一种高强度混凝土灵活测量结构论文和设计-林志海

全文摘要

本实用新型公开了一种高强度混凝土灵活测量结构，包括有混凝土测试槽、步进电机、测量结构，步进电机与混凝土测试槽的一端固定连接，步进电机可控制混凝土测试槽的一端进行移动，当混凝土浇筑在混凝土测试槽内时，测量结构插入混凝土中。步进电机可以控制混凝土测试槽的一端进行拉伸或者压缩，对混凝土实现完全约束和自由变形两种状态，从而通过测量结构测得两种状态下的混凝土参数，而且能够提供稳定而又定量的约束程度。

主设计要求

1.一种高强度混凝土灵活测量结构，其特征在于包括有混凝土测试槽、步进电机、测量结构，所述混凝土测试槽的端部为可移动的结构，所述步进电机与混凝土测试槽的一端固定连接，所述步进电机可控制混凝土测试槽的一端进行移动，当混凝土浇筑在混凝土测试槽内时，测量结构插入混凝土中。

设计方案

2.根据权利要求1所述的高强度混凝土灵活测量结构，其特征在于所述步进电机与混凝土测试槽连接的一端设置有伸缩头，所述步进电机通过控制伸缩头伸缩从而带动混凝土测试槽的一端进行拉伸或者压缩，所述伸缩头与步进电机之间还设置有荷载传感器，所述测量结构上设置有应变计。

3.根据权利要求2所述的高强度混凝土灵活测量结构，其特征在于高强度混凝土灵活测量结构还设置有固定结构，所述固定结构包括有第一固定板、第二固定板、第一导柱、第二导柱，所述第一导柱与第二导柱的一端分别固定在第一固定板的两侧边缘处，所述第一导柱与第二导柱的另一端分别固定在第二固定板的两侧边缘处，第一固定板、第二固定板、第一导柱、第二导柱围合形成一个容纳混凝土测试槽与步进电机的空腔，所述混凝土测试槽的左端抵持在第一固定板的内侧，所述混凝土测试槽的右端与步进电机一端的伸缩头固定连接，所述步进电机另一端固定在第二固定板的内侧。

4.根据权利要求3所述的高强度混凝土灵活测量结构，其特征在于所述第一导柱与第二导柱均为2根，2根第一导柱与2根第二导柱均排成一条竖直线固定在第一固定板与第二固定板之间，所述混凝土测试槽的两侧均设置有LVDT位移传感器，所述LVDT位移传感器与荷载传感器电连接。

5.根据权利要求4所述的高强度混凝土灵活测量结构，其特征在于所述混凝土测试槽包括有侧模，底模、端模、支撑组件和侧模移动组件和底模移动组件，LVDT位移传感器通过连接件与端模固定连接，混凝土测试槽的两侧的LVDT位移传感器通过连接件分别固定在第一导柱与第二导柱的上方，所述侧模通过支撑组件的上部设置在底模的侧边，所述端模的底部设置在底模的端部，所述端模的侧壁设置在侧模的端部，所述步进电机一端的伸缩头固定在端模的外侧，从而带动端模进行拉伸或者压缩，所述端模的宽度比所述底模的宽度大，所述侧模，底模和端模围合形成端部大于中部的混凝土测试槽，所述端模与侧模之间设置有连接部件，所述连接部件为弧形结构，所述支撑组件的上部设置在底模上，所述侧模移动组件设置在侧模的外侧，且所述侧模移动组件可带动侧模前后移动，所述底模移动组件设置在底模的底部，且所述底模移动组件可带动底模上下移动。

6.根据权利要求5所述的高强度混凝土灵活测量结构，其特征在于所述端模为2个，所述侧模为2个，所述连接部件为4个，所述2个侧模分别设置在底模的两侧边，2个侧模的左端分别与一个端模的两侧壁相邻，与2个侧模的左端相邻的端模的两侧壁分别与2个连接部件连接，2个侧模的右端分别与另一个端模的两侧壁相邻，与2个侧模的右端相邻的端模的两侧壁分别与另外2个连接部件连接，位于2个侧模右端的端模的外侧与步进电机固定连接；

所述底模移动组件包括有底模固定件、底模旋转轴、底模伸缩轴，所述底模固定件固定在底模的底部，所述底模伸缩轴的一端与底模固定件固定连接，所述底模伸缩轴的另一端与底模旋转轴连接，且所述底模旋转轴旋转时可带动底模伸缩轴上下移动；

所述支撑组件包括有支撑板、支撑柱、底座，支撑柱与底座均为2个，所述底座固定在支撑柱的上部，2个底座上均设置有滑轮，滑轮可在底座上转动，2个滑轮旁边均固定有与底座一体成型的挡板，所述挡板位于侧模外侧，所述支撑板的两端分别位于2个支撑座的滑轮上，所述支撑板可在滑轮上滑动，2个底座上的挡板与支撑板之间形成2个卡位，2个侧模的底部分别位于2个卡位内，且2个侧模可在卡位范围内移动。

7.根据权利要求1所述的高强度混凝土灵活测量结构，其特征在于所述测量结构还包括有测试杆、磁铁、基座，应变计设置在基座上，所述应变计的端部通过磁铁与测试杆的上部吸附固定，所述测试杆的下部插入混凝土测试槽内的混凝土中，使测试杆能够随着混凝土的变形一起移动；所述基座上还设置有滑轨、滑块、支撑块，所述滑轨固定在基座上，所述滑块活动连接在滑轨上，所述支撑块固定在滑块上，所述应变计固定在支撑块上，所述应变计可通过滑块在滑轨上滑动。

