專利名稱：混凝土開裂誘導(dǎo)裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種混凝土開裂誘導(dǎo)器、以及具有該混凝土開裂誘導(dǎo)器的混凝土開裂誘導(dǎo)裝置和混凝土開裂誘導(dǎo)方法。
背景技術(shù)：
隨著我國建筑行業(yè)的快速發(fā)展以及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的加速，大量工程需要評價混凝土的開裂性能，具體而言是早期開裂性能。之前常用的方式是平板開裂的試驗裝置，即在模板框架中澆筑混凝土并待其開裂。這種方式的開裂時間過長，裂縫長度和位置等不穩(wěn)定，給準(zhǔn)確計算開裂面積，比較不同的混凝土的早期開裂性能帶來不確定性。針對此，已經(jīng)有開發(fā)出一些開裂誘導(dǎo)裝置。其中圖4示出了現(xiàn)有的一種開裂誘導(dǎo)器20，其具有總體呈板狀的主體22，并且在其主體22的頂面上形成有用于加速混凝土開裂的刀口 M。在使用中這種開裂誘導(dǎo)器并行平鋪在例如模版框架中，并且在模版框架中澆筑混凝土直至其至少沒過該開裂誘導(dǎo)器(具體而言是沒過刀口)，因此通過該頂面設(shè)置的刀口 M將能有助于促進(jìn)混凝土的早期開裂。但由于該開裂誘導(dǎo)器仍然要整體被沒過，因此不能很好地限定或確認(rèn)開裂區(qū)域。而且由于該整體沒過，在整個框架中可能會出現(xiàn)在刀口附近開裂，但在混凝土接近表面部分仍然是一整體混凝土塊的形式，即，混凝土即使已經(jīng)開始開裂仍然要一段時間等待其延伸到表面才能觀察。此外，在現(xiàn)有技術(shù)中還有針對此進(jìn)行的進(jìn)一步改進(jìn)。例如，在中國授權(quán)公告號 CN101603897中描述了一種可調(diào)節(jié)式多應(yīng)力混凝土開裂誘導(dǎo)裝置，其相比于前述開裂誘導(dǎo)器的主要改進(jìn)在于能夠針對不同骨料粒徑的混凝土調(diào)節(jié)鋼制開裂誘導(dǎo)器的高度以及刀口角，通常是骨料粒徑較小開裂誘導(dǎo)器的高度以及刀口角角度可以較小(即刀口較鈍)，而骨料粒徑較大則高度和刀口角相應(yīng)較大(即刀口較尖銳)。通過這樣設(shè)置針對不同的骨料粒徑都能加速混凝土的開裂。然而這樣的開裂誘導(dǎo)器仍相當(dāng)于在頂面中延伸形成刀口并且混凝土要至少沒過開裂誘導(dǎo)器，并且該專利還教導(dǎo)針對可調(diào)節(jié)高度的開裂誘導(dǎo)器提供可調(diào)節(jié)高度的框架以確?；炷猎诟鞣N開裂誘導(dǎo)器高度下均能沒過該開裂誘導(dǎo)器。而且該專利通用性不夠強，尤其是針對不同高度和刀口角下開裂的混凝土的開裂參數(shù)之間沒有直觀的可比性，這樣其不能或者很難有效地用于評價一批混凝土(具有不同的骨料粒徑)互相之間的開裂性能。此外，這種調(diào)節(jié)的現(xiàn)場應(yīng)用也比較復(fù)雜。針對以上的不足，仍希望能提供一種快速形成裂縫、裂縫形成區(qū)域確定性高且通用性強的混凝土開裂誘導(dǎo)器以及具有該開裂誘導(dǎo)器的開裂誘導(dǎo)裝置和使用該開裂誘導(dǎo)器來誘導(dǎo)開裂的方法。

發(fā)明內(nèi)容
為此，本發(fā)明提供一種混凝土開裂誘導(dǎo)器，其包括限定出頂面的板狀主體；和從該主體的頂面凹入成形且貫穿該板狀主體的寬度的凹口，所述凹口包括至少部分地成形有底部刀口的底部和從該底部的兩端分別向上延伸到該頂面的第一側(cè)部和第二側(cè)部，所述第一側(cè)部和第二側(cè)部中的至少一個成形有側(cè)刀口。通過在該主體的頂面中形成下陷的凹口并且在凹口中形成刀口，可以準(zhǔn)確地限定混凝土的最初開裂是出現(xiàn)在凹口部位或者附近。而且由于該凹口的存在，所澆筑的混凝土可以不沒過開裂誘導(dǎo)器(例如與其頂面平齊或稍低于頂面，但是要高于凹口底部)。特別地，在這些混凝土在澆筑框架(容器)中間隔布置的情況下，這種澆筑還使得開裂誘導(dǎo)器本身能作為混凝土的分隔裝置，進(jìn)一步有助于混凝土的快速分裂以及促成在凹口部位的分裂。