DB21 T 3144—2019 变温条件下的水工混凝土自生体积变形试验规程.pdf

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1、ICS 19.020 P 25 备案号 :xxx-xxx DB21 辽宁省 地 方 标 准 DB21/T 3144 2019 变温条件下的 水工 混凝土自生体积 变形试验 规程 Test standard for concrete self-generating volume deformation in variable temperature conditions 2019 - 05 - 30 发布 2019 - 06 - 30 实施 辽宁省市场监督管理局 发布 DB21/T 3144 2019 I 目 次 前言 . II 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语、定义和符号

2、 . 1 3.1 术语、定义 . 1 3.2 符号 . 1 4 原理 . 2 5 仪器和设备 . 2 5.1 应变测量仪器 . 2 5.2 应变计率定设备 . 2 5.3 试件桶 . 2 5.4 程控恒温试验箱 . 2 5.5 试验系统 . 2 6 试件 . 3 6.1 试件尺寸 . 3 6.2 试件数量 . 3 6.3 试件制备 . 3 7 试验步骤 . 4 7.1 应变计的率定 . 4 7.2 试件桶密封性能测试 . 4 7.3 试验温度程序设置 . 4 7.4 试件制备 . 4 7.5 基准值的选定 . 4 7.6 测量 . 4 8 试验结果 . 4 8.1 温度计算 . 4 8.2 自

3、生体积变形量计算 . 5 附 录 A （资料性附录） 混凝土线膨胀系数测定 . 6 附 录 B （资料性附录） 变温条件下水工混凝土自生体积变形试验记录 . 8 DB21/T 3144 2019 II 前 言 本标准按照 GB/T 1.1-2009标准化工作导则 第 1部分：标准的结构和编 写的规则起草。 本 标准 共分 8章和 2个 附录 ，主要内容包括 ： 范围 、规范性引用文件、术语和定义、原理、仪器和设 备、试件、试验步骤、试验结果 等 。 本 标准 定义了变温 条件下 水工 混凝土自生体积变形 试验 ，规定了混 凝土试件尺寸、级配的要求、混凝土自生体积变形基准值等。 本 标准 为 推

4、荐性 标准 。 本 标准 由 辽宁省 水利厅 提出 并归口 。 本 标准 起草单位： 沈阳兴禹水利建设工程质量检测有限公司 、 辽宁省水利水电勘测设计研究院 有限 责任 公司 、东北煤田地质局沈阳测试中心、辽宁省水利工程建设质量与安全监督中心站、沈阳计量测试 院、辽阳市文圣区工程质量安全 监督站、中冶沈勘工程技术有限公司、沈阳水务发展集团有限公司。 本 标准 主要起草人： 杨冬鹏、 佟胤铮、 关卫军 、 金亮、 赵玉权、 曹卫东 、 马秀梅 、 李静 、王旭东、 张霁宇、郭湛湛、王福峰、王多姿、 李伟、贾永革、王馨雪、 王茺、 任金来、 张巍 、许强、任众、张宜 洪、 韩义超、 陈永彰 、 王

5、成山、曹刚、 那荣越 、 刘世鹏 、 赵明 、 袁兴泽 、 邹建飞、张黎、方亮 、 姜子南 、 黄兵、王俊达、 宫治平 、 刘丽 、 郭继东 、 李郝鹏 、 陈刚 、 姜宏 、 裘春露 。 DB21/T 3144 2019 1 变温条件下 的 水工 混凝土自生体积变形试验 规程 1 范围 本 标准 规定了变温条件下 的 水工 混凝土自生体积变形试验 的 术语和 定义、原理、仪器和设备、试件、 试验步骤、试验结果等 。 本 标准 适用于 变温条件下 的 水工 混凝土 的 自生体积变形试验。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅 注日期的版本适用于本文

6、件。 凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 10592 高低温试验箱技术条件 GB/T 3408.1 大坝监测器 应变计 第 1部分：差动电阻式应变计 SL 352 水工混凝 土试验规程 3 术语 、 定义 和符号 3.1 术语、定义 下列术语和定义适于本 文件 。 3.1.1 变温条件下 混凝土自生体积变形 concrete self-generating volume deformation in variable temperature conditions 混凝土处于模拟环境 温度 中，在 绝湿和 无外荷载的条件下，仅仅由于胶凝材料的水化作用引