8.根据权利要求7所述的高强度混凝土灵活测量结构，其特征在于测试杆为热膨胀系数小的材质，测试杆、磁铁、应变计、滑动组件均为2个，2个滑动组件的滑轨分别固定在基座的左右两端，2个滑动组件的滑块分别活动连接在基座的左右两端的滑轨上，2个滑动组件的支撑块分别固定在基座的左右两端的滑块上，2个应变计分别固定在基座的左右两端上的支撑块上，2个测试杆通过2个磁铁吸附分别固定在2个应变计的端部；所述基座上还设置有活动杆，基座的左右两端的支撑块上均开设有与活动杆相适配的穿孔，所述活动杆的左端穿过基座左端的支撑块的穿孔后悬空设置，所述活动杆的右端穿过基座右端的支撑块的穿孔后抵持在位于基座右端的测试杆上，所述活动杆可在支撑块的穿孔内移动。

9.根据权利要求5所述的高强度混凝土灵活测量结构，其特征在于该高强度混凝土灵活测量结构还包括有位移控制保护结构，所述位移控制保护结构包括有固定座、连接座，所述固定座固定在现有的混凝土测试装置上，所述固定座上设置有接触杆，所述连接座固定在连接有步进电机的端模上，步进电机通过伸缩头与端模导通，步进电机外接有断电保护电路，连接座与端模导通，固定座与断电保护电路导通，所述连接座可随着端模移动，所述连接座上设置有双向断电保护开关，所述双向断电保护开关设置有活动空间，所述接触杆位于活动空间内，当连接座移动至双向断电保护开关的一端或者另外一端与接触杆接触，则连接座通过接触杆与固定座导通，则连接座、固定座、断电保护电路、端模、形成电性回路，触发断电保护。

10.根据权利要求9所述的高强度混凝土灵活测量结构，其特征在于所述连接座中部开设有贯穿连接座的活动缺口，活动空间位于活动缺口上方，双向断电保护开关包括有第一固定块、第一固定头、第一挡片，所述第一固定块固定在连接座位于活动缺口的左侧，所述第一固定头固定在第一固定块朝向活动空间的一端，所述第一挡片固定在第一固定头朝向活动空间的内壁上；所述第二触发结构包括有第二固定块、第二固定头、第二挡片，所述第二固定块固定在连接座位于活动缺口的右侧，所述第二固定头固定在第二固定块朝向活动空间的一端，所述第二挡片固定在第二固定头朝向活动空间的内壁上，所述第一挡片与第二挡片之间形成容纳接触杆的活动空间，当连接座移动至第一挡片或者第二挡片的内侧与接触杆接触，则连接座通过第一挡片或者第二挡片与固定座导通，则连接座、固定座、断电保护电路、端模形成电性回路，触发断电保护。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于混凝土测量技术领域，特别涉及一种高强度混凝土灵活测量结构。

背景技术

水泥混凝土在自然条件下凝结硬化，通常都表现为具有一定的干缩性，其体积收缩值的大小随水泥的品种、水灰比的大小、养护条件的变化和应用环境的不同等因素而不同。在混凝土内部由于收缩会产生微裂纹，这不仅使混凝土结构的整体性遭到破坏，而且会影响混凝土的力学性能和耐久性能。

混凝土的开裂是由于其变形产生的约束应力超过其抗拉强度。从提高混凝土抗裂性能的角度去避免开裂，需从控制拉应力入手，决定拉应力的因素包括：约束程度、变形、弹性模量。国内的一些仪器并不能提供稳定，而又定量的约束程度。

在发明申请号为CN200410001788.4的专利申请中，公开了一种混凝土收缩及应力的测量装置，它涉及混凝土收缩及内部应力的测量，解决了能自动检测混凝土收缩及内部应力的问题。它由长方形框架12、19的下面焊接有钢板13、20，12内放置模具11，11开有通槽10，11与堵板15用螺钉与12紧固，堵板9上焊有带孔的钢板4、8，螺杆1穿过12的孔连接在11上，钢块3内有孔5，四棱钢柱6穿入4、8上的孔及5，传感器7装在5内与6之间，模具21的堵板孔中插有小钢柱18、23，钢板17、24上分别装有传感器16、25，传感器的输出信号端接有仪表。

但是，上述发明公开的混凝土收缩及应力的测量装置,并不能提供稳定而又定量的约束程度。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型的首要目的在于提供一种高强度混凝土灵活测量结构，可以对混凝土实现完全约束和自由变形两种状态，从而测得两种状态下的混凝土参数，而且能够提供稳定而又定量的约束程度。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

本实用新型提供一种高强度混凝土灵活测量结构，包括有混凝土测试槽、步进电机、测量结构，所述混凝土测试槽的端部为可移动的结构，所述步进电机与混凝土测试槽的一端固定连接，所述步进电机可控制混凝土测试槽的一端进行移动，当混凝土浇筑在混凝土测试槽内时，测量结构插入混凝土中。在本实用新型中，混凝土测试槽设置在现有的混凝土测试装置上，步进电机通过现有的控制主机控制，可以控制步进电机对混凝土测试槽的一端进行拉伸或者压缩，对混凝土实现完全约束和自由变形两种状态，混凝土早期会先膨胀后收缩，完全约束状态下，当混凝土膨胀时，通过控制步进电机对混凝土测试槽的一端进行压缩回原位，当混凝土收缩时，通过控制步进电机对混凝土测试槽的一端进行拉回原位；自由变形状态下，同样的机理，控制步进电机对混凝土测试槽的一端进行拉伸与压缩，使混凝土处于自由变形状态，从而通过测量结构测得两种状态下的混凝土参数，而且能够提供稳定而又定量的约束程度。