以及，相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明不僅還提供了側(cè)向的刀口用于進(jìn)一步促成混凝土開裂。優(yōu)選地，底部刀口和側(cè)部刀口分別由彼此連接并在連接處形成刀口頂緣的相應(yīng)的成對斜面構(gòu)成，且成對斜面限定它們之間的夾角為刀口角，刀口角可以在15° -165°的范圍內(nèi)、優(yōu)選在20-135°的范圍內(nèi)、更優(yōu)選在45° 士20°的范圍內(nèi)、尤其是為大約45°。這里所述夾角是指平面夾角，其大小按照通常平面夾角的確定方法確定。此外，盡管優(yōu)選斜面是平狀面，但是本發(fā)明無欲排除那些大致平狀的弧形或彎曲面，而其夾角由斜面在連接處 (刀口頂緣)的各自的切面限定。本發(fā)明優(yōu)選刀口在其整個延伸尺寸上具有均一的夾角，但也可以具有變化且優(yōu)選落入上述數(shù)值范圍內(nèi)的夾角。根據(jù)一個特別優(yōu)選的實施例，所述第一側(cè)部上成形有第一側(cè)刀口，所述第二側(cè)部上成形有第二側(cè)刀口。更優(yōu)選地，所述底部刀口在整個底部上成形，并且所述底部刀口在其端部與所述第一側(cè)刀口或第二側(cè)刀口相連、或者在相應(yīng)端部分別與第一側(cè)刀口和第二側(cè)刀口都相連。優(yōu)選地，所述第一側(cè)部與底部的夾角在45° -135°的范圍內(nèi)。第二側(cè)部與底部的夾角也優(yōu)選在45° -135°的范圍內(nèi)。更優(yōu)選地，兩個側(cè)部與底部大致垂直，即凹口大體上呈現(xiàn)“U”形。但可以想到的是，凹口也可以呈現(xiàn)上小下大的燕尾形以及上大下小的梯形。 而且，盡管優(yōu)選凹口的底部是平直的且與頂面平行，但其也可以是弧形或彎曲的，和/或不與頂面平行。例如，凹口可以是U形凹口，在U形凹口中，兩邊的大體豎直部分視作側(cè)部，而下部的彎曲部分視作底部。而且，本領(lǐng)域技術(shù)人員在本發(fā)明的教導(dǎo)下可以想到底部可以包括多個底部段，這些底部段可以是相互傾斜的。此外，盡管是非優(yōu)選的，但本發(fā)明的凹口還意欲延及V形凹口。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述凹口的深度與所述混凝土開裂誘導(dǎo)器的高度之比在10%至 80%、優(yōu)選在15% -60%、特別優(yōu)選地在20% -40%的范圍內(nèi)。在此需要說明，在本文中提及的凹口的“深度”是指凹口凹入到主體中最深位置(即底部的最低點)到側(cè)面與頂面相交的位置之間的豎向尺寸。根據(jù)本發(fā)明設(shè)置的凹口不應(yīng)設(shè)置得太淺，否則誘導(dǎo)開裂的側(cè)刀口作用不明顯且誘導(dǎo)開裂所確定的位置精確度會降低；但也不應(yīng)設(shè)置得過深，否則刀口所誘導(dǎo)的開裂需要很長的時間才能延伸到混凝土表面，這會延長初裂時間。根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，所述混凝土開裂誘導(dǎo)器具有600士200mm的長度、 100士50mm的高度和50士25mm的寬度，所述凹口具有200士 IOOmm的長度和22士 Ilmm的深度。所述混凝土開裂誘導(dǎo)器可以是實心或空心構(gòu)件，且其優(yōu)選由不銹鋼、鋁合金、銅或它們的組合制成。根據(jù)另一方案，提供一種混凝土開裂誘導(dǎo)裝置，其包括容器；和根據(jù)本發(fā)明所述的至少一個混凝土開裂誘導(dǎo)器，其中所述至少一個混凝土開裂誘導(dǎo)器以凹口朝上地放置于所述容器中。優(yōu)選地，所述至少一個混凝土開裂誘導(dǎo)器包括間隔布置的多個所述混凝土開裂誘導(dǎo)器。該多個混凝土開裂誘導(dǎo)器還可以在側(cè)面(寬度方向)與容器(框架)間隔開。正如以上所述，這種間隔布置有利于進(jìn)一步促成快速開裂和開裂位置的集中。優(yōu)選，這些混凝土開裂誘導(dǎo)器大體平行布置。優(yōu)選地，所述容器由可拆卸連接的底板和側(cè)模構(gòu)成。