发明名称 一种测定混凝土早龄期动弹性模量随时间变化的方法
摘要 本发明公开了一种测定混凝土早龄期动弹性模量随时间变化的的装置及方法,装置包括激励工具及测试部分、振动响应测试部分、信号记录部分以及信号处理部分,激励工具及测试部分包括一PVC板和一可作用在PVC板上的力锤,在力锤的前端设置有橡胶锤头,在橡胶锤头上设置有荷载传感器,振动响应测试部分为一加速度传感器,该加速度传感器设置在PVC板上;信号记录部分为动态信号测试与分析系统,信号处理部分为计算机。本发明装置结构简单,拆卸方便,所需材料及仪器少,属于无损检测,试验可以重复连续进行,不仅适用于科研,而且适用于施工现场对早龄期混凝土动弹性模量的测定。
申请公布号 CN102636565B 申请公布日期 2014.03.26
申请号 CN201110375792.7 申请日期 2011.11.23
申请人 河海大学 发明人 沈德建;张今阳;袁娇娇;段小芳;陆培娟
分类号 G01N29/04(2006.01)I 主分类号 G01N29/04(2006.01)I
代理机构 南京经纬专利商标代理有限公司 32200 代理人 张惠忠
主权项 1.一种测定混凝土早龄期动弹性模量随时间变化的方法,采用的测试装置包括激励工具及测试部分、振动响应测试部分、信号记录部分以及信号处理部分,所述的激励工具及测试部分包括一PVC板(4)和一可作用在PVC板上的力锤(1),在所述的力锤(1)的前端设置有橡胶锤头(2),在橡胶锤头(2)上设置有荷载传感器(3),所述的振动响应测试部分为一加速度传感器(5),该加速度传感器(5)设置在所述的PVC板(4)上;所述的信号记录部分为动态信号测试与分析系统(6),所述的信号处理部分为计算机(7),所述的加速度传感器(5)和荷载传感器(3)连接至该动态信号测试与分析系统(6)的信号输入端,该动态信号测试与分析系统(6)的信号输出端连接至计算机(7),其特征在于:步骤如下:第一步:自制试模(9),具体如下:将一定直径的圆柱体PVC管截成所要求的长度,将这些圆管对称割开;然后将两个半圆管对齐,外面缠上宽的透明胶带(11);最后在圆管外表面缠上铁丝(12);第二步:首先测出试模的质量M<sub>1</sub>;第三步:测量圆柱体混凝土试件(8)搅拌1h后的动弹性模量,具体如下:(1)在试模内表面涂一薄层矿物油或其他不与混凝土发生反应的脱模剂,将圆柱体混凝土试件(8)底部安放在聚四氟乙烯板(13)上,混凝土拌合物应分两层装入模内,每层的装料厚度大致相等,浇注时以试模的纵轴为对称轴,呈对称方式装入混凝土拌合物,浇注完一层后用捣棒摊平上表面,插捣应按螺旋方法从边缘向中心均匀进行,在插捣底层混凝土时,捣棒应达到试模底部;插捣上层时,捣棒应贯穿上层后插入下层20~30mm;插到时捣棒应保持垂直,不得倾斜,然后应用抹刀沿试模内壁插拔数次,每层插捣次数25次,当所确定的插捣次数有可能使混凝土拌合物产生离析现象时,可酌情减少插捣次数至拌合物不产生离析的程度;振实后,然后将圆柱体混凝土试件(8)上端面研磨整平;(2)圆柱体混凝土试件(8)搅拌后大约1h,进行测量,在圆柱体混凝土试件(8)上表面放置PVC板(4),PVC板(4)和圆柱体混凝土试件(8)之间均匀的涂上一层医用白凡士林(15),保证PVC板(4)和圆柱体混凝土试件(8)上表面之间无间隙,加速度传感器(5)通过橡皮泥(16)固定在PVC板(4)上,将力锤(1)头部中的荷载传感器(3)、加速度传感器(5)与动态信号测试与分析系统(6)连接,将动态信号测试与分析系统(6)与普通计算机(7)连接;(3)力锤(1)敲击圆柱体混凝土试件(8)上表面的PVC板(4)使圆柱体混凝土试件(8)发生振动,PVC板(4)上的加速度传感器(5)接收振动响应信号,动态信号测试与分析系统(6)采集加速度传感器(5)产生的加速度信号和力锤(1)头部中的荷载传感器(3)产生的荷载信号,并通过傅里叶转换功能,得到圆柱体混凝土试件(8)不同龄期的固有频率值f<sub>L</sub>(t),同时测出圆柱体混凝土试件(8)和试模(9)的总质量M<sub>2</sub>(t),则圆柱体混凝土试件(8)的质量为M(t)=M<sub>2</sub>(t)-M<sub>1</sub>,由此得到圆柱体混凝土试件(8)的密度<img file="FDA0000385023800000021.GIF" wi="272" he="134" />其中A<sub>s</sub>为圆柱体混凝土试件(8)截面面积,L为圆柱体混凝土试件(8)的高度,测出圆柱体混凝土试件(8)新拌1h后不同时刻的频率f<sub>L</sub>(t)和所对应的密度ρ(t);第四步:该装置还可测圆柱体混凝土试件(8)硬化后的动弹性模量,圆柱体混凝土试件(8)搅拌1d后,拆掉试模(9),将圆柱体混凝土试件(8)安放在海绵垫(13)上,重复第三步,测出圆柱体混凝土试件(8)硬化后不同时期的频率f<sub>L</sub>(t)和所对应的密度ρ(t);第五步:根据不同时期的频率f<sub>L</sub>(t)和所对应的密度ρ(t),计算出圆柱体混凝土试件(8)的动弹性模量为E<sub>d</sub>(t)=ρ(t)(2f<sub>L</sub>(t)L)<sup>2</sup>。
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