在本实施例中，通过控制主机设置好预定阀值，完全约束时，变形≤|±0.5μm|，自由变形时，应力≤|±0.01MPa|。通过控制主机控制步进电机对混凝土测试槽的一端拉伸或者压缩，使测试槽内的混凝土处于自由变形或者完全约束两种约束程度，分别测得其产生的约束应力和应变，对混凝土试件发生的变形进行控制，实现混凝土试件的约束程度为100％，所测量出的应力即为约束应力。

进一步地，所述步进电机与混凝土测试槽连接的一端设置有伸缩头，所述步进电机通过控制伸缩头伸缩从而带动混凝土测试槽的一端进行拉伸或者压缩，所述伸缩头与步进电机之间还设置有荷载传感器，所述测量结构上设置有应变计。在本实用新型中，荷载传感器与应变计均与现有的控制主机电连接，通过上述设置能够更好的控制步进电机对混凝土测试槽的一端进行拉伸或压缩，对混凝土实现完全约束和自由变形两种状态，从而通过测量结构测得两种状态下的混凝土参数，而且能够提供稳定而又定量的约束程度。

进一步地，高强度混凝土灵活测量结构还设置有固定结构，所述固定结构包括有第一固定板、第二固定板、第一导柱、第二导柱，所述第一导柱与第二导柱的一端分别固定在第一固定板的两侧边缘处，所述第一导柱与第二导柱的另一端分别固定在第二固定板的两侧边缘处，第一固定板、第二固定板、第一导柱、第二导柱围合形成一个容纳混凝土测试槽与步进电机的空腔，所述混凝土测试槽的左端抵持在第一固定板的内侧，所述混凝土测试槽的右端与步进电机一端的伸缩头固定连接，所述步进电机另一端固定在第二固定板的内侧。在本实用新型中，第一固定板与第二固定板均固定在现有的混凝土测试装置上，通过上述设置能够增加该高强度混凝土灵活测量结构的稳定性，保证了其不仅可以对普通强度混凝土进行试验外，还可以对C80强度以上等级的高强度混凝土进行抗裂性能试验。

进一步地，所述第一导柱与第二导柱均为2根，2根第一导柱与2根第二导柱均排成一条竖直线固定在第一固定板与第二固定板之间，所述混凝土测试槽的两侧均设置有LVDT位移传感器，所述LVDT位移传感器与荷载传感器电连接。在本实用新型中，通过上述设置能够更好的保证该高强度混凝土灵活测量结构的稳定性，而且方便步进电机对混凝土测试槽的一端进行拉伸或压缩。

进一步地，所述混凝土测试槽包括有侧模，底模、端模、支撑组件和侧模移动组件和底模移动组件，LVDT位移传感器通过连接件与端模固定连接，混凝土测试槽的两侧的LVDT位移传感器通过连接件分别固定在第一导柱与第二导柱的上方，所述侧模通过支撑组件的上部设置在底模的侧边，所述端模的底部设置在底模的端部，所述端模的侧壁设置在侧模的端部，所述步进电机一端的伸缩头固定在端模的外侧，从而带动端模进行拉伸或者压缩，所述端模的宽度比所述底模的宽度大，所述侧模，底模和端模围合形成端部大于中部的混凝土测试槽，所述端模与侧模之间设置有连接部件，所述连接部件为弧形结构，所述支撑组件的上部设置在底模上，所述侧模移动组件设置在侧模的外侧，且所述侧模移动组件可带动侧模前后移动，所述底模移动组件设置在底模的底部，且所述底模移动组件可带动底模上下移动。在本实用新型中，支撑组件的底部固定在现有的混凝土测试装置上，底模通过底模移动组件支撑在现有的混凝土测试装置上，通过上述设置，使该混凝土测试槽的端部大于中间部位，方便夹紧测试的混凝土，端模可以沿端部方向移动，可以进行拉伸和压缩，方便对混凝土的变形进行控制，实现单轴约束，方便测量，而且通过连接部件的弧形结构设置，使该混凝土测试槽在变截面处弧形连接，大大减小了应力集中的可能，避免混凝土在端头部位出现裂缝或者开裂，使测试能够顺利进行；当浇筑在测试槽内的混凝土试件成型并达到足够强度后，需要拆除混凝土试件时，通过底模移动组件带动底模往下移动，此时支撑组件支撑在混凝土试件上，通过侧模移动组件带动混凝土测试槽的侧模可移动，便于清理，而且侧模与底模可以通过底模移动组件与侧模移动组件调节，还设置有支撑组件，用于支撑混凝土试件，可有效消除测试槽与混凝土试件的摩擦力，并且防止混凝土试件重力受弯。

