挡板上分别设置四个所述磁吸式无线压力传感器，所述磁吸式无线压力传感器均匀分布于左固定挡板和右活动挡板中心线两边；
15.可移动式测头，所述可移动式测头一端固定于右活动挡板外侧中心，所述可移动式测头另一端通过c型管箍连接测量千分表；
16.智能控制器，所述智能控制器位于所述可移动式测头与右活动挡板之间，能够接收磁吸式无线压力传感器的数据，并发出左右调整指令。
17.进一步地，所述左固定挡板和右活动挡板靠近混凝土试样的一侧均画有针对不同尺寸混凝土试样的不同中心点及其相应圈层，圈层大小以混凝土试样底面长度为单位。
18.进一步地，所述混凝土试样的长度在100～600mm之间，所述混凝土试样的形状为圆柱体或者长方体。
19.进一步地，所述智能控制器通过磁吸式无线压力传感器的数据pi计算综合压力其中pi为各个磁吸式无线压力传感器示数，n为传感器个数。
20.本发明还提供了一种混凝土收缩测量方法，提供前述的混凝土收缩测量系统备用，包括如下步骤：
21.步骤s1、由试验室常用模具制作待测混凝土试样，对混凝土试样做好养护、干燥；
22.步骤s2、将右活动挡板移动至最大量程，在承台底座上放入混凝土试样；
23.步骤s3、调整混凝土试样至合适位置，混凝土试样左端与左固定挡板接触，根据左固定挡板的磁吸式无线压力传感器示数进行精细调整，微调混凝土试样靠近左固定挡板一侧的位置，使得左固定挡板的四个磁吸式无线压力传感器示数差为0，以确保混凝土试样左侧轴心位置摆放恰当；
24.步骤s4、调整右活动挡板至合适位置，右活动挡板通过智能控制器进行位置调整，磁吸式无线压力传感器综合压力p为0.0n时可快速移动，到达压力正值时，开始进行微调，0.0n＜p≤2.0n，显示向左侧微调，2.0n＜p≤3.0n时，调整完毕；接着，再根据右活动挡板上的磁吸式无线压力传感器示数差精细调整试样右侧轴心位置，当四个磁吸式无线压力传感器示数差＝0时，可确保混凝土试样右侧轴心位置摆放恰当；此时混凝土试样整体轴心线与右活动挡板中心线平行，位置放置得当，可读取示数；
25.步骤s5、读取测量千分表示数l1并记录；
26.步骤s6、将待测混凝土试样继续放入试验环境中一定时间，并持续所述步骤s2至步骤s4，并记录测量千分表示数l2；
27.步骤s7、根据公式l＝l
1-l2，记为混凝土试样该时间段内的收缩值，测试完毕。
28.与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：
29.(1)本发明提供一种混凝土收缩测量系统，磁吸式无线压力传感器的灵活可变布设方式，保证了配合不同规格尺寸试样进行收缩测量，解决了传统测量仪器只能针对100mm
×
100mm
×
515mm的棱柱体标准件、试样较为笨重且种类单一等问题；
30.(2)本发明提供一种混凝土收缩测量系统，可移动式多点磁吸式无线压力传感器配合智能控制器，通过挡板两侧的仪器示数对混凝土试样放置位置准确性进行了精准评估和双侧精细调整，充分考虑了传统测量方式所忽略的混凝土试样放置偏差引起的收缩测量
值偏差问题。通过双侧挡板上分别设置的四个传感器示数差，指导混凝土试样左侧初始放置和右侧滚轮移动，带动右活动挡板的滑动，用以保证不同规格尺寸试样放置双侧轴心方位都能统一平稳得当、同一试样在不同测量周期测量时轴心线保持平行等，解决了传统收缩测量时仅考虑仪表测量精度而忽略试样本身放置偏差、或主要通过人工观察试样位置而引起的收缩值测量偏差等问题；
31.(3)本发明提供一种混凝土收缩测量系统，可移动式多点传感配合可移动式测头，用以保证同一混凝土试样在不同测量周期内任意2次读数条件精准匹配，提高收缩值测量精度，同时通过智能控制有效避免千分表测量时受撞击磨损，解决了传统收缩测量时挡板测头磨损较大、重复利用率低、使用寿命低、同一试样在不同测量周期内读数条件差异过大，最终导致测试结果不准等问题；
32.(4)本发明提供的混凝土收缩测量方法，针对性强、科学可靠、操作简单、成本较低，具有广阔的应用前景。
附图说明
33.图1为本发明一实施例混凝土收缩测量系统的结构示意图；
34.图2为本发明一实施例混凝土收缩测量系统混凝土试样检测端示意图。
