大體積混凝土細觀破裂試驗系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種大體積混凝土細觀破裂試驗系統(tǒng)，屬于水利水電工程技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]混凝土裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)由于內(nèi)外因素的作用而產(chǎn)生的物理結(jié)構(gòu)變化，混凝土開裂的研究對于水利水電工程、土木建筑工程等技術(shù)領(lǐng)域有著重要的實際意義。目前，研究混凝土開裂的主要試驗方法是約束試驗法，其主要分為圓環(huán)法、平板法和軸向約束試驗法。
[0003]圓環(huán)法存在的問題是:得到的試驗數(shù)據(jù)離散性較為嚴重，且僅限于應變值，對于力學性能無法定量分析;溫度和約束歷程單一不可控，無法模擬實際工程中的約束程度和溫度發(fā)展歷程;受尺寸限制而無法對大骨料的混凝土進行試驗。
[0004]平板法存在的問題是:無法對混凝土性能參數(shù)進行定量測定，無法評價混凝土受溫度變化引起的應力，不適用于評價大體積混凝土的抗裂性。
[0005]軸向約束試驗法是利用溫度應力試驗機實現(xiàn)混凝土早期開裂性能的測試，現(xiàn)有的溫度應力試驗機在試驗過程中是以出現(xiàn)混凝土的宏觀裂縫為測試結(jié)果，一般混凝土裂縫的擴展從細觀裂縫開始，進而擴展為宏觀裂縫，故常規(guī)的試驗方法不能夠反應細觀裂縫。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于上述原因，本發(fā)明的目的在于提供一種大體積混凝土細觀破裂試驗系統(tǒng)，其以出現(xiàn)混凝土的微觀裂縫為試驗結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)混凝土細觀裂縫的精確測量，從而從早期就開始采取措施，預防宏觀裂縫的發(fā)生。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0008]—種大體積混凝土細觀破裂試驗系統(tǒng)，包括溫度應力試驗機，其包括用于容置混凝土試件的機箱、機箱上的加熱冷卻系統(tǒng)、位移傳感器、測力傳感器、步進電機、用于控制步進電機動作的控制器、用于對采集的信號進行放大處理的信號放大器、埋設于混凝土試件中的溫度傳感器，用于根據(jù)各傳感器采集的數(shù)據(jù)控制步進電機動作、并對各傳感器采集的數(shù)據(jù)進行處理得到溫度應力試驗參數(shù)的服務器，還包括聲發(fā)射檢測裝置，
[0009]該聲發(fā)射檢測裝置包括埋設于所述混凝土試件中的聲發(fā)射傳感器、信號處理單元，該聲發(fā)射傳感器通過該信號處理單元與所述服務器的數(shù)據(jù)輸入端相連接;該聲發(fā)射傳感器采集的混凝土細觀破裂信號經(jīng)該信號處理單元進行放大處理后傳輸至所述服務器。
[0010]進一步的，
[0011]所述服務器根據(jù)各傳感器采集的數(shù)據(jù)，處理得到混凝土微觀開裂下的溫度應力試驗參數(shù)。
[0012]所述混凝土試件包括約束試件，所述溫度傳感器、聲發(fā)射傳感器埋設于該約束試件中，該溫度傳感器通過一數(shù)據(jù)采集單元與所述服務器的數(shù)據(jù)輸入端相連接，該聲發(fā)射傳感器通過該數(shù)據(jù)采集單元、所述信號處理單元與所述服務器的數(shù)據(jù)輸入端相連接。
[0013]所述混凝土試件包括自由試件，所述溫度傳感器、聲發(fā)射傳感器埋設于該自由試件中，該溫度傳感器通過一數(shù)據(jù)采集單元與所述服務器的數(shù)據(jù)輸入端相連接，該聲發(fā)射傳感器通過該數(shù)據(jù)采集單元、所述信號處理單元與所述服務器的數(shù)據(jù)輸入端相連接。