进一步地，所述端模为2个，所述侧模为2个，所述连接部件为4个，所述2个侧模分别设置在底模的两侧边，2个侧模的左端分别与一个端模的两侧壁相邻，与2个侧模的左端相邻的端模的两侧壁分别与2个连接部件连接，2个侧模的右端分别与另一个端模的两侧壁相邻，与2个侧模的右端相邻的端模的两侧壁分别与另外2个连接部件连接，位于2个侧模右端的端模的外侧与步进电机固定连接；通过上述设置，更加方便夹紧测试的混凝土，方便对混凝土的变形进行控制，方便对混凝土的变形进行控制，而且通过4个连接部件的弧形结构设置，使该混凝土测试槽在变截面处弧形连接，大大减小了应力集中的可能，避免混凝土在端头部位出现裂缝或者开裂，使测试能够顺利进行。

所述侧模移动组件包括有第一侧模固定件、第二侧模固定件、第一旋转轴、第二旋转轴、第一伸缩轴、第二伸缩轴，所述第一侧模固定件与第二侧模固定件分别固定在2个侧模的外侧，所述第一伸缩轴与第一侧模固定件固定连接，所述第一伸缩轴的一端与第一旋转轴连接，所述第一伸缩轴的另一端伸出第一侧模固定件与第二旋转轴的一端固定连接，第二旋转轴的另一端与第二伸缩轴的一端连接，第二伸缩轴的另一端与第二侧模固定件固定连接，所述第一伸缩轴与第二旋转轴连接的位置位于侧模下方，所述第二旋转轴与第二伸缩轴连接的位置位于侧模下方，所述第一旋转轴旋转时可带动第一伸缩轴旋转并前后移动，第一伸缩轴旋转时可带动第二旋转轴旋转，第二旋转轴旋转时可带动第二伸缩轴前后移动；第一旋转轴与第一伸缩轴连接的一端可设置有外螺纹，第一伸缩轴与第一旋转轴连接的一端可设置有内螺纹，第二旋转轴与第二伸缩轴连接的一端可设置有外螺纹，第二伸缩轴与第二旋转轴连接的一端可设置有内螺纹，当第一旋转轴顺时针旋转时，通过内螺纹与外螺纹的适配带动第一伸缩轴逆时针旋转并往前运动，从而通过第一侧模固定件带动其中一个侧模往前移动，同时，第一伸缩轴带动第二旋转轴逆时针旋转，通过内螺纹与外螺纹的适配带动第二伸缩轴往后运动，从而通过第二侧模固定件带动另一个侧模往后移动，两块侧模相背移动，方便清理成型后的混凝土试件。

所述底模移动组件包括有底模固定件、底模旋转轴、底模伸缩轴，所述底模固定件固定在底模的底部，所述底模伸缩轴的一端与底模固定件固定连接，所述底模伸缩轴的另一端与底模旋转轴连接，且所述底模旋转轴旋转时可带动底模伸缩轴上下移动。在本实用新型中，底模旋转轴上可设置有外螺纹，底模伸缩轴与底模旋转轴连接的一端设置有内螺纹，当底模旋转轴顺时针旋转时，通过内螺纹与外螺纹的适配带动底模伸缩轴往下运动，从而通过底模固定件带动底模往下移动，方便清理成型后的混凝土试件；底模旋转轴上可设置有外螺纹，底模伸缩轴与底模旋转轴连接的一端设置有内螺纹，当底模旋转轴顺时针旋转时，通过内螺纹与外螺纹的适配带动底模伸缩轴往下运动，从而通过底模固定件带动底模往下移动，方便清理成型后的混凝土试件。

进一步地，所述测量结构还包括有测试杆、磁铁、基座，应变计设置在基座上，所述应变计的端部通过磁铁与测试杆的上部吸附固定，所述测试杆的下部插入混凝土测试槽内的混凝土中，使测试杆能够随着混凝土的变形一起移动；所述基座上还设置有滑轨、滑块、支撑块，所述滑轨固定在基座上，所述滑块活动连接在滑轨上，所述支撑块固定在滑块上，所述应变计固定在支撑块上，所述应变计可通过滑块在滑轨上滑动。在本实用新型中，混凝土浇筑进混凝土测试槽后，将测试杆垂直插入混凝土中，盖上现有的混凝土测试装置的顶盖，基座放置在现有的混凝土测试装置的顶盖上，并附上磁铁，将测试杆的上部通过磁铁与应变计的端部吸附固定住，进行应变计的校准后，进行试验测量；通过强磁铁将应变计与测试杆的上部吸附固定，与现有技术中采用弹簧连接的方式相比，能够消除弹簧带来的阻力，保证测量的准确性，通过将测试杆直接插入混凝土中，能够直接测量混凝土本身的变形，提高了精确度；通过上述设置，还可以实现测试前能够通过滑轨、滑块、支撑块将应变计调到量程中部，以免测量时超出量程，调整好后，滑轨、滑块、支撑块不动，测试时，应变计连接磁铁的一端设置有伸缩结构，可随着测试杆的移动而伸出，测试完成后，可测量移动的距离，从而测量混凝土本身的变形。

