1.一种滑道式混凝土热膨胀系数测量装置,其特征在于:包括有试验测试箱和测试元件,在测试箱内部底板上,分别设置有两条平行的纵、横向滑道,在测试箱的一端与箱壁距离10cm处放置一块固定底模板,固定底模板通过螺栓与测试箱底板牢固连接;在固定底模板的侧面,一侧设置一块固定侧模板,固定侧模板通过螺栓固定于测试箱底板上,另一侧设置一块可滑动侧模板,可滑动侧模板能够沿两条横向滑道滑动;在可滑动侧模板上设置一排孔洞;在测试箱的另一端设置一块可滑动顶模板,可滑动顶模板与两块侧模板垂直设置,可滑动顶模板能够沿两条纵向滑道滑动;可滑动顶模板上设置一排孔洞;固定底模板、固定侧模板、可滑动侧模板和可滑动顶模板与测试箱的底板形成半封闭区域,用于盛放新拌混凝土测试试件;
所述的测试元件包括两个拉线式位移传感器、四个电炉以及两个热电偶传感器,在高于混凝土试样上表面的固定底模板顶部和固定侧模板的顶部各垂直放置一块塑料顶板,塑料顶板与下方的固定底模板和固定侧模板分别牢固粘接,拉线性式位移传感器放置在塑料顶板上,固定底模板上方的拉线式位移传感器的另一端固定在可滑动顶模板上,固定侧模板上方的拉线式位移传感器的另一端固定在可滑动侧模板上;
一个热电偶传感器埋入混凝土试样中,另一个放置于测试箱内部,通过电炉使箱内温度升高,两块纵向的测试箱面板上分别预留三个孔洞,测试元件导线通过设置在两块纵向的测试箱面板上的孔洞与外部采集装置相连;
两条纵向平行滑道对称地设置在可滑动顶模板的中部位置;
两条横向平行滑道对称地设置在可滑动侧模板的中部位置。
2.根据权利要求1所述的一种滑道式混凝土热膨胀系数测量装置,其特征在于:所述的测试箱是由共聚甲醛塑料板和保温材料共同组成的六面拼装可活动式容器体。
3.根据权利要求1所述的一种滑道式混凝土热膨胀系数测量装置,其特征在于:所述的可滑动侧模板和可滑动顶模板上,位于高度中部位置处,沿板横向设置一排直径为0.5cm的孔洞,每两个相邻孔洞中心间隔1cm。
4.根据权利要求1所述的一种滑道式混凝土热膨胀系数测量装置,其特征在于:所述的固定底模板、固定侧模板、可滑动侧模板及可滑动顶模板高度相等。
5.根据权利要求1~4任一项所述的测量装置的测试方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)将各测试元件均匀放置在测试箱内,并将导线通过孔洞与外部采集装置相连;
(2)在可滑动顶模板底部和可滑动侧模板底部与箱壁之间放置支撑木块,由可滑动顶模板、可滑动侧模板、固定底模板和固定侧模板共同组成一个半封闭区域,将搅拌均匀的混凝土加入半封闭区域内,在浇筑混凝土的过程中,将一个热电偶传感器及四根细钢筋埋入混凝土试样中,其中,两根细钢筋沿着测试箱的纵向放置,另外两根细钢筋沿着测试箱的横向放置;
(3)混凝土浇筑完毕,将预先埋入于混凝土试样中的沿着测试箱纵向放置的细钢筋一端穿入设置于可滑动顶模板高度中部位置处的孔洞,同时,将沿着测试箱横向放置的细钢筋一端穿入设置于可滑动侧模板高度中部位置处的孔洞,细钢筋与模板通过绑扎的方式牢固连接;
(4)将两个拉线式位移计固定好,测量并记录混凝土试样沿纵、横两个方向的初始距离,分别记为X0、Y0;测量所浇筑的混凝土试样高度,记为Z;同时,利用两个热电偶传感器分别测量并记录混凝土试样及测试箱内的初始温度,分别记为Th0、Tx0;设定好所有的测量元件后,将放置于可滑动顶模板底部和可滑动侧模板底部与箱壁之间的支撑木块取出,盖上测试箱的上部面板,使混凝土试样在自然条件下发生膨胀或收缩,分别推动可滑动顶模板及可滑动侧模板在纵向滑道及横向滑道上产生位移;通过两个方向的位移计对试样所产生的位移进行实时采集,通过公式(1)~(4)计算,获得混凝土从入模到固化前的热膨胀系数;
(5)在混凝土试样固化后,通过电炉进行加热,盖上测试箱的上部面板,让混凝土试样继续发生热膨胀;此时,两个热电偶传感器分别对混凝土试样及测试箱内的温度进行实时采集,并通过位移传感器测量不同温度下的混凝土试样在两个方向上发生的位移量;利用公式(1)~(4)计算,获得混凝土试样固化后在任意温度下的热膨胀系数;
(6)假设混凝土试样在Ti温度下,由于发生热膨胀,两个方向上产生的位移分别为Xi、Yi,假设混凝土试样的高度Z不发生变化,通过下列公式(1)~(4)计算出混凝土试样的热膨胀系数:V=X0Y0Z (1)
ΔV=(Xi‑X0)(Yi‑Y0) Z (2)
ΔT=Ti‑Th0 (3)
α=ΔV/ (V×ΔT) (4)
其中,α为混凝土的热膨胀系数,V 为混凝土试样的初始体积,ΔV为混凝土试样的体积变化,ΔT 为混凝土试样的温度变化。