本发明公开了一种约束度可变的混凝土抗裂性能测试装置及测试方法。其中测试装置包括具有内环和外环的混凝土模，在所述内环和外环之间形成混凝土的圆环腔，其特征在于：还包括一约束控制器，该约束控制器包括热源以及通过所述热源加热使所述内环受热膨胀并作用在混凝土内表面的温度控制加热腔，该温度控制加热腔位于所述内环内。与现有技术相比，本发明结构简单，拆卸方便，可重复使用。装置可按照预先设定改变内环约束度，大大缩短混凝土开裂时间，通过比较混凝土开裂时间的不同而评价混凝土的抗裂性能，且整套装置可形成自循环系统，节约能源。适用于科研及施工现场对混凝土早期抗裂性能的测定，具有广泛的应用前景。
1.一种约束度可变的混凝土抗裂性能测试装置，包括具有内环和外环的混凝土模，在所述内环和外环之间形成混凝土的圆环腔，其特征在于：还包括一约束控制器，该约束控制器包括热源以及通过所述热源加热使所述内环受热膨胀并作用在混凝土内表面的温度控制加热腔，该温度控制加热腔位于所述内环内。
2.根据权利要求1所述一种约束度可变的混凝土抗裂性能测试装置，其特征在于：所述热源为热水箱和冷水箱，所述温度控制加热腔为环形水箱，在所述环形水箱上设置有进水口和出水口，所述热水箱和冷水箱并联在所述环形水箱的进水口和环形水箱的出水口上，在所述述热水箱和冷水箱的出水口均设置有一用于调节所述环形水箱内进水水温的电磁阀。
3.根据权利要求2所述一种约束度可变的混凝土抗裂性能测试装置，其特征在于：在所述环形水箱的出水口上还设置有一水泵。
4.根据权利要求2或3所述一种约束度可变的混凝土抗裂性能测试装置，其特征在于：在所述的热水箱内设置有加热器。
5.根据权利要求1所述一种约束度可变的混凝土抗裂性能测试装置，其特征在于：所述热源为高温气体，所述温度控制加热腔为环形气体分布箱。
6.根据权利要求1所述一种约束度可变的混凝土抗裂性能测试装置，其特征在于：所述热源为加热器，所述温度控制加热腔为环形热量分布箱，所述加热器位于该环形热量分布箱内。
7.根据权利要求1、2、5或6所述一种约束度可变的混凝土抗裂性能测试装置，其特征在于：所述外环由两个半圆环组成，在半圆环的边缘设置有肋条，两个半圆环通过所述肋条可拆分连接。
8.一种约束度可变的混凝土抗裂性能测试方法，其特征在于：步骤如下：
第一步：安装具有内环和外环的混凝土模，并在混凝土模的内环和外环之间浇筑混凝土圆环；
第二步：待混凝土圆环初凝后拆除外环，通过在内环内加热内环使内环受热膨胀的方式增加混凝土圆环的约束度，加快混凝土圆环开裂；
第三步、记录并比较不同混凝土开裂时间即得出不同混凝土的抗裂性能。
一种约束度可变的混凝土抗裂性能测试装置及测试方法
[0001] 背景领域
[0002] 本发明涉及一种约束度可变的混凝土抗裂性能测试装置及测试方法，属于混凝土建筑领域。
背景技术
[0003] 近几十年来，现浇混凝土楼板、梁、地下室墙体等，这些尺寸并不大的混凝土结构开裂现象时有发生。混凝土的抗裂性能是目前土木工程领域的研究热点之一。传统的试验研究集中于混凝土的抗压强度、抗拉强度、弹性模量等基本的力学性能，然而对于抗裂性能并没有形成统一而有效地评价方法，因此研究测试混凝土抗裂性能的测试装置具有现实意义。
[0004] 目前常用的测试方法主要有平板法，圆环法和单轴约束法，其中圆环法因其装置简单且能保证混凝土受均匀的环向约束被广泛使用。然而传统的圆环试验装置提供约束较小且约束度不可变，混凝土不易开裂，敏感性较差，测试周期往往很长，严重影响试验的效率和准确性。
发明内容
[0005] 本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供有一种约束度可变的混凝土抗裂性能测试装置及测试方法，该装置组装简单，操作方便，试验所需仪器少，可以在浇筑现场进行测量，只要进行局部拆模，不需移动试件，操作方便可重复使用。
[0006] 为了实现上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
[0007] 一种约束度可变的混凝土抗裂性能测试装置，包括具有内环和外环的混凝土模，在所述内环和外环之间形成混凝土的圆环腔，其特征在于：还包括一约束控制器，该约束控制器包括热源以及通过所述热源加热使所述内环受热膨胀并作用在混凝土内表面的温度控制加热腔，该温度控制加热腔位于所述内环内。
[0008] 所述热源为热水箱和冷水箱，所述温度控制腔为环形水箱，在所述环形水箱上设置有进水口和出水口，所述热水箱和冷水箱并联在所述环形水箱的进水口和环形水箱的出水口上，在所述述热水箱和冷水箱的出水口均设置有一用于调节所述环形水箱内进水水温的电磁阀。
