[发明专利]温湿度耦合作用下水泥混凝土线膨胀系数测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及道路工程领域，具体地说是一种温湿度耦合作用下水泥混凝土线膨胀系数测试方法。

背景技术

在我国高等级公路中，水泥混凝土材料得到广泛应用，但工程实践表明水泥混凝土路面开裂和接缝张开比较严重，降低了水泥混凝土路面的使用性能。水泥混凝土路面开裂和接缝张开是引起路面唧泥、错台、断板等病害的主要原因。在连续配筋水泥混凝土路面配筋率计算和普通水泥混凝土路面接缝间距设计中，水泥混凝土的膨胀系数采用查阅规范参考值的方法。由于集料膨胀系数的差异导致水泥混凝土材料膨胀系数不尽相同，选取的膨胀系数参考值与水泥混凝土的实际膨胀系数有一定差异，无法保证配筋计算和接缝间距设计的准确性和可靠性。在试验室设计评价中，水泥混凝土材料仅以材料组成、抗压强度、抗折强度等简单指标作为设计标准，没有深入进行路面实际环境条件下水泥混凝土的体积参数的测试。现有连续配筋水泥混凝土路面配筋计算和普通混凝土接缝间距设计中试图采用查阅参考值的方法来确定水泥混凝土的膨胀系数，并以此膨胀系数值作为水泥混凝土路面裂缝张开量计算的依据。由于集料膨胀系数的差异、水泥混凝土配合比不同、水泥混凝土水灰比差异等原因，无从得知选取的参考膨胀系数值与实际膨胀系数的差异，亦无法保证配筋计算和接缝间距设计结果的准确性和可靠性。另一个重要问题是，已硬化水泥混凝土材料的体积变化是环境温度和湿度综合作用的结果，现有的材料膨胀系数试验方法无法得到温湿度耦合作用下水泥混凝土体积参数的变化规律。因此，水泥混凝土材料在实际环境条件下的膨胀系数一直未得到明确和验证，水泥混凝土路面的裂缝张开过大引起的损坏问题也一直困扰我国工程技术人员。

发明内容

本发明的技术任务是针对上述现有技术的不足，提供一种温湿度耦合作用下水泥混凝土线膨胀系数测试方法。利用该方法可获得准确可靠的温湿度耦合作用下水泥混凝土膨胀系数和水泥混凝土随自然环境温湿度条件变化的变形规律。

本发明的技术任务是按以下方式实现的：温湿度耦合作用下水泥混凝土线膨胀系数测试方法，其特点是：将振弦式混凝土应变计安装在测量筒中心，并在测量筒中注入路面混凝土，然后将测量筒安装在水泥混凝土面层中1/2厚度处，通过测量筒中的混凝土在非应力状态下随路面混凝土温湿度条件变化而发生的体积变化确定路面混凝土在温湿度耦合作用下的线膨胀系数。在混凝土应变计胀缩变形数据采集的同时，采集到水泥混凝土路面在自然环境中真实的温湿度变化规律，并据此确定连续配筋水泥混凝土路面纵向钢筋配筋率计算和普通水泥混凝土路面接缝间距设计中混凝土真实的膨胀系数。

上述方法包括以下步骤：

a)制作测量筒

所述测量筒包括温度条件测量筒及温湿度耦合条件测量筒

所述温度条件测量筒主要由硬质外筒体、软质内筒体、棉毡层及端封构成，软质内筒体插接于硬质外筒体内侧，棉毡层与软质内筒体内壁相粘贴，两个端封分别用于硬质外筒体两端的密封；

所述温湿度耦合条件测量筒主要由硬质外筒体、软质内筒体、棉毡层及端封构成，硬质外筒体侧壁上开有若干透气孔，软质内筒体插接于硬质外筒体内侧，棉毡层与软质内筒体内壁相粘贴，两个端封分别用于硬质外筒体两端的密封；

b)振弦式混凝土应变计安装

在浇筑路面混凝土的同时，分别在步骤a）所述两测量筒中注入混凝土，并将振弦式混凝土应变计放置于测量筒内中心处，振动密实后利用端封密封测量筒端部，应变计信号线从端封中心导出；

将两个测量筒水平固定于混凝土面层1/2厚度处，然后再用混凝土将测量筒上部覆盖，并振动密实，同时将应变计信号线从混凝土路面中预留的孔道中引出，接采集器接线端子；

温湿度耦合条件测量筒中的振弦式混凝土应变计编号为A，温度条件测量筒中的振弦式混凝土应变计编号为B；

c)水泥混凝土温湿度传感器安装

在水泥混凝土路面内部安装温湿度传感器；

d) 水泥混凝土温湿度测试

测定路面水泥混凝土的温湿度随时间的变化过程；

e)水泥混凝土胀缩变形测试

在进行步骤d)的同时采集相应温湿度条件下A振弦式混凝土应变计的应变值和相应温度条件下B振弦式混凝土应变计的应变值，即水泥混凝土的胀缩应变；

e) 重复步骤d）和e）得到不同温湿度耦合条件下A、B振弦式混凝土应变计的应变值，即水泥混凝土的胀缩应变；

f)对试验数据进行处理，得到水泥混凝土在温湿度耦合作用下的膨胀系数。

步骤a）中所述测量筒优选为圆筒，硬质外筒体的内径为10~15cm。