7、起的体 积变形。 3.1.2 混凝土线膨胀系数 the coefficient of thermal dilation of concrete 在不受外界干扰（不受外力、不与外界发生湿度交换等），只受自身属性影响时，混凝土在单位温 度 变化下长度相对原长的变化量。它是混凝土的主要热物理特性参数之一。 3.2 符号 下列符号适用于本文件。 Gt 混凝土自生体积变形； f 应变计应变灵敏度； z 测量的电阻比； 0z 电阻比基准值； b 应变计温度 修正 系数； DB21/T 3144 2019 2 a 混凝土线膨胀系数 ； T 实测温度； 0T 温度基准值 ； a 应变计温度灵敏系数； R 观测

8、电阻； 0R 0 电阻。 4 原理 为了模拟实地环境 温度的变化对水工大体积混凝土自生体积变形的影响，在温度可控的试验箱中 ， 在绝湿和无外荷载的条件下，利用应变计测量 水工大体积 混凝土 自生体积表形在变温条件下的变化。 5 仪器和设备 5.1 应变 测量仪器 测量传感器 可 采用差动式电阻应变计， 应变计标距不小于最大粒径的三倍：最大粒径不大于 40mm 时，应变计标距 100mm 150mm；最大粒径 40mm 80mm时，应变计标距可选择 250mm。 精度高于 410 -6。 其它：水工比例电桥等。精度高于 410 -6。 5.2 应变计率定设备 包括应变计率定器 （电阻比 0.01

9、%、电阻值 0.01 ） 、可控温试验箱 （温度调节范围： -10 50 、 调 控精度： 0.1 ） 、标准温度计（ 测量范围： -10 50 ，精度 ： 0.1 ）、兆欧表 （精度： 0.01 ） 。 5.3 试件桶 用镀锌板 、硬质密封塑料桶 或其他材料 制作 的具有良好密封性能的密封式圆柱形试件桶 。 试件制作 完成后，应能有简单方便的措施保证其密封性能。 5.4 程控 恒温 试验 箱 程控恒温试验箱应满足以下指标： 工作空间满足至少 一组（至少两个）以上的试件 进行试验 。 宜采用防冻液 等 作为介质 溶液 ，当设计 试验 温度均大于 0 时，也可采用水作为介质 溶液 。试验 箱 最

10、低标称温度和最高标称温度应 满足试验要求。一般应满足 -30 至 +50 的要求。 试验箱 温度变化速率 宜为每 5min的平均变化速率为 5 1 /min。 测温设备：采用 热电偶 测量试验箱内温度，精度应能达到 0.1 ；当采用其它测温器时，应以热电 偶测温法为准，进行率定。 在整个试验过程中， 能保证 试验 箱内温度按照 设定程序 变化， 要求 试验箱温度稳定后， 控制温度不 能超过温度 设定 值 0.5 。 满足 GB/T 10592中相关其它要求。 5.5 试验系统 变温条件下 的水工 混凝土自生体积变形试验系统 示意图如图 1所示，整个试验系统 主要由加热 系统 、 制冷系统和数据

11、采集系统 三 部分组成。 DB21/T 3144 2019 3 说明： 1电缆； 2试样桶； 3应变计； 4混凝土试件。 图 2 应变计安装示意图 热电偶 温度控制器 混 凝 土 应 变 计 集线器 试验箱 数据控制采集器 电 脑 试件桶 保 温 介 质 图 1 变温条件下水工混凝土自生体积变形试验系统示意图 6 试件 6.1 试件 尺寸 试件 的直径和高度应为混凝土粗骨料最大粒径的 5倍以上， 尺寸应根据工程规模及混凝土级配合理 调节。 且试件 最小尺寸 不应小于 直径 为 200mm、高度 500mm的圆柱形试件 。 6.2 试件 数量 每组至少应同时制备 2个满足要求的 试件 ，根据试验