[0014]所述約束試件的一端固定于所述機箱的機架上，另一端通過活動夾、所述位移傳感器、測力傳感器與步進電機相連接，所述服務器的控制端通過所述控制器與步進電機相連接，該位移傳感器通過所述信號放大器與所述服務器的數(shù)據(jù)輸入端相連接。
[0015]所述自由試件的一端固定于所述機箱的機架上，另一端通過活動夾、所述位移傳感器、信號放大器與所述服務器的數(shù)據(jù)輸入端相連接。
[0016]本發(fā)明的優(yōu)點是:
[0017]本發(fā)明的大體積混凝土細觀破裂試驗系統(tǒng)，結(jié)合溫度應力試驗機與聲發(fā)射檢測裝置，以出現(xiàn)混凝土的微觀裂縫為試驗結(jié)果，可精確測量混凝土發(fā)生細觀裂縫時刻的各項參數(shù)，為評價混凝土的抗裂性能提供精確的試驗數(shù)據(jù)。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)組成框圖。
[0019]圖2是本發(fā)明的服務器的功能模塊組成結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0021]圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)組成框圖。如圖所示，本發(fā)明公開的大體積混凝土細觀破裂試驗系統(tǒng)，包括溫度應力試驗機、聲發(fā)射檢測裝置，
[0022]溫度應力試驗機包括用于容置混凝土試件(約束試件I和自由試件2)的機箱13、機箱上的加熱冷卻系統(tǒng)3、位移傳感器4、測力傳感器5、步進電機6、用于控制步進電機動作的控制器8、用于對采集的信號進行放大處理的信號放大器7、服務器9;分別埋設有溫度傳感器10的約束試件(在約束條件下收縮)和自由試件(自由收縮)放置于機箱中，約束試件I及自由試件2的一端由固定夾固定于機箱的機架上，自由試件2的另一端通過活動夾、位移傳感器4、信號放大器7與服務器9的數(shù)據(jù)輸入端相連接，約束試件I的另一端通過活動夾、位移傳感器4、測力傳感器5與步進電機6相連接，測力傳感器5及用于測量約束試件的位移數(shù)據(jù)的位移傳感器4還通過信號放大器7與服務器9的數(shù)據(jù)輸入端相連接，服務器9的控制端通過控制器8控制步進電機6動作。
[0023]利用溫度應力試驗機進行試驗時，通過加熱冷卻系統(tǒng)3控制機箱內(nèi)的環(huán)境溫度，在環(huán)境溫度的變化過程中，混凝土試件發(fā)生熱脹冷縮，溫度傳感器10采集混凝土試件的溫度數(shù)據(jù)，位移傳感器4采集混凝土試件的位移數(shù)據(jù)，測力傳感器5采集約束試件I于軸向上的應力數(shù)據(jù)，各傳感器將采集的數(shù)據(jù)傳輸至服務器9，服務器9預設有約束試件的位移閾值，當約束試件的收縮或膨脹位移超過該位移閾值時，服務器9通過控制器8控制步進電機6工作將約束試件I拉伸或壓縮，使其保持原始長度，同時自由試件2隨溫度變化進行自由變形;隨著溫度的變化過程，服務器9得到混凝土試件隨溫度變化的位移和應力變化過程數(shù)據(jù)，直至混凝土試件發(fā)生開裂(宏觀上的開裂)，服務器9根據(jù)各傳感器采集的各項數(shù)據(jù)，得到混凝土宏觀開裂下的各項溫度應力試驗參數(shù)，包括第一零應力時間、第一零應力溫度、最大壓應力時間、最大壓應力溫度、最大壓應力、最大膨脹變形、最高溫度時間、最高溫度、第二零應力時間、第二零應力溫度、室溫應力時間、室溫應力等。
[0024]聲發(fā)射檢測裝置包括聲發(fā)射傳感器11、信號處理單元，聲發(fā)射傳感器11埋設于約束試件I和自由試件2中，聲發(fā)射傳感器11感測的混凝土細觀破裂信號(當混凝土內(nèi)部發(fā)生細觀裂縫時，聲發(fā)射傳感器感測到混凝土內(nèi)部發(fā)生微破裂的聲發(fā)射