进一步地，测试杆为热膨胀系数小的材质，测试杆、磁铁、应变计、滑动组件均为2个，2个滑动组件的滑轨分别固定在基座的左右两端，2个滑动组件的滑块分别活动连接在基座的左右两端的滑轨上，2个滑动组件的支撑块分别固定在基座的左右两端的滑块上，2个应变计分别固定在基座的左右两端上的支撑块上，2个测试杆通过2个磁铁吸附分别固定在2个应变计的端部；所述基座上还设置有活动杆，基座的左右两端的支撑块上均开设有与活动杆相适配的穿孔，所述活动杆的左端穿过基座左端的支撑块的穿孔后悬空设置，所述活动杆的右端穿过基座右端的支撑块的穿孔后抵持在位于基座右端的测试杆上，所述活动杆可在支撑块的穿孔内移动。在本实用新型中，测试杆与活动杆没有固定连接，测量时活动杆不动，只有测试前，可以通过活动杆的设置能够使应变计的调节更加方便，方便将应变计调到量程中部，以免测量时超出量程。

进一步地，该高强度混凝土灵活测量结构还包括有位移控制保护结构，所述位移控制保护结构包括有固定座、连接座，所述固定座固定在现有的混凝土测试装置上，所述固定座上设置有接触杆，所述连接座固定在连接有步进电机的端模上，步进电机通过伸缩头与端模导通，步进电机外接有断电保护电路，连接座与端模导通，固定座与断电保护电路导通，所述连接座可随着端模移动，所述连接座上设置有双向断电保护开关，所述双向断电保护开关设置有活动空间，所述接触杆位于活动空间内，当连接座移动至双向断电保护开关的一端或者另外一端与接触杆接触，则连接座通过接触杆与固定座导通，则连接座、固定座、断电保护电路、端模、形成电性回路，触发断电保护。使步进电机不工作，能够控制端模的移动范围，当端模移动至使接触杆超过双向断电保护开关的活动空间的范围时，就会触发断电保护，防止端模与步进电机伸缩范围太大受到损坏，使用更安全。在本实用新型中，断电保护电路为现有技术，能够实现上述功能的即可。

进一步地，所述连接座中部开设有贯穿连接座的活动缺口，活动空间位于活动缺口上方，双向断电保护开关包括有第一固定块、第一固定头、第一挡片，所述第一固定块固定在连接座位于活动缺口的左侧，所述第一固定头固定在第一固定块朝向活动空间的一端，所述第一挡片固定在第一固定头朝向活动空间的内壁上；所述第二触发结构包括有第二固定块、第二固定头、第二挡片，所述第二固定块固定在连接座位于活动缺口的右侧，所述第二固定头固定在第二固定块朝向活动空间的一端，所述第二挡片固定在第二固定头朝向活动空间的内壁上，所述第一挡片与第二挡片之间形成容纳接触杆的活动空间，当连接座移动至第一挡片或者第二挡片的内侧与接触杆接触，则连接座通过第一挡片或者第二挡片与固定座导通，则连接座、固定座、断电保护电路、端模形成电性回路，触发断电保护。能够控制端模的移动范围，防止端模与步进电机受到损坏，使用更安全。

本实用新型的有益效果在于：相比于现有技术，在本实用新型中，混凝土测试槽设置在现有的混凝土测试装置上，步进电机通过现有的控制主机控制，可以控制步进电机对混凝土测试槽的一端进行拉伸或者压缩，对混凝土实现完全约束和自由变形两种状态，混凝土早期会先膨胀后收缩，完全约束状态下，当混凝土膨胀时，通过控制步进电机对混凝土测试槽的一端进行压缩回原位，当混凝土收缩时，通过控制步进电机对混凝土测试槽的一端进行拉回原位；自由变形状态下，同样的机理，控制步进电机对混凝土测试槽的一端进行拉伸与压缩，使混凝土处于自由变形状态，从而通过测量结构测得两种状态下的混凝土参数，而且能够提供稳定而又定量的约束程度。

附图说明

图1是本实用新型一种高强度混凝土灵活测量结构的第一角度结构示意图。

图2是本实用新型一种高强度混凝土灵活测量结构的第二角度结构示意图。

图3是本实用新型一种高强度混凝土灵活测量结构的第一实施例示意图。

图4是本实用新型一种高强度混凝土灵活测量结构的第二实施例示意图。

图5是本实用新型一种高强度混凝土灵活测量结构的混凝土测试槽的第一角度结构示意图。

图6是本实用新型一种高强度混凝土灵活测量结构的混凝土测试槽的第二角度结构示意图。

图7是本实用新型一种高强度混凝土灵活测量结构的底模移动组件的结构示意图。

图8是本实用新型一种高强度混凝土灵活测量结构的支撑组件的结构示意图。

图9是本实用新型一种高强度混凝土灵活测量结构的支撑座与底座的结构示意图。

图10是本实用新型一种高强度混凝土灵活测量结构的测量结构的结构示意图。

图11是本实用新型一种高强度混凝土灵活测量结构的安装在混凝土测试装置上的第一实施例示意图。

图12是本实用新型一种高强度混凝土灵活测量结构的安装在混凝土测试装置上的第二实施例示意图。

图13是本实用新型一种高强度混凝土灵活测量结构的安装在混凝土测试装置上的第三实施例示意图。

图14是本实用新型一种高强度混凝土灵活测量结构的位移控制保护结构的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参见图1-14所示，本实用新型提供一种高强度混凝土灵活测量结构，包括有混凝土测试槽1、步进电机2、测量结构3，混凝土测试槽1的端部为可移动的结构，步进电机2与混凝土测试槽1的一端固定连接，步进电机2可控制混凝土测试槽1的一端进行移动，当混凝土浇筑在混凝土测试槽1内时，测量结构3插入混凝土中。在本实用新型中，混凝土测试槽1设置在现有的混凝土测试装置4上，步进电机2通过现有的控制主机控制，可以控制步进电机2对混凝土测试槽1的一端进行拉伸或者压缩，对混凝土实现完全约束和自由变形两种状态，混凝土早期会先膨胀后收缩，完全约束状态下，当混凝土膨胀时，通过控制步进电机2对混凝土测试槽1的一端进行压缩回原位，当混凝土收缩时，通过控制步进电机2对混凝土测试槽1的一端进行拉回原位；自由变形状态下，同样的机理，控制步进电机2对混凝土测试槽1的一端进行拉伸与压缩，使混凝土处于自由变形状态，从而通过测量结构3测得两种状态下的混凝土参数，而且能够提供稳定而又定量的约束程度。

