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专利号: 2022113446814
申请人: 江苏科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-01-15
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种水泥基材料裂缝自修复效果定量测试装置,其特征在于,该定量测试装置包含养护单元、供气单元、保压单元和修复性能测试单元;所述养护单元包含水箱(1-01)、箱盖(1-02)和加热器(1-03),所述加热器(1-03)置于水箱(1-01)底部,箱盖(1-02)用于密封水箱(1-01),被测试件置于水箱(1-01)内;所述供气单元和保压单元均通过导管与养护单元相连,分别用于给养护单元供气和供压;所述修复性能测试单元包含依次连接的电极(5-01)、电流表(5-02)和调压器(5-03),所述电极(5-01)布置在被测试件的裂缝两侧;所述保压单元包含油泵(3-01)、压力表(3-02)、油管(3-03)、柱塞(3-04)和端部垫片(3-05),油泵(3-01)将压力油体经油管(3-03)驱动柱塞(3-04)运动,柱塞(3-04)作用于端部垫片(3-05)挤压试件,试件另一端经端部垫片(3-05)直接作用于水箱(1-01)侧壁,压力表(3-02)用于指示作用于试件上的压力;所述油泵(3-01)的加载精度高于10N;

裂缝修复率计算方法为:

式中,H—裂缝修复率,%,表示裂缝内部修复程度;Rt—修复特定时间后的测试电阻,Ω;R1—初始电阻,Ω;β—参比电阻,1900Ω;K—常数,水泥基材料通常取3000-3200,F—试件紧固力,N,柱塞施加在垂直于裂缝方向的压力。

2.根据权利要求1所述的水泥基材料裂缝自修复效果定量测试装置,其特征在于,所述供气单元包含气瓶(2-01)、气泵(2-02)、气体导管(2-03)和气泡头(2-04),气泵(2-02)抽取气瓶(2-01)内气体或直接抽取空气经气体导管(2-03)进入气泡头(2-04),气泡头(2-04)将气体转化泡状气体逸出,作用在被测试件下方。

3.根据权利要求1所述的水泥基材料裂缝自修复效果定量测试装置,其特征在于,所述修复性能测试单元还包含电源(5-04)和导线(5-05),使用导线(5-05)将电极(5-01)、电流表(5-02)和调压器(5-03)连接,调压器(5-03)另一端接入电源(5-04)。

4.一种利用权利要求1所述水泥基材料裂缝自修复效果定量测试装置进行测试的方法,其特征在于,步骤如下:(1)成型砂浆试件,并插入正负电极,标准养护;

(2)养护完成后,设置测试电压,测量电流,计算试件初始电阻;

(3)采用压力机三点抗折方式制备特定宽度裂缝,并固定裂缝宽度;

(4)将试件置于水箱(1-01)中,启动保压单元挤压试件,对修复性能测试单元设置测试电压,测量电流,计算断裂电阻,测试完成后撤除仪器;

(5)在水箱(1-01)内注入养护水,并开启供气单元气体作用于试件裂缝下方,养护至设计龄期;

(6)排空水箱(1-01)内水分,开启加热器(1-03)烘干试件水分,对修复性能测试单元设置测试电压,测量电流,计算修复电阻,并换算为裂缝修复率,测试完成后撤除仪器。

5.根据权利要求4所述的测试方法,其特征在于,步骤(1)中砂浆配制时掺加导电纤维,纤维长度不低于6.0mm,直径不低于7.0μm,电阻率范围为1.0Ω·cm-1.6Ω·cm,体积掺量不低于2.0%。

6.根据权利要求4所述的测试方法,其特征在于,养护时选用的气体为CO2、O2、N2或空气中的一种或多种。

7.根据权利要求4所述的测试方法,其特征在于,步骤(4)中所述保压单元施加应力方向垂直于裂缝面,加载应力为13.0kN-20.0kN。

8.根据权利要求4所述的测试方法,其特征在于,所述测试和计算初始电阻、断裂电阻与修复电阻,测试电压选用范围均为10V-30V;

初始电阻计算方法为:

式中,U1—初始电阻测试电压,V;I1—初始电阻测量电流,A;

初始断裂电阻计算方法为:

式中,U2—断裂电阻测试电压,V;I2—断裂电阻测量电流,A;

修复电阻计算方法为:

式中,U3—断裂电阻测试电压,V;I3—断裂电阻测量电流,A。