混凝土抗裂性能试验装置及操作方法

技术领域

本发明涉及混凝土抗裂性能试验装置及操作方法，主要适用于混凝土抗裂试验。

背景技术

混凝土是应用极其广泛的一种材料，在建筑领域等发挥的价值作用非常突出。混凝土的应用能够保障工程建设更加稳固，所以针对混凝土开始试验检测，合理把控好生产质量，实施有效控制以及管理，起到的意义非常显著。

目前混凝土室内实验存在着诸多问题，比如目前混凝土实验试块均为单个制作，由于模具等的制作无误差会导致试块成型之后的相关形体误差，再者，混凝土抗裂实验时，试块置于弧形垫块上，传统的实验方式，混凝土试块难以在实验初期保证水平状态；进一步的，目前对实验全过程的拍摄也存在着遮挡问题。

与此同时，目前实验室采用的裂缝检测技术存在着一些不足之处，一为整个实验过程由于实验设备的遮挡，实验过程未能拍摄完全；再者，传统的探针检测技术需要操作人员多次反复人工探测，实验方式较为繁琐。

再者，具体实施抗裂试验过程中遇到很多意想不到的情况，例如混凝土振捣未到位，难以达到预期密实度，或者混凝土在入装置时由于浮浆而导致骨料配比未到达实验配比要求，再者实验监测的风速计支架由于自身缺乏稳定性而造成实验数据失真的现象。

针对上述问题，在总结传统施工方法的基础上对混凝土抗裂性能试验装置及操作方法进行创新，来提高混凝土抗裂实验的操作效率和实验精度。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种混凝土抗裂性能试验装置及操作方法。

这种混凝土抗裂性能试验装置，包括：多样同制启闭式模具、试验底座、平板法早期抗裂试验装置和风速计定型化固定支架；多样同制启闭式模具通过中十字板分为四块，用于同时制作四个混凝土试块；

试验底座上设有抗裂性能试验装置和裂缝检测装置，抗裂性能试验装置包括临时辅助支架和全程视频设备轨道，临时辅助支架用于临时保证混凝土试块的水平度，全程视频设备轨道上移动设有全程视频设备；

裂缝检测装置包括环绕试验底座的单面成像低位轨道和单面成像高位轨道，试验底座上还设有朝向混凝土试块表面的探针；

平板法早期抗裂试验装置底部设有振动台振动制样装置，振动台振动制样装置设有高频电机和低频电机。

作为优选，早期抗裂试验装置包括侧挡板，侧挡板外侧布置有侧加劲肋，平板法早期抗裂试验装置顶部安装有超灌挡板，超灌挡板外侧安装有余料收集一体化装置，早期抗裂试验装置内部设有裂缝诱导器；振动台振动制样装置包括振动台，振动台下方设有高频电机和低频电机，早期抗裂试验装置安装在振动台上。

作为优选，试验底座四角分别设置有四面同步成像滑轨，两组呈对角的四面同步成像滑轨上分别设置有单面成像低位轨道和单面成像高位轨道，单面成像低位轨道和单面成像高位轨道下端在四面同步成像滑轨内滑移，单面成像低位轨道和单面成像高位轨道上各设置一个成像仪。

作为优选，所述试验底座上设置有四个探针支架滑轮限位槽，探针支架滑轮限位槽上滑动有探针移动支架，探针移动支架底部设置有探针支架滑轮，探针支架滑轮顶部设置有探针移动支架底座，探针移动支架底座上设置有探针可伸缩式立杆，探针可伸缩式立杆端部设置有探针。

作为优选，试验底座上设置有四道支架滑轨，支架滑轨上设置有临时辅助支架，四个临时辅助支架分别对应混凝土试块底部的四个角，临时辅助支架上设置有多方位移动拉环。

作为优选，所述风速计定型化固定支架为四角锥形，包括支架斜撑，支架斜撑间设置有支架水平撑，支架斜撑底部设置有底座盘，所述每个底座盘设置有数个支脚，底座盘顶部设置有数个标高调节杆，标高调节杆和支脚一一对应，标高调节杆上部设置有标高调节旋转盘，风速计定型化固定支架上部设置风速计固定横杆和风速计固定竖杆，风速计固定竖杆上设置风速计。