在本实施例中，通过控制主机设置好预定阀值，完全约束时，变形≤|±0.5μm|，自由变形时，应力≤|±0.01MPa|。通过控制主机控制步进电机2对混凝土测试槽1的一端拉伸或者压缩，使测试槽内的混凝土处于自由变形或者完全约束两种约束程度，分别测得其产生的约束应力和应变。

在本实施例中，步进电机2与混凝土测试槽1连接的一端设置有伸缩头21，步进电机2通过控制伸缩头21伸缩从而带动混凝土测试槽1的一端进行拉伸或者压缩，伸缩头21与步进电机2之间还设置有荷载传感器22，测量结构3上设置有应变计31。在本实用新型中，荷载传感器22与应变计31均与现有的控制主机电连接，通过上述设置能够更好的控制步进电机2对混凝土测试槽1的一端进行拉伸或压缩，对混凝土实现完全约束和自由变形两种状态，从而通过测量结构3测得两种状态下的混凝土参数，而且能够提供稳定而又定量的约束程度。

在本实施例中，高强度混凝土灵活测量结构还设置有固定结构，固定结构包括有第一固定板51、第二固定板52、第一导柱53、第二导柱54，第一导柱53与第二导柱54的一端分别固定在第一固定板51的两侧边缘处，第一导柱53与第二导柱54的另一端分别固定在第二固定板52的两侧边缘处，第一固定板51、第二固定板52、第一导柱53、第二导柱54围合形成一个容纳混凝土测试槽1与步进电机2的空腔，混凝土测试槽1的左端抵持在第一固定板51的内侧，混凝土测试槽1的右端与步进电机2一端的伸缩头21固定连接，步进电机2另一端固定在第二固定板52的内侧。在本实用新型中，第一固定板51与第二固定板52均固定在现有的混凝土测试装置4上，通过上述设置能够增加该高强度混凝土灵活测量结构3的稳定性，保证了其不仅可以对普通强度混凝土进行试验外，还可以对C80强度以上等级的高强度混凝土进行抗裂性能试验。

在本实施例中，第一导柱53与第二导柱54均为2根，2根第一导柱53与2根第二导柱54均排成一条竖直线固定在第一固定板51与第二固定板52之间，混凝土测试槽1的两侧均设置有LVDT位移传感器6，LVDT位移传感器6与荷载传感器22电连接。在本实用新型中，通过上述设置能够更好的保证该高强度混凝土灵活测量结构3的稳定性，而且方便步进电机2对混凝土测试槽1的一端进行拉伸或压缩。

在本实施例中，混凝土测试槽1包括有侧模11，底模12、端模13、支撑组件14和侧模移动组件15和底模移动组件16，LVDT位移传感器6通过连接件61与端模13固定连接，混凝土测试槽1的两侧的LVDT位移传感器6通过连接件61分别固定在第一导柱53与第二导柱54的上方，侧模11通过支撑组件14的上部设置在底模12的侧边，端模13的底部设置在底模12的端部，端模13的侧壁设置在侧模11的端部，步进电机2一端的伸缩头21固定在端模13的外侧，从而带动端模13进行拉伸或者压缩，端模13的宽度比底模12的宽度大，侧模11，底模12和端模13围合形成端部大于中部的混凝土测试槽1，端模13与侧模11之间设置有连接部件17，连接部件17为弧形结构，支撑组件14的上部设置在底模12上，侧模移动组件15设置在侧模11的外侧，且侧模移动组件15可带动侧模11前后移动，底模移动组件16设置在底模12的底部，且底模移动组件16可带动底模12上下移动。在本实用新型中，支撑组件14的底部固定在现有的混凝土测试装置4上，底模12通过底模移动组件16支撑在现有的混凝土测试装置4上，通过上述设置，使该混凝土测试槽1的端部大于中间部位，方便夹紧测试的混凝土，端模13可以沿端部方向移动，可以进行拉伸和压缩，方便对混凝土的变形进行控制，实现单轴约束，方便测量，而且通过连接部件17的弧形结构设置，使该混凝土测试槽1在变截面处弧形连接，大大减小了应力集中的可能，避免混凝土在端头部位出现裂缝或者开裂，使测试能够顺利进行；当浇筑在测试槽内的混凝土试件成型并达到足够强度后，需要拆除混凝土试件时，通过底模移动组件16带动底模12往下移动，此时支撑组件14支撑在混凝土试件上，通过侧模移动组件15带动混凝土测试槽1的侧模11可移动，便于清理，而且侧模11与底模12可以通过底模移动组件16与侧模移动组件15调节，还设置有支撑组件14，用于支撑混凝土试件，可有效消除测试槽与混凝土试件的摩擦力，并且防止混凝土试件重力受弯。