根據(jù)再一種方案，提供一種混凝土開裂誘導(dǎo)方法，其包括如下步驟提供容器；提供根據(jù)本發(fā)明所述的多個混凝土開裂誘導(dǎo)器；將所述多個混凝土開裂誘導(dǎo)裝置以凹口朝上且彼此間隔布置的方式放置在所述容器中；在所述容器中澆筑水泥，其中所澆筑的水泥的高度高于所述凹口的底部且不高于所述頂面。優(yōu)選地，所澆筑的混凝土與所述多個混凝土開裂誘導(dǎo)器的頂面平齊。根據(jù)進(jìn)一步優(yōu)選的實施例，該混凝土開裂誘導(dǎo)方法還可用于對一批具有相同或不同骨料粒徑(平均粒徑)的混凝土進(jìn)行開裂誘導(dǎo)性能的評價。該性能評價例如是基于在相同的容器和開裂誘導(dǎo)器配置下的該批混凝土的各種參數(shù)，例如但不限于初裂時間、規(guī)定時間內(nèi)的裂縫長度和/或?qū)挾纫约翱偯娣e、裂紋條數(shù)以及單位開裂面積。


以下，結(jié)合附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的實施例，其中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的具有多個平行間隔布置的混凝土開裂誘導(dǎo)器的混凝土開裂誘導(dǎo)裝置；圖加示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的混凝土開裂誘導(dǎo)器的俯視圖；圖2b示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的混凝土開裂誘導(dǎo)器的在具有底部刀口部位的截面圖，其中示出了底部刀口的刀口角；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的混凝土開裂誘導(dǎo)器的立體圖；圖4示出了現(xiàn)有技術(shù)的一種混凝土開裂誘導(dǎo)器的立體圖。
具體實施例方式附圖1-3示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員將可以理解這些附圖 (包括圖4)示出是用于本發(fā)明實施例以及的說明和解釋，而不應(yīng)構(gòu)成限制。并且這些附圖并未按比例繪制，故而關(guān)于尺寸的限定是基于說明書或權(quán)利要求書所寫明的尺寸范圍，而不以附圖所量尺寸為準(zhǔn)。在本發(fā)明中“早期”的定義為本領(lǐng)域技術(shù)人員已知，通常指早期指混凝土從澆筑開始后的大約M小時。根據(jù)本發(fā)明的開裂誘導(dǎo)總體是在混凝土凝固初期實現(xiàn)的。在本發(fā)明中的術(shù)語“高度”具有本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的含義，且尤其是指容器 (框架)直立在平面上或者混凝土開裂誘導(dǎo)器直立在框架的平底板上的豎向尺寸大小。而 “長度”和“寬度”則指位于大致垂直于高度方向的平面上的兩個相互垂直的維度，具體地針對大體呈板型的開裂誘導(dǎo)器，長度通常指其較長的延伸尺寸、寬度通常指其較短的延伸尺寸。在此，需要說明，本發(fā)明中所指的“貫穿該板狀主體的寬度”的凹口優(yōu)選是包括那些在開裂誘導(dǎo)器的主體的較短延伸尺寸貫穿該主體的那些凹口，但不排除在該主體的較長或大致相等的延伸尺寸貫穿主體的凹口?，F(xiàn)參考圖1，其中示出了矩形的澆筑容器2 (澆筑框架)，其是由可拆卸拼裝的底板和側(cè)模構(gòu)成，這在本領(lǐng)域中是已知的，在此不作詳述。在該澆筑容器中平行安置有多個根據(jù)本發(fā)明的混凝土開裂誘導(dǎo)器10，且它們之間具有間隔4。優(yōu)選地，它們在側(cè)面和側(cè)模之間也具有間隔，但是它們的縱向端接觸另兩塊側(cè)模。盡管附圖示出了如此所述的配置，但可以想到混凝土開裂誘導(dǎo)器10可以以其他可以想到的方式安置(或者固定)在容器(具體而言是底板)上，但是這些混凝土開裂誘導(dǎo)器10的凹口要朝上開口，且優(yōu)選彼此之間間隔。現(xiàn)參考圖2a、2b和3，示出了根據(jù)本發(fā)明的混凝土開裂誘導(dǎo)器10。該混凝土開裂誘導(dǎo)器10具有限定出頂面19的板狀主體。