本發明專利技術公開了一種水泥基材料早期彈性模量測量方法。本發明專利技術方法首先將拌和好的待測水泥基材料充滿并封裝于一等截面直空心管中；然后通過空心管的一端將該空心管水平固定，形成由待測水泥基材料與空心管組成的組合懸臂梁；通過設置于組合懸臂梁自由端的振動傳感器持續監測組合懸臂梁的自振頻率，最后根據自振頻率計算得到待測水泥基材料在齡期為t時的彈性模量。本發明專利技術還公開了一種水泥基材料早期彈性模量測量裝置，包括：等截面直空心管、固定裝置、振動測量裝置。本發明專利技術可以從水泥基材料入模后且不脫模地連續監測不同養護溫度下水泥基材料早期彈性模量隨齡期變化的過程，且結構簡單，成本低廉。
【技術實現步驟摘要】
本 專利技術涉及一種水泥基材料力學性能的測試方法，尤其涉及一種水泥基材料早期彈性模量測量方法及測量裝置。
技術介紹
混凝土結構的早期開裂所涉及的問題綜合而復雜，涵蓋了水泥基材料早期熱學、力學及變形性能的方方面面，礦物摻合料和外加劑應用也大大增加了其早期性能的復雜性。國內外研究者對混凝土早期宏觀性能進行了大量的試驗研究，試圖闡明混凝土早期開裂機理、早期性能變化規律和技術參數取值問題。其中早期彈性模量隨齡期的發展變化過程是研究人員關心的熱點問題之一，但是傳統的通過荷載變形關系求得彈性模量的方法，至少要在試件澆筑一天拆模后進行，因此通過傳統的方法難以測得水泥基材料更早期的彈性模量。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題在于克服現有技術的不足，提供一種水泥基材料早期彈性模量測量方法及測量裝置，可以實現在從入模到硬化的早期階段，無損地對水泥基材料的彈性模量隨齡期發展進行連續監測，從而為水泥基材料早期力學、變形性能研究及數值仿真分析提供準確的彈性模量參數。本專利技術具體采用以下技術方案解決上述技術問題一種水泥基材料早期彈性模量測量方法，首先將拌和好的待測水泥基材料充滿并封裝于一等截面直空心管中；然后通過空心管的一端將該空心管水平固定，形成由待測水泥基材料與空心管組成的組合懸臂梁；通過設置于組合懸臂梁自由端的振動傳感器持續監測組合懸臂梁的自振頻率；通過下式計算待測水泥基材料在齡期為t時的彈性模量04/(JJ) = ~T ndi式中，EJt)表示齡期為t時的待測水泥基材料的彈性模量；EaIa為空心管的剛度；Cli為空心管內徑；EI(t)表示齡期為t時組合懸臂梁的剛度，通過求解以下方程得到^:, _i_ vv ,n'- = 0EI (0其中，L為組合懸臂梁的長度；ω為組合懸臂梁圓頻率，ω=2 f，f為齡期為t時的組合懸臂梁的第一自振頻率，齡期t從水泥基材料澆充入空心管后算起陣,為\丨 mn單位長度組合懸臂梁的均布質量觀為所述設置在組合懸臂梁自由端的振動傳感器及封管塞體的集中質量。進一步地，該方法還包括通過調整所述空心管溫度測量待測水泥基材料在不同養護溫度下的早期彈性模量。從而實現對水泥基材料在不同養護溫度下的早期力學、變形性能研究及數值仿真分析提供準確的彈性模量參數。為了便于灌注拌和好的待測水泥基材料，所述空心管可以在一端或兩端設置可開合及封閉的蓋或塞；也可兩端開口，先用封管塞體封閉一端，再將空心管灌滿拌和好的待測水泥基材料后，利用封管塞體將另一開口端封閉。一種使用上述測量方法的水泥基材料早期彈性模量測量裝置，包括一等截面直空心管，用于灌注待測水泥基材料；固定裝置，用于通過空心管的一端將該空心管水平固定，形成由待測水泥基材料與空心管組成的組合懸臂梁；振動測量裝置，包括設置于所述組合懸臂梁自由端的振動傳感器，以及與振動傳感器連接的振動信號采集處理裝置。 優選地，所述測量裝置還包括用于調整所述空心管溫度的溫度控制裝置。優選地，所述空心管的截面為圓形或矩形。所述空心管的橫截面尺寸小于100mm，長度為600-1000_。所述空心管的材質為塑料或合金材料。相比現有技術，本專利技術具有以下有益效果一、本專利技術為無損試驗方法，測試齡期可以提前到初凝前。由于水泥基材料凝結前還未完全硬化，難以通過拆模進行加載試驗獲得彈性模量，本專利技術方法不需要拆模，因此可以從裝置安裝就位后即可以測試，而拌合物澆灌及裝置安裝整個過程可以在30分鐘內完成。二、本專利技術是一種主動接收信號的監測方法，不需要人為激勵，整個監測過程是自動且連續的，同時可以設定養護溫度，可以從裝置安裝完成后即可以連續監測不同養護溫度水泥基材料早期彈性模量隨齡期變化的過程。三、本專利技術裝置結構簡單，成本低廉，測量方法易于實施。附圖說明圖I為具體實施方式中本專利技術水泥基材料早期彈性模量測量裝置的結構示意圖；圖中，I為空心管，2為固定夾，3為振動傳感器，4為數據采集儀，5為計算機，6為工作臺，7為封管塞體，8為電源，9為功率調節開關；圖2為水灰比為O. 35、養護溫度為25. (TC的水泥凈漿彈性模量發展曲線。具體實施例方式下面結合附圖對本專利技術的技術方案進行詳細說明本專利技術的思路是將待測水泥基材料與空心管組成組合懸臂梁，通過設置于組合懸臂梁自由端的振動傳感器持續監測組合懸臂梁的自振頻率，然后根據組合懸臂梁的力學特性求得待測水泥基材料的早期彈性模量。計算公式的推導過程如下懸臂梁撓曲線近似微分方程如式(I)所示=(O ilY' hi (I.)式中，f(x，t)為懸臂梁的撓度，為關于梁長方向X和齡期t的函數;M(x，t)為懸臂梁在t時刻X截面的彎矩；EI (t)為組合懸臂梁剛度，是齡期t的函數。