这种混凝土抗裂性能试验装置的操作方法，包括以下步骤：

步骤一、拼接多样同制启闭式模具，并设置光纤原件，浇灌混凝土得到四块混凝土试块；

步骤二、在试验底座上通过弧形垫块安放混凝土试块，在试验底座上安装单面成像低位轨道和单面成像高位轨道，调整探针前后和上下位置，并通过临时辅助支架进行前期支撑；

步骤三、实验设备加压进行抗裂性能试验，达到一定压力后滑开临时辅助支架继续加压；探针进行裂缝检测，用单面成像低位轨道和单面成像高位轨道上的成像仪和全程视频设备记录；

步骤四、在平板法早期抗裂实验装置上安装超灌挡板，随后灌入混凝土至超灌挡板齐平，安装余料收集一体化装置后将超灌的混凝土刮平；

步骤五、将平板法早期抗裂实验装置放置在振动台振动制样装置顶部，进行混凝土振捣。

作为优选，步骤一中，所述多样同制启闭式模具包括模具底座、第一抱箍、第二抱箍和中十字板，模具底座上设置有侧板限位槽和中十字板，中十字板端部设置拼接凸端，凹凸侧板内侧对应拼接凸端设有侧板拼接凹槽，在模具底座的侧板限位槽内放入凹凸侧板，将侧板凹凸拼接；随后在凹凸侧板外侧分别安装第一抱箍和第二抱箍，并通过抱箍螺杆及螺帽拧紧，随后浇灌混凝土，同时在混凝土试块内部设置光纤原件。

作为优选，首先在试验底座上安放弧形垫块，并在弧形垫块上安放垫条，然后放入混凝土试块，通过临时辅助支架支撑混凝土试块的四角，在混凝土试块两端安装钢支架，两侧安装磁吸固定侧板，形成可调试劈裂抗拉强度定型化支架结构；磁吸固定侧板上设有拉环，然后在混凝土试块顶部依次安放垫条和弧形垫块，在混凝土试块就位后，围绕试验底座安装全程视频设备轨道的斜立杆，全程视频设备轨道上滑动设有全程视频设备，实验设备通过混凝土试块顶部的弧形垫块加压，至一级荷载后通过拉环撤除磁吸固定侧板。

本发明的有益效果是：

1)本发明采用多样同制启闭式模具可一次性制备4个实验试块，三个用于常规实验，一个为备用试块，保证了每个实验试块制作过程中均处于同状态的养护及制备环境，同时设置一个备用试块，提高了实验的容错率。

2)试验底座上设有临时辅助支架，通过临时辅助支架定位混凝土试块，待实验设备达到一定压力后滑开支架继续实验，保证了混凝土试块的水平度。

3)采用了可全程视频侧架支架进行实验过程的全方位、全程拍摄，保证了实验过程的完整性；还设置了单面成像低位轨道和单面成像高位轨道，通过在轨道上前后滑移，同步拍摄整个实验过程，保证了整个实验数据的完整性、可查性。

4)在混凝土试块内设置光纤原件31，通过光纤检测技术，精确、快速地监测整个混凝土试块裂缝成型的全过程。

5)试验底座上还设有朝向混凝土试块表面的探针，探针向垂直于混凝土试块表面方向移动，也可以在垂直方向上上下移动，提高了混凝土裂缝检测的操作效率，具有较好的综合效益。

6)平板法早期抗裂试验装置设置了超灌挡板，通过超灌保证了混凝土试件实验数据的可靠性，并在外侧安装了余料收集装置，具有较好的环保效益。

7)风速计定型化固定支架的支架斜撑底部设置有底座盘，每个底座盘设置有数个支脚，底座盘顶部设置有数个标高调节杆，通过调节底座盘的水平度，保证了风速计在实验过程中自身的平稳性，提高了实验数据的可靠性。