35.图中：
36.1-承台底座、2-左挡板垫块、3-左固定挡板、4-磁吸式无线压力传感器、5-混凝土试样、6-右挡板滚轮、7-右活动挡板、8-智能控制器、9-可移动式测头、10-测量千分表。
具体实施方式
37.以下结合附图和具体实施例对本发明提供的一种混凝土收缩测量系统及方法作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。为叙述方便，下文中所述的“上”、“下”与附图的上、下的方向一致，但这不能成为本发明技术方案的限制。
38.实施例一
39.下面结合图1和图2，详细说明本发明的混凝土收缩测量系统。图2中体现了左固定挡板3和右活动挡板7的位置关系，中间的圆圈对应不同尺寸试件的不同中心高度，“+”交错标记磁吸式无线压力传感器4的位置。对于不同高度的试样，以挡板上不同高度的中心和其相应的4个磁吸式无线压力传感器4方位为参考，进行磁吸式无线压力传感器4放置和试样放置，可最大限度地提高检测精度和灵活度。
40.请继续参考图1和图2，一种混凝土收缩测量系统，包括：
41.承台底座1、左挡板垫块2、左固定挡板3、磁吸式无线压力传感器4、混凝土试样5、右挡板滚轮6、右活动挡板7、智能控制器8、可移动式测头9以及测量千分表10；
42.承台底座1右侧开设两条滚轮槽，承台底座1的长宽尺寸为
43.1000mm
×
200mm，厚度为20mm，材质为钢质合金，可放置100～600mm长度不等的混凝土试样5；左挡板垫块2固定于承台底座1上，左挡板垫块2中间沿着宽度方向设有一条凹槽，左挡板垫块2的高度d约为10mm；左固定挡板3设置于左挡板垫块2的凹槽内，左固定挡板
3由磁铁性材料制作而成，可对磁吸式无线压力传感器4进行完全吸附，左固定挡板3靠近混凝土试样5一侧画有针对不同尺寸试样的不同中心点及其相应圈层，圈层大小以试样底面长度为单位，如常见的试样底面长度d
×
d为40mm
×
40mm(欧标)、75mm
×
75mm(美标)、100mm
×
100mm(国标、日标，粗骨料≤30mm)、150mm
×
150mm(国标，粗骨料≤40mm)、200mm
×
200mm(国标，粗骨料≤50mm)，则设置圈层中心点高度位置m＝0.5d-d(以底座表面水平线为基准0刻度线，且此处需考虑垫块高度)依次为10mm、27.5mm、40mm、65mm、90mm，从5个中心点出发由内而外依次以“+”交错标记磁吸式无线压力传感器4的位置，从而保证各磁吸式无线压力传感器4(指示不同尺寸试样或同一试样在不同时期测量时轴心线始终保持平行)放置得当，都在混凝土试样5的可测量范围内。通过互动凹槽与左挡板垫块2卡紧固定，使得混凝土试样5在长度方向上无法移动，从而实现对混凝土试样5进行定位，而且，方便左固定挡板3的维修和更换。
44.右挡板滚轮6设置于滚轮槽内，右挡板滚轮6能够沿着两条滚轮槽的连线方向自由移动，右挡板滚轮6的高度与左挡板垫块2的高度一致；右活动挡板7设置于右挡板滚轮6上，且和滚轮轴心铰接，从而右活动挡板7可随右挡板滚轮6一同滑动，从而解决既有干缩检测试样制作尺寸类型限制。右活动挡板7由磁铁性材料制作而成；不同长度的混凝土试样5放置于左固定挡板3和右活动挡板7之间的承台底座1上方；
45.左固定挡板3和右活动挡板7上分别设置四个磁吸式无线压力传感器4，磁吸式无线压力传感器4均匀分布于左固定挡板3和右活动挡板7中心线两边。例如，四个磁吸式无线压力传感器4围合形成口字型布置，相邻磁吸式无线压力传感器4之间的间距约50～100mm，量程为0.0n～10.0n，根据不同批次混凝土试样5尺寸要求，可在承台底座1上表面的两侧挡板之间进行自由移动和微调，调整时必须保持同一挡板(左固定挡板3或者右活动挡板7)四个磁吸式无线压力传感器4在同一圈层内，保证不同尺寸的混凝土试样5或同一混凝土试样5在不同时期测量时轴心线始终保持平行、测量条件完全一致，从而解决因测量时不同混凝土试样5轴心放置方位不统一、同一混凝土试样5在不同测量周期轴心线不平行为主因导致的收缩值测量精度不高等既有测试难题，磁吸式无线压力传感器4数据与智能控制器8相连，并实时传至显示屏。