[0009] 在所述环形水箱的出水口上还设置有一水泵。
[0010] 在所述的热水箱内设置有加热器。
[0011] 所述热源为高温气体，所述温度控制腔为环形气体分布箱。
[0012] 所述热源为加热器，所述温度控制腔为环形热量分布箱，所述加热器位于该环形热量分布箱内。
[0013] 所述外环由两个半圆环组成，在半圆环的边缘设置有肋条，两个半圆环通过所述肋条可拆分连接。
[0014] 一种约束度可变的混凝土抗裂性能测试方法，步骤如下：
[0015] 第一步：安装具有内环和外环的混凝土模，并在混凝土模的内环和外环之间浇筑混凝土圆环；
[0016] 第二步：待混凝土圆环初凝后拆除外环，通过在内环内加热内环使内环受热膨胀的方式增加混凝土圆环的约束度，加快混凝土圆环开裂；
[0017] 第三步、记录并比较不同混凝土开裂时间即得出不同混凝土的抗裂性能。
[0018] 与现有技术相比，本发明有益效果如下：
[0019] 1、本发明测试装置和测试方法均通过对拆去外环的混凝土在内环进行加热的方式进行。内环在加热后受热膨胀并作用在混凝土圆环的内表面，同时也能通过热传导加热圆环的内表面使圆环内表面同步膨胀，通过内环热膨胀和圆环的自身膨胀改变圆环的约束度，同时伴随混凝土在凝结硬化过程中水泥的水化作用和干燥收缩，大大增加了混凝土圆环上的拉应力，使得混凝土能够快速开裂。记录并比较不同混凝土开裂时间即得出不同混凝土的抗裂性能。
[0020] 2、本发明测试装置的采用水作为热源，通过水泵使得约束度控制器流出的温度较低的水循环流回到温度控制部分，形成循环系统，节约能源，提高实验效率。
[0021] 3、该装置组装简单，操作简单，实验所需仪器少，可以在浇筑现场进行测量，只要进行局部拆模，不需移动试件，操作方便可重复使用且节约能源。
附图说明
[0022] 图1是本发明装置结构示意图；
[0023] 图2是圆环部分装置示意图；
[0024] 图3是圆环部分剖面图；
[0025] 附图标记：1—底板，2—外环，3—内环，4—温度控制加热腔，5—进水口，6—出水口，7—肋条，8—螺栓孔，9—冷水箱，10—热水箱，11—电加热管，12—热水温度传感器，13—冷水温度传感器，14—出水温度传感器，15—热水电磁阀，16—冷水电磁阀，17—控制器，18—水泵。
具体实施方式
[0026] 下面结合附图，对本发明做进一步说明：
[0027] 一种约束度可变的混凝土抗裂性能测试装置。由圆环状的混凝土模部分和约束控制器部分组成，如图2所示，凝土模部分由底板1、外环2和内环3构成。约束控制器部分包括温度可调的热源以及温度控制加热腔。热源可采用水、气或者其他方式，也可以直接用加热器在内环3内形成的温度控制加热腔内加热。
[0028] 如图1所示，本实施例采用水作为热源，对本发明的约束控制器部分作详细说明：温度控制加热腔4为环形水箱，在环形水箱上有进水口5和出水口6。
[0029] 热源由冷水箱9、热水箱10、电加热管11、热水温度传感器12、冷水温度传感器13、出水温度传感器14、热水电磁阀15、冷水电磁阀16、控制器17、水泵18构成。电加热管11设置在热水箱10内，热水温度传感器12设置在热水箱10内，冷水温度传感器13设置在冷水箱9内，出水温度传感器14设置在出水口处。热水电磁阀15设置在热水箱10出口处，冷水电磁阀设置在冷水箱9出口处。水泵18设置在约束度控制器出水口6与温度控制部分进水口之间。测试时，通过电加热管11加热热水箱10中冷水，将控制器17上的温度设定到指定温度，控制器通过热水温度传感器12和冷水温度传感器13分别检测热水箱10和冷水箱9的水温，同时通过出水温度传感器14检测出水口水温，然后通过检测到的三个水温分别控制热水电磁阀
15和冷水电磁阀16的开度，以控制热水箱10和冷水箱9的流量，从而使得热源部分流出的水温达到设定的温度。
[0030] 如图3所示，外环2由两个半圆环通过肋条7上的螺栓孔8连接固定。
[0031] 采用水作为热源的约束度可变的混凝土抗裂性能测试方法，包括以下步骤：
[0032] 第一步：将内环、外环固定于底板上，将热源的出水口和环形水箱进水口相连，将环形水箱的出水口和水泵相连。
[0033] 第二步：将混凝土浇筑于外环和内环之间，设定好温度控制部分的水温，同时启动水泵。
[0034] 第三步：待混凝土初凝后拆除外环，此时圆环部分的内环在热水作用下升温膨胀，增加了圆环的约束度，同时伴随混凝土在凝结硬化过程中水泥的水化作用和干燥收缩，大大增加了混凝土环上的拉应力，使得混凝土能够快速开裂。记录并比较不同混凝土开裂时间即得出不同混凝土的抗裂性能。