8)振动台振动制样装置设置了高频电机和低频电机，可以按需对平板法早期抗裂试验装置进行振动，通过高频电机和低频电机的交叉使用，提高了混凝土振捣的密实度。

附图说明

图1是多样同制启闭式模具三维结构图；

图2是多样同制启闭式模具平面图；

图3是第一抱箍和第二抱箍的三维结构图；

图4是多样同制启闭式模具爆炸图；

图5是多样同制启闭式模具凹凸侧板结构图；

图6是劈裂实验三维示意图；

图7是可调试劈裂抗拉强度定型化支架结构示意图；

图8是全程视频设备轨道环绕混凝土试块的示意图；

图9是混凝土裂缝检测装置整体三维结构示意图；

图10是使用探针检测混凝土试块的三维示意图；

图11是使用探针检测混凝土试块的立面图；

图12是混凝土裂缝检测装置平面图；

图13是平板法混凝土早期抗裂试验装置三维结构示意图；

图14是平板法早期抗裂试验装置侧视图；

图15是余料收集一体化装置；

图16是风速计定型化支架示意图；

图17是风速计定型化支架立面图；

图18是平板法早期抗裂实验装置安装在振动台振动制样装置上的三维结构示意图；

图19是平板法早期抗裂实验装置安装在振动台振动制样装置上的俯视图。

其中：1.多样同制启闭式模具2.模具底座3.第一抱箍4.抱箍螺杆5.第二抱箍6.凹凸侧板7.中十字板8.侧板拼接凹槽9.抱箍限位槽10.侧板限位槽11.侧板拼接凸端12.试验底座13.多方位移动环14.钢支架15.混凝土试块16.垫条17.弧形垫块18.磁吸侧固定板19.拉环20.临时辅助支架21.支架滑轨22.磁吸件23.可全程视频侧架支架底座24.支架斜杆25.全程视频设备26.全程视频设备轨道27.可全程视频侧架支架28.四面同步成像滑轨29.单面成像低位轨道30.成像仪31.光纤原件32.光纤传感器33.单面成像高位轨道34.轨道侧支撑杆35.成像轨道立柱36.探针支架滑轮限位槽37.实验设备38.探针支架滑轮39.探针可伸缩式立杆40.探针41.探针移动支架42.探针支架底座43.成像轨道中位斜撑44.平板法早期抗裂实验装置45.侧加劲肋46.侧挡板47.超灌抱箍48.裂缝诱导器49.超灌抱箍螺栓50.抱箍端板51.爪形拉手52.内撑杆53.超灌挡板54.余料收集一体化装置55.余料收集装置提手56.余料下滑斜板57.收集搁置端板58.风速计固定横杆59.风速计固定竖杆60.风速计61.风速计定型化支架62.支架水平撑63.支架斜撑64.标高调节杆65.底座盘66.支脚67.标高调节旋转盘68.振动台底座69.缓冲杆70.隔振板71.高频电机72.旋转固定板73.振动台74.装置限位槽75.旋转蝶阀76.低频电机77.减震弹簧。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

实施例一

作为一种实施例，这种混凝土抗裂性能试验装置，包括：多样同制启闭式模具1、试验底座12、平板法早期抗裂试验装置44和风速计定型化固定支架61；

所述多样同制启闭式模具1包括模具底座2、第一抱箍3、第二抱箍5和中十字板7，模具底座2上设置有侧板限位槽10和中十字板7，中十字板7端部设置拼接凸端，凹凸侧板6内侧对应拼接凸端设有侧板拼接凹槽8，凹凸侧板6外侧设置有两道抱箍限位槽9，抱箍限位槽9内分别设置有第一抱箍3和第二抱箍5，第一抱箍3和第二抱箍5的四角分别设置抱箍螺杆4固定。凹凸侧板6拼接形成方形侧模，凹凸侧板6外侧通过抱箍固定，凹凸侧板6内通过侧板拼接凹槽8插有中十字板7，将多样同制启闭式模具1分为四块，用于制作混凝土试块15。