46.可移动式测头9一端固定于右活动挡板7外侧中心，可移动式测头9另一端通过c型管箍连接测量千分表10；
47.智能控制器8位于可移动式测头9与右活动挡板7之间，能够接收磁吸式无线压力传感器4的数据，并发出左右方向的调整指令。
48.在本实施例中，更优选地，左固定挡板3和右活动挡板7靠近混凝土试样5的一侧均画有针对不同尺寸混凝土试样5的不同中心点及其相应圈层，圈层大小以混凝土试样5底面长度为单位。
49.在本实施例中，更优选地，混凝土试样5的长度在100～600mm之间(如国标常用515mm、美标常用285mm、欧标常用160mm、日标常用400mm或500mm等)，混凝土试样5的形状为圆柱体或者长方体。
50.在本实施例中，更优选地，智能控制器8通过磁吸式无线压力传感器4的数据pi计算综合压力其中pi为各个磁吸式无线压力传感器示数，n为传感器个数。具体来
说，主要包括：
①
首先，根据左固定挡板3的磁吸式无线压力传感器4示数进行精细调整，微调混凝土试样5靠近左固定挡板3一侧位置，使得左固定挡板3的四个磁吸式无线压力传感器4示数差为0，以确保混凝土试样5左侧轴心位置摆放恰当；
②
其次，观察右活动挡板7的磁吸式无线压力传感器4示数，若压力p＜0.0n，显示快速左移；若0.0n＜p≤2.0n，显示向左侧微调；若2.0n＜p≤3.0n，显示千分表可读数；若p＞3.0n时，显示向右侧微调。
③
另外，再根据右活动挡板7上的磁吸式无线压力传感器4示数差精细调整混凝土试样5右侧轴心位置，当右活动挡板7的四个磁吸式无线压力传感器4示数差为0时，确保混凝土试样5右侧轴心位置摆放恰当；
④
当左固定挡板3和右活动挡板7的四个传感器示数差皆为0时，表明混凝土试样5整体轴心线与两侧挡板中心线平行，位置放置得当，读取示数准确。
51.具体来说，本发明的混凝土收缩测量系统的原理如下：通过布置多个磁吸式无线压力传感器4跟随混凝土试样5尺寸进行多点传感，可移动式多点传感配合智能控制器8指导右挡板滚轮6移动，带动右活动挡板7的滑动，用以保证不同尺寸混凝土试样5轴心放置方位统一平稳得当、同一混凝土试样5在不同测量周期测量时轴心线保持平行等，可移动式多点传感配合可移动式测头9用以保证前后2次读数条件精准匹配，提高收缩值测量精度，同时有效避免测量千分表10测量时受撞击磨损。
52.请继续参考图1和图2，本发明还提供了一种混凝土收缩测量方法，提供前述的混凝土收缩测量系统备用，包括如下步骤：
53.步骤s1、由试验室常用模具制作待测混凝土试样5，对混凝土试样5做好养护、干燥；
54.步骤s2、将右活动挡板7移动至最大量程，在承台底座1上放入混凝土试样5；
55.步骤s3、调整混凝土试样5至合适位置，混凝土试样5左端与左固定挡板3接触，根据左固定挡板3的磁吸式无线压力传感器4示数进行精细调整，微调混凝土试样5靠近左固定挡板3一侧的位置，使得左固定挡板3的四个磁吸式无线压力传感器4示数差为0，以确保混凝土试样5左侧轴心位置摆放恰当；
56.步骤s4、调整右活动挡板7至合适位置，右活动挡板7通过智能控制器8进行位置调整，磁吸式无线压力传感器4综合压力p为0.0n时可快速移动，到达压力正值时，开始进行微调，0.0n＜p≤2.0n，显示向左侧微调，2.0n＜p≤3.0n时，调整完毕；接着，再根据右活动挡板7上的磁吸式无线压力传感器4示数差精细调整试样右侧轴心位置，当四个磁吸式无线压力传感器4示数差＝0时，可确保混凝土试样5右侧轴心位置摆放恰当；此时混凝土试样5整体轴心线与右活动挡板7中心线平行，位置放置得当，可读取示数；
57.步骤s5、读取测量千分表10示数l1并记录；
58.步骤s6、将待测混凝土试样5继续放入试验环境中一定时间，并持续步骤s2至步骤s4，并记录测量千分表示数l2；
59.步骤s7、根据公式l＝l
1-l2，记为混凝土试样5该时间段内的收缩值，测试完毕。
60.上述实例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受以上实例的限制。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。