路面用水泥混凝土膨脹系數(shù)測試裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種路面用水泥混凝土膨脹系數(shù)測試裝置，包括：能放置測試支架和水泥混凝土試件的水槽；埋置于水泥混凝土試件中，且能測試水泥混凝土試件表面以內(nèi)溫度和水槽中水溫的溫度檢測器；固定于測試支架上端且與所要測試水泥混凝土試件上端面相連的線性差動(dòng)位移傳感器；分別與溫度傳感器和線性差動(dòng)位移傳感器相連的數(shù)據(jù)采集儀。本實(shí)用新型能快速測定制備試件和路面現(xiàn)場取芯試件的熱膨脹系數(shù)，從而為路面設(shè)計(jì)、性能判斷和壽命預(yù)測提供計(jì)算和分析依據(jù)。
【專利說明】路面用水泥混凝土膨脹系數(shù)測試裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種路面用水泥混凝土膨脹系數(shù)測試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]水泥混凝土骨料是道路路面主要的組成材料，其膨脹性能因巖石礦物的成分不同而各不相同。對(duì)每一種巖石，其熱膨脹范圍依賴于化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)和多孔性。國內(nèi)外研究表明，石英的熱膨脹系數(shù)是常見礦物中最高的，為12X10-6/°C。石英含量高的巖石的熱膨脹系數(shù)與石英相似；不含石英的巖石(石灰石、大理石)的系數(shù)大約是5X10-6/°C。
[0003]因?yàn)楣橇鲜腔炷恋闹饕M分，骨料的性能很大程度上決定著混凝土的性能。混凝土在溫度升高和降低的條件下所產(chǎn)生的膨脹和收縮量主要由集料的熱膨脹性能決定，對(duì)水泥混凝土路面的早期和長期使用性能產(chǎn)生巨大的影響，是水泥混凝土路面設(shè)計(jì)的重要參數(shù)。因普通的測試混凝土熱膨脹系數(shù)設(shè)備復(fù)雜，我國現(xiàn)行《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTCD40-2002)和《城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范》(CTT37-90)在進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，均建議采用I X 10-5/°C，忽視了因骨料的不同而造成的混凝土熱膨脹系數(shù)的差異。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種路面用水泥混凝土膨脹系數(shù)測試裝置。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案:
[0006]一種路面用水泥混凝土膨脹系數(shù)測試裝置，包括:
[0007]能放置測試支架和水泥混凝土試件的水槽；
[0008]埋置于水泥混凝土試件中，且能測試水泥混凝土試件表面以內(nèi)溫度和水槽中水溫的溫度檢測器；
[0009]固定于測試支架上端且與所要測試水泥混凝土試件上端面相連的線性差動(dòng)位移傳感器；
[0010]分別與溫度傳感器和線性差動(dòng)位移傳感器相連的數(shù)據(jù)采集儀。
[0011]所述水槽中盛裝溫度范圍為10°C?50°C的水，并且水面能高出測試支架20mm以上。
[0012]所述測試支架包括用于支撐豎直撐桿的底座，豎直撐桿上設(shè)有能沿其上下移動(dòng)的橫桿，線性差動(dòng)位移傳感器的一頭通過螺栓固定在橫桿中部。
[0013]所述底座為直徑為250mm的圓形結(jié)構(gòu)。
[0014]所述底座上安裝有三個(gè)半球形支撐墊，三個(gè)半球形支撐墊通過等距排列形成直徑為50mm的圓形支撐結(jié)構(gòu)。
[0015]本實(shí)用新型中，具體設(shè)備包括以下:
[0016]1.水槽。能放置測試支架和水泥混凝土試件，盛裝溫度范圍為10°C?50°C的水，并且水面能高出測試支架以上20mm。[0017]2.溫度檢測器。溫度檢測器埋置于混凝土試件中檢測，能測試件表面以內(nèi)20mm范圍內(nèi)混凝土的溫度，水槽內(nèi)的水溫也通過溫度檢測器測得，檢測器刻度精度需達(dá)到0.01°C。
[0018]3.測試支架。測試支架材料需抗銹蝕，其中，豎直撐桿由低膨脹合金做成，其他組件由不銹鋼制成。線性差動(dòng)位移傳感器(LVDT)的一頭通過螺栓固定在鋼架上，橫桿支撐在豎直撐桿上，并可以上下調(diào)節(jié)，刻度范圍大于測量要求，最小測量精度為0.00025mm。底座為直徑為250mm的圓形結(jié)構(gòu)。底座上安裝有3個(gè)半球形支撐墊，通過等距排列形成直徑為50mm的圓形支撐。
[0019]本實(shí)用新型中試件要求如下:
[0020]1.本實(shí)用新型的測試裝置可以測量直徑為100_的新制試件取芯試件的熱膨脹系數(shù)。
[0021]2.試件長度為200±2mm，兩端平行且打磨光滑，與軸心垂直。
[0022]本實(shí)用新型的有益效果:
[0023]能快速測定制備試件和路面現(xiàn)場取芯試件的熱膨脹系數(shù)，從而為路面設(shè)計(jì)、性能判斷和壽命預(yù)測提供計(jì)算和分析依據(jù)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1是測試支架和試件組合的平面圖；
[0025]圖2是底座的平面圖；
[0026]圖3是測試支架和試件組合的立面圖；