在本实施例中，端模13为2个，侧模11为2个，连接部件17为4个，2个侧模11分别设置在底模12的两侧边，2个侧模11的左端分别与一个端模13的两侧壁相邻，与2个侧模11的左端相邻的端模13的两侧壁分别与2个连接部件17连接，2个侧模11的右端分别与另一个端模13的两侧壁相邻，与2个侧模11的右端相邻的端模13的两侧壁分别与另外2个连接部件17连接，位于2个侧模11右端的端模13的外侧与步进电机2固定连接；通过上述设置，更加方便夹紧测试的混凝土，方便对混凝土的变形进行控制，方便对混凝土的变形进行控制，而且通过4个连接部件17的弧形结构设置，使该混凝土测试槽1在变截面处弧形连接，大大减小了应力集中的可能，避免混凝土在端头部位出现裂缝或者开裂，使测试能够顺利进行。

侧模移动组件15包括有第一侧模固定件151、第一侧模固定件152、第一旋转轴153、第二旋转轴154、第一伸缩轴155、第二伸缩轴156，第一侧模固定件151与第一侧模固定件152分别固定在2个侧模11的外侧，第一伸缩轴155与第一侧模固定件151固定连接，第一伸缩轴155的一端与第一旋转轴153连接，第一伸缩轴155的另一端伸出第一侧模固定件151与第二旋转轴154的一端固定连接，第二旋转轴154的另一端与第二伸缩轴156的一端连接，第二伸缩轴156的另一端与第一侧模固定件152固定连接，第一伸缩轴155与第二旋转轴154连接的位置位于侧模11下方，第二旋转轴154与第二伸缩轴156连接的位置位于侧模11下方，第一旋转轴153旋转时可带动第一伸缩轴155旋转并前后移动，第一伸缩轴155旋转时可带动第二旋转轴154旋转，第二旋转轴154旋转时可带动第二伸缩轴156前后移动；第一旋转轴153与第一伸缩轴155连接的一端可设置有外螺纹，第一伸缩轴155与第一旋转轴153连接的一端可设置有内螺纹，第二旋转轴154与第二伸缩轴156连接的一端可设置有外螺纹，第二伸缩轴156与第二旋转轴154连接的一端可设置有内螺纹，当第一旋转轴153顺时针旋转时，通过内螺纹与外螺纹的适配带动第一伸缩轴155逆时针旋转并往前运动，从而通过第一侧模固定件151带动其中一个侧模11往前移动，同时，第一伸缩轴155带动第二旋转轴154逆时针旋转，通过内螺纹与外螺纹的适配带动第二伸缩轴156往后运动，从而通过第一侧模固定件152带动另一个侧模11往后移动，两块侧模11相背移动，方便清理成型后的混凝土试件。

底模移动组件16包括有底模固定件161、底模旋转轴162、底模伸缩轴163，底模固定件161固定在底模12的底部，底模伸缩轴163的一端与底模固定件161固定连接，底模伸缩轴163的另一端与底模旋转轴162连接，且底模旋转轴162旋转时可带动底模伸缩轴163上下移动。在本实用新型中，底模旋转轴162上可设置有外螺纹，底模伸缩轴163与底模旋转轴162连接的一端设置有内螺纹，当底模旋转轴162顺时针旋转时，通过内螺纹与外螺纹的适配带动底模伸缩轴163往下运动，从而通过底模固定件161带动底模12往下移动，方便清理成型后的混凝土试件；底模旋转轴162上可设置有外螺纹，底模伸缩轴163与底模旋转轴162连接的一端设置有内螺纹，当底模旋转轴162顺时针旋转时，通过内螺纹与外螺纹的适配带动底模伸缩轴163往下运动，从而通过底模固定件161带动底模12往下移动，方便清理成型后的混凝土试件。

支撑组件14包括有支撑板141、支撑柱142、底座143，支撑柱142与底座143均为2个，底座143固定在支撑柱142的上部，2个底座143上均设置有滑轮144，滑轮144可在底座143上转动，2个滑轮144旁边均固定有与底座143一体成型的挡板145，挡板145位于侧模11外侧，支撑板141的两端分别位于2个支撑座的滑轮144上，支撑板141可在滑轮144上滑动，2个底座143上的挡板145与支撑板141之间形成2个卡位146，2个侧模11的底部分别位于2个卡位146内，且2个侧模11可在卡位146范围内移动。在本实用新型中，支撑组件14可以设置为3个，通过上述设置，使支撑组件14能够更加有效消除测试槽与混凝土试件的摩擦力，并且防止混凝土试件重力受弯。