试验底座12上设有抗裂性能试验装置和裂缝检测装置，抗裂性能试验装置包括临时辅助支架20和全程视频设备轨道26，临时辅助支架20用于临时保证混凝土试块15的水平度，全程视频设备轨道26上移动设有全程视频设备25；所述可调试劈裂抗拉强度定型化支架通过弧形垫块17置于实验底座12上，混凝土试块15上下方均设置有弧形垫块17，弧形垫块17和混凝土试块15之间设置有垫条16，混凝土试块15两端设置有钢支架14，所述钢支架14两侧端设置有磁吸件22，混凝土试块15两端的磁吸件22之间连接有侧吸固定侧板18。磁吸固定侧板18上设置有拉环19和磁吸件22，实验底座12上设置有四道支架滑轨，支架滑轨上设置有临时辅助支架20，四个临时辅助支架20分别支撑在混凝土试块15底部的四个角上，临时辅助支架20上设置有多方位移动拉环13。

早期抗裂试验装置44包括侧挡板46，侧挡板46外侧布置有侧加劲肋45，平板法早期抗裂试验装置44顶部安装有超灌挡板53，超灌挡板53外侧安装有余料收集一体化装置54，早期抗裂试验装置44内部设有裂缝诱导器48；所述平板法早期抗裂试验装置44的底板上设置有侧挡板46，侧挡板46外侧布置有侧加劲肋45，顶面布置有超灌挡板53，超灌挡板53外侧设置有余料收集一体化装置54或超灌抱箍47，超灌抱箍47底部搁置于侧加劲肋45上，端部设置有抱箍端板50，两抱箍端板50通过超灌抱箍螺栓49连接，超灌抱箍47内部设置有内撑杆52，内撑杆52呈十字形，中心位置设置有爪形拉手51。

侧加劲肋45上部设置有余料收集一体化装置54，余料收集一体化装置54包括余料下滑斜板56和收集搁置端板57，收集搁置端板57置于侧加劲肋45上，余料混凝土随余料下滑斜板56滑至收集槽内，余料收集一体化装置54外侧设置有余料收集装置提手55。

平板法早期抗裂试验装置44底部设有振动台振动制样装置，所述振动台振动制样装置底部设置有振动台底座68，振动台底座68上部设置有五个缓冲杆69，缓冲杆69顶部设置有隔振板70，隔振板70上通过减震弹簧77、高频电机71和低频电机76支撑有振动台73，振动台73上设置有装置限位槽74，装置限位槽74内设置平板法早期抗裂试验装置44，平板法早期抗裂试验装置44每边设置两组旋转固定板72，旋转固定板72上设置旋转蝶阀75。

还包括风速计定型化固定支架61，风速计定型化固定支架61为四角锥形，包括支架斜撑63，支架斜撑63间设置有支架水平撑62，支架斜撑63底部设置有底座盘65，所述每个底座盘65设置有数个支脚66，底座盘65顶部设置有数个标高调节杆64，标高调节杆64和支脚66一一对应，标高调节杆64上部设置有标高调节旋转盘67，风速计定型化固定支架61上部设置风速计固定横杆58和风速计固定竖杆59，风速计固定竖杆59上设置风速计60。

实施例二

作为另一种实施例，本实施例二在实施例一的基础上，提出这种混凝土抗裂性能试验装置中的裂缝检测装置。

裂缝检测装置包括环绕试验底座12的单面成像低位轨道29和单面成像高位轨道33，所述实验底座12四角分别设置有四面同步成像滑轨28，两组呈对角的四面同步成像滑轨28上分别设置有单面成像低位轨道29和单面成像高位轨道33，单面成像低位轨道29和单面成像高位轨道33上各设置有一个成像仪30。所述新型可全程视频侧架支架27的支架斜杆24底端设置有可全程视频侧架支架底座23，可全程视频侧架支架底座23通过可旋转卡扣固定于实验底座12上，支架斜杆24顶部设置有全程视频设备轨道26，全程视频设备轨道26上设置有数个全程视频设备25，所述全程视频设备25在全程视频设备轨道26上滑移，用于录制全程实验视频。单面成像低位轨道29和单面成像高位轨道33下部设置有成像轨道立柱35，成像轨道立柱35两侧设置有成像轨道中位斜撑43，所述成像轨道立柱35在四面同步成像滑轨28内滑移。