12、及工程要求，可 适当增加 试件 数量。 6.3 试件 制备 6.3.1 根据骨料最大粒径选择 合适标距 的应变计 ，并进行率定 ，合格后方 能使用。 6.3.2 密封 试件桶在试验前应进行严格检查， 按 本文 7.2节进行密封性 试 验，密封方法应具有较好的可操作性 。 6.3.3 应变计安装应按图 2所示采取合适方法 将应变计垂直固定在试件桶 中心，注意应变计的固定不应影响应变的测量，在成型时不应使应变计损 坏。 6.3.4 成型试件前、后，量测应变计的电阻及电阻比，作好记录。 6.3.5 混凝土拌制按 SL 352水工混凝土试验规程中相关规定进行，其 中三级配和四级配大体积混凝土按照 SL

13、 352水工混凝土试验规程 中 相 关要求 制作。 6.3.6 为保证数据的准 确性，制作试件时应注意应变计两端 之间 的骨料粒 径不要大于应变计标距的 1/5。如 标距 100mm的差阻应变计两端之间的骨料 不要大于 20mm；标距 250mm的差阻应变计两端之间的骨料不要大于 50mm。 6.3.7 将混凝土拌合物至少分三层装入密封桶内，每层高度约 200mm，人工插捣或振动台振捣密实。 每组试件至少两个。 DB21/T 3144 2019 4 6.3.8 试件成型后，应尽快将密封桶的盖板盖好，周边及应变计电缆出口处应密封，以防试件水分散失。 密封可采用玻璃胶或热熔胶 等 。 7 试验步骤

14、 7.1 应变计的率定 记录应变计编号和初始电阻及电阻比 ，注 意初始电阻及电阻比的测定应在应变计放置于工作条件下 24h以上后进行 。 7.2 试件桶密封性能测试 将试件桶 装入重物后 完全浸泡入试验箱液体中，试验箱温度按试验要求经历一个温度周期 ， 时间 24h，试件桶无气泡冒出，也无液体进入，则试件桶密封良好。 7.3 试验温度程序设置 详细调查工程所在地历年气候温度，根据试验要求设计试验温度程序并录入 温度 控制器。一个试验 周期的试验温度可根据需要采用若干个年份的月平均温度控制试验箱温度按照历年趋势变化。起始温度 以混凝土现场浇筑时间为节点设定，根据需要以一个周期设定一个温度，温度

15、为调查的历年同时期气温 的平均值。 7.4 试件 制备 试件制备应按 6.3节的有关规定进行。 试件制备完成后立即放置在试验箱内，不要移动 、 振动 试件 桶。 7.5 基准值的选定 以 现场 拌和 或预计环境温度下 混凝土的初凝时间的应变计的测值为基准值。 7.6 测量 7.6.1 人工测量：以被测混凝土的初凝时间为起始时间 ，此后 2h、 6h、 12h、 24h各量测应变计电阻及电 阻比一次，以后每天量测一次至两周，然后根据设计的温度周期进行量测，但每周至少测量一次。测量 至一年或试验设定日期。 7.6.2 自动测量：可选购数据自动采集装 置进行数据的自动采集。也可选用其它自动化系统，但

16、应保证 系统的稳定性。 8 试验结果 8.1 温度计算 混凝土测定温度按下式计算： 0()T a R R， 60 0T （ 1） 0()T a R R， 0 25T （ 2） 式中 ： T 测点混凝土 温度 （ ） ； R 电阻 测值（ ） ； DB21/T 3144 2019 5 a 应变计 零上 温度灵敏系数 （ /） ， 数值由应变计厂家提供 ； a 应变计 零下 温度灵敏系数 （ /） ， 数值由应变计厂家提供 ； 0R 应变计的计算 0 电阻 值（ ） ， 数值由应变计厂家提供 。 8.2 自生体积变形 量计算 单个 混凝土 试件 自生 体积变形量 按式 （ 3） 计算（精确至 11