且該開裂誘導(dǎo)器10包括從其頂面凹入成形的凹口 12。凹口 12包括底部、第一和第二側(cè)部。在整個底部成形有底部刀口 14、在整個第一側(cè)部成形有第一側(cè)刀口 16、在整個第二側(cè)部成形有第二側(cè)刀口 18。在所述底部刀口 14的兩端分別與第一和第二側(cè)刀口 16、18的端部相連，且第一和第二側(cè)刀口的另一端均終止于頂面19?？梢韵氲竭@些刀口也可以相應(yīng)的底部或側(cè)部上部分成型。如圖加和圖3所示，第一側(cè)部和第二側(cè)部均與底部大致垂直，即凹口大體上呈現(xiàn)“U”形。但也可以想到它們之間是不垂直的，例如所述第一側(cè)部與底部的夾角在 45° -135°的范圍內(nèi)，且第二側(cè)部與底部的夾角在45° -135°的范圍內(nèi)。例如，凹口可以呈現(xiàn)上小下大的燕尾形以及上大下小的梯形。具體地參考圖2，該底部刀口 14、第一側(cè)刀口 16和第二側(cè)刀口 18均由彼此連接并在連接處形成刀口頂緣的一對斜面構(gòu)成，且所述該對斜面限定出它們之間的夾角為刀口角，其中分別稱為第一側(cè)刀口角α、第二側(cè)刀口角β和底部刀口角Y。這些刀口角如圖所示大小相同且為大約45°。但可以想到這些刀口角可以落入在15° -165°的范圍內(nèi)、優(yōu)選地在20-135°的范圍內(nèi)、更優(yōu)選地在45° 士20°的范圍內(nèi)，且它們的大小也可以不相同。在所示的實施例中，該混凝土開裂誘導(dǎo)裝置具有大約SOOmmX大約600mmX大約 IOOmm的長寬高，而混凝土開裂誘導(dǎo)器具有大約600mm的長度、大約IOOmm的高度和大約 50mm的寬度。在所示實施例中，混凝土開裂誘導(dǎo)器以其長度方向與開裂誘導(dǎo)裝置的寬度方向平行的方式間隔布置，但也可以想到其它的防治方法。在所示實施例中凹口沿混凝土開裂誘導(dǎo)器的長度方向大體居中放置，并且具有大約200mm的長度和大約22mm的深度。盡管描述了這些具體的尺寸，但是根據(jù)需要還可以想到其它適用的尺寸。尤其是凹口的深度與誘導(dǎo)器的高度之比可以在10%至80%、優(yōu)選在15% -60%、更優(yōu)選在20% -40%的范圍內(nèi)。通過本發(fā)明的開裂誘導(dǎo)器/裝置，本發(fā)明還提供一種混凝土開裂誘導(dǎo)方法，其包括如下步驟例如將底板和側(cè)模拼裝來提供澆筑容器；將根據(jù)本發(fā)明所述的多個混凝土開裂誘導(dǎo)器以間隔布置的方式放置在所述容器中；在所述容器中澆筑水泥，其中所澆筑的水泥的高度高于所述凹口的底部(例如澆筑高度比凹口底部高出了凹口深度的至少20%、至少40%、至少60% )且不高于所述頂面。優(yōu)選的是，澆筑的水泥可以與所述頂面平齊。通過這種設(shè)定可以具有上述所提到的優(yōu)勢。根據(jù)進(jìn)一步優(yōu)選的實施例，該混凝土開裂誘導(dǎo)方法還可用于對一批具有相同或不同骨料粒徑(平均粒徑)的混凝土進(jìn)行開裂誘導(dǎo)性能的評價。該性能評價例如是基于在相同的容器和開裂誘導(dǎo)器配置下的該批混凝土的各種參數(shù)，例如但不限于初裂時間、規(guī)定時間內(nèi)的裂縫長度和/或?qū)挾纫约翱偯娣e、裂紋條數(shù)以及單位開裂面積。
為此，本發(fā)明提供一個示例性示例，來體現(xiàn)本發(fā)明比現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)。示例1，其中選用表1的混凝土配方，采用本發(fā)明的如圖1所示的混凝土開裂誘導(dǎo)裝置的配置作為實例1以及采用圖4所示的開裂誘導(dǎo)器且其余類似于圖1所示的配置作為對比例1得到表2的開裂參數(shù)的數(shù)據(jù)對比。其中表1的混凝土是通過將干物料一起投入混凝土攪拌機攪拌60秒，再加入攪拌用水，繼續(xù)攪拌120秒后制得，并制得的混凝土分別倒入實例1和對比例1的配置中，且混凝土表面在實例1中與開裂誘導(dǎo)器10的頂面平齊，而對比例1為沒過(蓋過)開裂誘導(dǎo)器 20。而且它們都按照國標(biāo)GB/T 50082-2009標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。表1混凝土配比