在本实施例中，测量结构3还包括有测试杆32、磁铁(图未示)、基座34，应变计31设置在基座34上，应变计31的端部通过磁铁(图未示)与测试杆32的上部吸附固定，测试杆32的下部插入混凝土测试槽1内的混凝土中，使测试杆32能够随着混凝土的变形一起移动；基座34上还设置有滑轨35、滑块36、支撑块37，滑轨35固定在基座34上，滑块36活动连接在滑轨35上，支撑块37固定在滑块36上，应变计31固定在支撑块37上，应变计31可通过滑块36在滑轨35上滑动。在本实用新型中，混凝土浇筑进混凝土测试槽1后，将测试杆32垂直插入混凝土中，盖上现有的混凝土测试装置4的顶盖41，基座34放置在现有的混凝土测试装置4的顶盖41上，并附上磁铁(图未示)，将测试杆32的上部通过磁铁(图未示)与应变计31的端部吸附固定住，进行应变计31的校准后，进行试验测量；通过强磁铁(图未示)将应变计31与测试杆32的上部吸附固定，与现有技术中采用弹簧连接的方式相比，能够消除弹簧带来的阻力，保证测量的准确性，通过将测试杆32直接插入混凝土中，能够直接测量混凝土本身的变形，提高了精确度；通过上述设置，还可以实现测试前能够通过滑轨35、滑块36、支撑块37将应变计31调到量程中部，以免测量时超出量程，调整好后，滑轨36、滑块37、支撑块31不动，测试时，应变计31连接磁铁(图未示)的一端设置有伸缩结构311，可随着测试杆32的移动而伸出，测试完成后，可测量移动的距离，从而测量混凝土本身的变形。

在本实施例中，测试杆32为热膨胀系数小的材质，测试杆32、磁铁(图未示)、应变计31、滑动组件均为2个，2个滑动组件的滑轨35分别固定在基座34的左右两端，2个滑动组件的滑块36分别活动连接在基座34的左右两端的滑轨35上，2个滑动组件的支撑块37分别固定在基座34的左右两端的滑块36上，2个应变计31分别固定在基座34的左右两端上的支撑块37上，2个测试杆32通过2个磁铁(图未示)吸附分别固定在2个应变计31的端部；基座34上还设置有活动杆38，基座34的左右两端的支撑块37上均开设有与活动杆38相适配的穿孔39，活动杆38的左端穿过基座34左端的支撑块37的穿孔39后悬空设置，活动杆38的右端穿过基座34右端的支撑块37的穿孔39后抵持在位于基座34右端的测试杆32上，活动杆38可在支撑块37的穿孔39内移动。在本实用新型中，测试杆32与活动杆36没有固定连接，测量时活动杆36不动，只有测试前，可以通过活动杆36的设置能够使应变计31的调节更加方便，方便将应变计31调到量程中部，以免测量时超出量程。

在本实施例中，该高强度混凝土灵活测量结构还包括有位移控制保护结构7，位移控制保护结构7包括有固定座71、连接座72，固定座71固定在现有的混凝土测试装置4上，固定座71上设置有接触杆711，连接座72固定在连接有步进电机2的端模13上，步进电机2通过伸缩头21与端模13导通，步进电机2外接有断电保护电路，连接座72与端模13导通，固定座71与断电保护电路导通，连接座72可随着端模13移动，连接座72上设置有双向断电保护开关，双向断电保护开关设置有活动空间731，接触杆711位于活动空间731内，当连接座72移动至双向断电保护开关的一端或者另外一端与接触杆711接触，则连接座72通过接触杆711与固定座71导通，则连接座72、固定座71、断电保护电路、端模13、形成电性回路，触发断电保护。使步进电机2不工作，能够控制端模13的移动范围，当端模13移动至使接触杆711超过双向断电保护开关的活动空间731的范围时，就会触发断电保护，防止端模13与步进电机2伸缩范围太大受到损坏，使用更安全。在本实用新型中，断电保护电路为现有技术，能够实现上述功能的即可。

在本实施例中，连接座72中部开设有贯穿连接座72的活动缺口721，活动空间731位于活动缺口721上方，双向断电保护开关包括有第一固定块732、第一固定头733、第一挡片734、第二固定块735、第二固定头736、第二挡片737，第一固定块732固定在连接座72位于活动缺口721的左侧，第一固定头733固定在第一固定块732朝向活动空间731的一端，第一挡片734固定在第一固定头733朝向活动空间731的内壁上；第二固定块735固定在连接座72位于活动缺口721的右侧，第二固定头736固定在第二固定块735朝向活动空间731的一端，第二挡片737固定在第二固定头736朝向活动空间731的内壁上，第一挡片734与第二挡片737之间形成容纳接触杆711的活动空间731，当连接座72移动至第一挡片734或者第二挡片737的内侧与接触杆711接触，则连接座72通过第一挡片734或第二挡片737与固定座71导通，则连接座72、固定座71、断电保护电路、端模13形成电性回路，触发断电保护。能够控制端模13的移动范围，防止端模13与步进电机2受到损坏，使用更安全。

在实际操作中，参见图3、4、11、12、13所示，步进电机2、第一固定板51、第二固定板52外均会套设外壳，参见图12所示，还会盖上顶盖41，参见图3、4、11、12所示，测量结构3外也会套上外壳，以实现更好的测试。

本实用新型的有益效果在于：相比于现有技术，在本实用新型中，混凝土测试槽设置在现有的混凝土测试装置上，步进电机通过现有的控制主机控制，可以控制步进电机对混凝土测试槽的一端进行拉伸或者压缩，混凝土早期会先膨胀后收缩，完全约束状态下，当混凝土膨胀时，通过控制步进电机对混凝土测试槽的一端进行压缩回原位，当混凝土收缩时，通过控制步进电机对混凝土测试槽的一端进行拉回原位；自由变形状态下，同样的机理，控制步进电机对混凝土测试槽的一端进行拉伸与压缩，使混凝土处于自由变形状态，从而通过测量结构测得两种状态下的混凝土参数，而且能够提供稳定而又定量的约束程度。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

设计图

一种高强度混凝土灵活测量结构论文和设计

一种高强度混凝土灵活测量结构论文和设计-林志海

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

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