17、0-6）： 00G ( ) ( ) ( )t f z z b a T T （ 3） 式中 ： Gt 测点 混凝土自生体积变形 量 （ 10-6） ； f 应变计应变灵敏度 ，即应变计最小读数（ 10-6/0.01%）， 数值 由应变计厂家提供 ； z 电阻比 测值 （ 0.01%） ； 0z 电阻比基准值 （ 0.01%） ； b 应变计温度 修正 系数 （ 10-6/ ） ，数值由应变计厂家提供 ； a 混凝土线膨胀系数 （ 10-6/ ） ， 按 附录 A给出的试验方法经试验确定； T 测 点 混凝土 温度 （ ） ，由温度计算公式计算得到 ； 0T 温度基准值 （ ） ，用与 0z 同时

18、测得的电阻值由温度计算公式计算得到。 以 每组试件测值的平均值作为试验结果，试验结果记录表格 可采用 附录 B所示 格式 。 DB21/T 3144 2019 6 附 录 A （资料性附录） 混凝土线膨胀系数测定 A.1 目的 测定混凝土 的 线膨胀系数。 A.2 仪器设备 A.2.1 带有搅拌器的自动控制恒温水箱，大小视一次试验试件的多少而定。要求箱内水面没过试件 筒顶 50mm 左右，温度控制精度 0.5 以内。如满足需要可以直接应用自生体积变形试验恒温水箱。 A.2.2 量测仪器：自生体积变形所用差动式电阻应变计和比 例电桥；长杆温度计，测温范围 -10 100 ，精度 0.1 . A.

19、2.3 试模： 自生体积变形试验所用试模 。 A.2.4 厚 23mm 的橡皮 ， 胶布等。 A.3 试验步骤 A.3.1 按 6.3 的方法进行试件的制作和养护，每组试件为两个。测完混凝土自身体积变形的试件， 也可用于本试验。 A.3.2 新制作的试件在温度 20 2 ，湿度不小于 95%环境中 养护 7d 或 测完混凝土自身体积变形 的试件 放入恒温水箱内，箱中水面应没过试件顶面 50mm 以上。水的起始温度可在 10-20 之间。 A.3.3 控制水温使其恒定。量测应变计 的电阻和电阻比，并用温度计测读水温。当试件中心温度与 水温一致时记下读数，即为试验初始温度的测值。恒温的标准是相隔

20、1h 温度不得超过 0.1 。为使箱中 的水温均匀，必须经常开动搅拌器。 A.3.4 调整恒温箱温度控制器，使水温上升到 60 左右，恒温后记下试件中心温度与水温一致时的 电阻、电阻比和水温，即为试验终止时的测值。 A.4 试验结果 A.4.1 试件的中心温度及应变值分别按公式（ A-1）、公式（ A-2）计算： = ( )toa R R （ A-1） ()m t of Z ba R R （ A-2） 式中 试件的中心温度 （ ） ； m 混凝土试件的应变值（ 10-6） ； tR 试验终止时仪器的电阻（ ） ； oR 试验开始时仪器的电阻 （ ） ； a 仪器温度灵敏度系数 （ /） ； b

21、 仪器温度补偿系数 （ 10-6/ ） ； DB21/T 3144 2019 7 f 应变计灵敏度 （ 10-6/0.01%） ； Z 电阻比变化量，即试验终止温度的电阻比与初始温度电阻比之差值。 A.4.2 混凝土的线膨胀系数按公式（ A-3）计算（准确至 0.110-6/ ），取两个试件测值的平均值作 为试验结果。 m （ A-3） 式中 混凝土线膨胀系数 （ 10-6/ ） ； 试验终止温度与初始温度之差 （ ） 。 DB21/T 3144 2019 8 附 录 B （资料性附录） 变温条件下水工 混凝土自生体积变形 试验 记录 试验编号： 工程名称： 试样 编号： 试验日期： 环境温度： 环境湿度： 试验设备： 依据标准： 混凝土线膨胀系数 a ： 0R ： f ： 0T ： No 仪 ： a ： b ： 0Z ： 时间 R R T T Z Z fZ bT 0 T GT 恒温箱 温度 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 月 日 时 0RR aR 0TT 0ZZ 7f 5b 89 5a 10 11 试验 ： 计算 ： 校核 ： DB21/T 3144 2019 9