[0027]其中，1.線性差動(dòng)位移傳感器(LVDT)，2.橫桿，3.豎直撐桿，4.底座，5.試件，6.支撐墊，7.螺栓，8.數(shù)據(jù)采集儀。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0029]如圖1-圖3所示，一種路面用水泥混凝土膨脹系數(shù)測試裝置，包括:
[0030]能放置測試支架和水泥混凝土試件5的水槽；水槽中盛裝溫度范圍為10°C?50°C的水，并且水面能高出測試支架20mm以上。埋置于水泥混凝土試件5中，且能測試水泥混凝土試5件表面以內(nèi)溫度和水槽中水溫的溫度檢測器；固定于測試支架上端且與所要測試水泥混凝土試件5上端面相連的線性差動(dòng)位移傳感器I ;分別與溫度傳感器和線性差動(dòng)位移傳感器I相連的數(shù)據(jù)采集儀8。
[0031]測試支架包括用于支撐豎直撐桿3的底座4，豎直撐桿3上設(shè)有能沿其上下移動(dòng)的橫桿2，線性差動(dòng)位移傳感器I的一頭通過螺栓7固定在橫桿2中部。底座4為直徑為250mm的圓形結(jié)構(gòu)。底座4上安裝有三個(gè)半球形支撐墊6,三個(gè)半球形支撐墊6通過等距排列形成直徑為50mm的圓形支撐結(jié)構(gòu)。
[0032]一種路面用水泥混凝土膨脹系數(shù)測試裝置的測試方法，包括以下步驟:
[0033]I)澆筑試件5，把待測試的試件5置于石灰水浸泡至少48小時(shí)；石灰水溫度為
18-220C，當(dāng)24小時(shí)間隔的試件的面干質(zhì)量差小于0.5%時(shí)，說明水泥水化達(dá)到穩(wěn)定，擦干試件5表面水分；
[0034]2)把裝有線性差動(dòng)位移傳感器I的測試支架置于水槽中；[0035]3)在室溫下測量擦干水分的試件5的初始長度L，精確值0.1mm ；
[0036]4)把試件5裝到水槽內(nèi)的測試支架上，試件5底部置于支撐墊6上，上端與線性差動(dòng)位移傳感器I相連；
[0037]5)啟動(dòng)數(shù)據(jù)采集儀8，開始度數(shù)，讀數(shù)時(shí)間間隔為I分鐘；
[0038]6 )把水槽內(nèi)的水降至9-11 °C，并保持I小時(shí)；
[0039]7 )在2小時(shí)10分鐘內(nèi)把水溫升至49-51V，并保持I小時(shí)；
[0040]8)在2小時(shí)10分鐘內(nèi)把水溫降至9_11°C，并保持I小時(shí)；
[0041]9)循環(huán)步驟7)和步驟8)過程至完成3次試驗(yàn)過程；
[0042]10)試驗(yàn)對(duì)象換成標(biāo)準(zhǔn)棒，重復(fù)步驟I)至步驟9)；
[0043]11)根據(jù)所測試件長度和溫度數(shù)據(jù)繪制長度和溫度關(guān)系圖，找出長度增長和降低
M
的區(qū)段，計(jì)算斜率:CT￡ = t + C,，其中，CTE為混凝土熱膨脹系數(shù);M為圖中斜線的斜率，單
位為mm/°C ；L為試件的長度,單位為mm, Cf為測試支架的校正系數(shù),單位為1/°C。 [0044]12)根據(jù)所測試標(biāo)準(zhǔn)棒長度和溫度數(shù)據(jù)繪制長度和溫度關(guān)系圖，找出長度增長和
Mf
降低的區(qū)段，計(jì)算斜率C, =T,其中，CfS測試支架的校正系數(shù)，單位為1/°C ;Mf為圖

Lf
中斜線的斜率，單位為mm/°C ；Lf為標(biāo)準(zhǔn)棒的長度,單位為mm。
[0045]標(biāo)準(zhǔn)棒由304不銹鋼或者其他種類的已知熱膨脹系數(shù)的不銹鋼材料制成，起對(duì)測試支架的溫度變形的修正作用。長度為200mm，直徑為100mm。
[0046]上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實(shí)用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種路面用水泥混凝土膨脹系數(shù)測試裝置，其特征是，包括: 能放置測試支架和水泥混凝土試件的水槽； 埋置于水泥混凝土試件中，且能測試水泥混凝土試件表面以內(nèi)溫度和水槽中水溫的溫度檢測器； 固定于測試支架上端且與所要測試水泥混凝土試件上端面相連的線性差動(dòng)位移傳感器； 分別與溫度傳感器和線性差動(dòng)位移傳感器相連的數(shù)據(jù)采集儀。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是，所述水槽中盛裝溫度范圍為10°C?50°C的水，并且水面能高出測試支架20mm以上。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是，所述測試支架包括用于支撐豎直撐桿的底座，豎直撐桿上設(shè)有能沿其上下移動(dòng)的橫桿，線性差動(dòng)位移傳感器的一頭通過螺栓固定在橫桿中部。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征是，所述底座為直徑為250_的圓形結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求3或4所述的裝置，其特征是，所述底座上安裝有三個(gè)半球形支撐墊，三個(gè)半球形支撐墊通過等距排列形成直徑為50mm的圓形支撐結(jié)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】G01N25/16GK203551488SQ201320705961
【公開日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月8日
【發(fā)明者】陳達(dá)豪, 孫仁娟, 葛智, 周志東, 郝庚任, 滕顯飛, 孫尚渠 申請(qǐng)人:山東大學(xué)