由式(I)可得權利要求1.一種水泥基材料早期彈性模量測量方法，其特征在于，首先將拌和好的待測水泥基材料充滿并封裝于一等截面直空心管中；然后通過空心管的一端將該空心管水平固定，形成由待測水泥基材料與空心管組成的組合懸臂梁；通過設置于組合懸臂梁自由端的振動傳感器持續監測組合懸臂梁的自振頻率；通過下式計算待測水泥基材料在齡期為 時的彈性模量:2.如權利要求I所述水泥基材料早期彈性模量測量方法，其特征在于，該方法還包括通過調整所述空心管溫度測量待測水泥基材料在不同養護溫度下的早期彈性模量。3.如權利要求I所述水泥基材料早期彈性模量測量方法，其特征在于，所述空心管的截面為圓形。4.如權利要求I所述水泥基材料早期彈性模量測量方法，其特征在于，所述組合懸臂梁的自振頻率通過對振動傳感器采集的振動信號進行時域和頻域變換得到。5.一種使用權利要求I所述測量方法的水泥基材料早期彈性模量測量裝置，其特征在于，包括 一等截面直空心管，用于灌注待測水泥基材料； 固定裝置，用于通過空心管的一端將該空心管水平固定，形成由待測水泥基材料與空心管組成的組合懸臂梁； 振動測量裝置，包括設置于所述組合懸臂梁自由端的振動傳感器，以及與振動傳感器連接的振動信號采集處理裝置。6.如權利要求5所述水泥基材料早期彈性模量測量裝置，其特征在于，還包括用于調整所述空心管溫度的溫度控制裝置。7.如權利要求5所述水泥基材料早期彈性模量測量裝置，其特征在于，所述空心管的截面為圓形。8.如權利要求5所述水泥基材料早期彈性模量測量裝置，其特征在于，所述空心管的橫截面尺寸小于IOOmm,長度為600-1000mm。9.如權利要求5所述水泥基材料早期彈性模量測量裝置，其特征在于，所述空心管的材質為塑料或合金材料。全文摘要本專利技術公開了一種水泥基材料早期彈性模量測量方法。本專利技術方法首先將拌和好的待測水泥基材料充滿并封裝于一等截面直空心管中；然后通過空心管的一端將該空心管水平固定，形成由待測水泥基材料與空心管組成的組合懸臂梁；通過設置于組合懸臂梁自由端的振動傳感器持續監測組合懸臂梁的自振頻率，最后根據自振頻率計算得到待測水泥基材料在齡期為t時的彈性模量。本專利技術還公開了一種水泥基材料早期彈性模量測量裝置，包括等截面直空心管、固定裝置、振動測量裝置。本專利技術可以從水泥基材料入模后且不脫模地連續監測不同養護溫度下水泥基材料早期彈性模量隨齡期變化的過程，且結構簡單，成本低廉。文檔編號G01N29/04GK102937625SQ201210446939公開日2013年2月20日 申本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種水泥基材料早期彈性模量測量方法，其特征在于，首先將拌和好的待測水泥基材料充滿并封裝于一等截面直空心管中；然后通過空心管的一端將該空心管水平固定，形成由待測水泥基材料與空心管組成的組合懸臂梁；通過設置于組合懸臂梁自由端的振動傳感器持續監測組合懸臂梁的自振頻率；通過下式計算待測水泥基材料在齡期為t時的彈性模量：式中，表示齡期為時的待測水泥基材料的彈性模量；為空心管的剛度；為空心管內徑；表示齡期為時組合懸臂梁的剛度，通過求解以下方程得到：？？？？？？？？？？？其中，為組合懸臂梁的長度；？為組合懸臂梁圓頻率，，為齡期為t時的組合懸臂梁的第一自振頻率，齡期t從水泥基材料澆充入空心管后算起；，為單位長度組合懸臂梁的均布質量；為所述設置在組合懸臂梁自由端的振動傳感器及封管塞體的集中質量。2012104469391100001dest_path_image002.jpg,2012104469391100001dest_path_image004.jpg,2012104469391100001dest_path_image006.jpg,2012104469391100001dest_path_image008.jpg,2012104469391100001dest_path_image010.jpg,2012104469391100001dest_path_image012.jpg,946636dest_path_image006.jpg,2012104469391100001dest_path_image014.jpg,2012104469391100001dest_path_image016.jpg,2012104469391100001dest_path_image018.jpg,2012104469391100001dest_path_image020.jpg,2012104469391100001dest_path_image022.jpg,2012104469391100001dest_path_image024.jpg,2012104469391100001dest_path_image026.jpg,2012104469391100001dest_path_image028.jpg...
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：趙海濤，吳勝興，陳育志，周澄，王潘繡，祁瀟，黃冬輝，駱勇軍，陳徐東，朱曉琳，
申請(專利權)人：河海大學，
類型：發明
國別省市：
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