试验底座12上还设有朝向混凝土试块15表面的探针40；试验底座12上设置有四个探针支架滑轮限位槽36，探针支架滑轮限位槽36上滑动有探针移动支架42，探针移动支架42底部设置有探针支架滑轮38，探针支架滑轮38顶部设置有探针移动支架底座42，探针移动支架底座42上设置有探针可伸缩式立杆39，探针可伸缩式立杆39端部设置有探针40。

需要说明的，本实施例中与实施例一相同或相似的部分可相互参考，在本申请中不再赘述。

实施例三

作为另一种实施例，本实施例三通过实施例一和二中提出的混凝土抗裂性能试验装置，进行混凝土抗裂性能试验包括以下步骤：

步骤一、拼接多样同制启闭式模具1，在模具底座2的侧板限位槽10内放入凹凸侧板6，每块侧板凹凸拼接，随后在凹凸侧板6外侧分别安装第一抱箍3和第二抱箍5，两道抱箍均限位于抱箍限位槽9内，并通过抱箍螺杆4及螺帽拧紧，并设置光纤原件31，浇灌混凝土得到四块混凝土试块15；

步骤二、在试验底座12上通过弧形垫块17安放混凝土试块15，在混凝土试块15就位完毕后，立即安装新型可全程视频侧架支架的斜立杆24，单个斜立杆24与全程视频设备轨道26在安装前整体固定，全程视频设备轨道26由四段构成，每段为九十度圆弧，两侧设有小档板，最后安装全程视频设备25。

在试验底座12上安装单面成像低位轨道29和单面成像高位轨道33，试验底座12上的探针支架滑移限位槽36内安装探针移动支架41的探针支架滑轮38，探针40通过探针支架滑轮38前后移动，也可通过探针可伸缩式立杆39上下移动。

步骤三、实验设备37加压进行抗裂性能试验，达到一定压力后滑开临时辅助支架20继续加压；探针40进行裂缝检测，用单面成像低位轨道29和单面成像高位轨道33上的成像仪30和全程视频设备25记录；

步骤四、平板法早期抗裂实验装置44上安装带十字形内撑杆52的超灌挡板53，并在外侧用超灌抱箍47固定，随后灌入混凝土至超灌挡板53齐平，然后拆除超灌抱箍47，并同步安装余料收集一体化装置54，移通过爪形拉手移除超灌挡板53，然后将超灌的混凝土刮平；

步骤五、将平板法早期抗裂实验装置44放置在振动台73的装置限位槽内，随后旋转所有的蝶形阀将平板法早期抗裂实验装置44限位，然后根据需要开启高频电机71或低频电机76进行混凝土振捣。

实施例四

作为另一种实施例，本实施例四在实施例三的基础上，提出一种更具体的混凝土抗裂性能试验方法。

步骤二中，在试验底座12上安放弧形垫块17，并在弧形垫块17上安放垫条16，随后推动临时辅助支架20与钢支架14齐平，然后放入混凝土试块15，通过临时辅助支架20进行前期支撑；并在两侧安装磁吸固定侧板18，然后依次安放垫条16、弧形垫块17，最后实验设备加压，待加至一级荷载后通过拉环19撤除磁吸固定侧板18。

步骤五中，风速计定型化固定支架61整体制作，放置在实验指定位置后，调节每个支架斜撑63底部的标高调节转盘67，使风速计定型化固定支架61处于绝对水平状态，随后安放风速计60，通过风速计60进行风速测量。

需要说明的，本实施例中与实施例三相同或相似的部分可相互参考，在本申请中不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。