權(quán)利要求
1.一種混凝土開裂誘導(dǎo)器，其特征是，其包括限定出頂面的板狀主體；和從該主體的頂面凹入成形且貫穿該板狀主體的寬度的凹口，所述凹口包括至少部分地成形有底部刀口的底部和從該底部的兩端分別向上延伸到該頂面的第一側(cè)部和第二側(cè)部， 所述第一側(cè)部和第二側(cè)部中的至少一個成形有側(cè)刀口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土開裂誘導(dǎo)器，其特征是，所述底部刀口和所述側(cè)部刀口分別由彼此連接并在連接處形成刀口頂緣的相應(yīng)的成對斜面構(gòu)成，且所述成對斜面限定它們之間的夾角為刀口角，所述刀口角在15° -165°的范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的混凝土開裂誘導(dǎo)器，其特征是，所述第一側(cè)部上成形有第一側(cè)刀口，所述第二側(cè)部上成形有第二側(cè)刀口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的混凝土開裂誘導(dǎo)器，其特征是，所述底部刀口在整個底部上成形且與所述第一側(cè)刀口和/或第二側(cè)刀口相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的混凝土開裂誘導(dǎo)器，其特征是，所述第一側(cè)部與底部的夾角以及第二側(cè)部與底部的夾角在45° -135°的范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的混凝土開裂誘導(dǎo)器，其特征是，所述凹口的深度與所述混凝土開裂誘導(dǎo)器的高度之比在10%至80%的范圍內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的混凝土開裂誘導(dǎo)器，其特征是，所述混凝土開裂誘導(dǎo)器具有600 士 200mm的長度、100 士 50mm的高度和50 士 25mm的寬度，所述凹口具有200 士 IOOmm 的長度和22 士 Ilmm的深度。
8.—種混凝土開裂誘導(dǎo)裝置，其特征是，包括容器；和根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項所述的至少一個混凝土開裂誘導(dǎo)器，其中所述至少一個混凝土開裂誘導(dǎo)器以凹口朝上地放置于所述容器中。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的混凝土開裂誘導(dǎo)裝置，其特征是，所述至少一個混凝土開裂誘導(dǎo)器包括間隔布置的多個所述混凝土開裂誘導(dǎo)器。
10.一種混凝土開裂誘導(dǎo)方法，其特征是，包括如下步驟提供容器；提供根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項所述的多個混凝土開裂誘導(dǎo)器；將所述多個混凝土開裂誘導(dǎo)裝置以凹口朝上且彼此間隔布置的方式放置在所述容器中；在所述容器中澆筑水泥，其中所澆筑的水泥的高度高于所述凹口的底部且不高于所述頂面。
全文摘要
本發(fā)明提供一種混凝土開裂誘導(dǎo)器，其特征是，其包括限定出頂面的板狀主體；和從該主體的頂面凹入成形且貫穿該板狀主體的寬度的凹口，所述凹口包括至少部分地成形有底部刀口的底部和從該底部的兩端分別向上延伸到該頂面的第一側(cè)部和第二側(cè)部，所述第一側(cè)部和第二側(cè)部中的至少一個成形有側(cè)刀口。
文檔編號G01N33/38GK102426228SQ20111033777
公開日2012年4月25日 申請日期2011年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月31日
發(fā)明者劉子科, 吳韶亮, 李洪剛, 李海燕, 王濤, 賈恒瓊, 邵丕彥, 魏曌 申請人:中國鐵道科學(xué)研究院金屬及化學(xué)研究所