专利名称：一种混凝土裂缝的测试方法及测试装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种混凝土裂缝的测试方法及测试装置。
背景技术：
在混凝土施工、尤其在大体积混凝土施工中常常出现裂缝，根 据《混凝土结构设计 规范》(BG50010-2002)的规定，在室内干燥环境中的裂缝宽度允许限值为0. 4mm，在室内一 般环境中的限值为0. 3mm，在室外环境中的限值为0. 2mm。当混凝土出现裂缝时，尤其是当 裂缝表面宽度接近或超过标准规定限值时，裂缝的深度及内部宽度就非常重要，施工和验 收人员需要根据这些指标来判断裂缝对结构承载力和耐久性等的影响。混凝土裂缝的表面宽度比较容易测试，但混凝土内部裂缝的测试就比较困难，目 前现有的检测方法主要是采用超声波方法，其基本原理是利用超声波绕过裂缝末端的传播 时间来计算裂缝的深度，其缺陷是测试和计算、分析过程复杂；更重要的是，该方法由于受 干扰因素较多，从而使测试结果的可靠性较低。本发明提供一种混凝土裂缝的测试装置及使用方法，能够很直观地评判混凝土的 裂缝是否贯通，并且对裂缝深度和内部平均宽度的测试与计算比较简单。

发明内容
本发明的目的在于提供一种混凝土裂缝的测试方法及测试装置。本发明提出的混凝土裂缝的测试方法，具体步骤如下对于可能已经贯通混凝土两侧的裂缝，将进气头粘在混凝土一侧裂缝的一端，使 进气口对准裂缝，用胶带将该侧裂缝的其余部分封闭，然后用软管连接进气头与气压表、液 化气瓶；将出气头粘在混凝土另一侧裂缝的一端，使出气口对准裂缝，然后用出气管连接气 压表、开关和U型管；测试时，先将出气部分的开关打开，在U型管中装入指示剂溶液；然后 缓慢打开液化气瓶开关，根据混凝土的裂缝宽度和厚度、即裂缝深度来选择经过一定的时 间后，观察与出气头连接的U型管里的指示剂中是否有气泡出现，如果有气泡产生，则说明 裂缝已经贯通混凝土两侧；如果没有气泡产生，则说明裂缝没有贯通，将裂缝看作2个单面 裂缝，对每一个面的裂缝分别进行如下测试；对于单面出现的混凝土裂缝，将进气头粘在混凝土裂缝的一端，使进气口对准裂 缝，用胶带将裂缝的其余部分封闭，然后用软导管连接进气头与气压表、液化气瓶；将出气 测粘在另一端，使出气口对准裂缝，然后用导管连接气压表、开关和U型管；测试时，先将出 气部分的开关打开，在U型管中装入指示剂；然后缓慢打开液化气瓶开关，直到与出气头连 接的U型管里的指示剂溶液中开始出现气泡；当指示剂开始变色时，关闭液化气瓶开关，根 据通气前后液化气瓶重量的变化，计算放进裂缝中的气体质量，然后根据气体在常压下的 比重计算出放进裂缝中的气体体积，并将其作为混凝土裂缝的体积；对于已经贯通混凝土 两侧的裂缝，根据裂缝的断面面积计算出裂缝的平均宽度；对于非贯通的混凝土裂缝，根据 裂缝的长度和表面裂缝宽度，计算出裂缝的平均深度。
本发明中，所述液化气7是液化的氢气、丁烷、石油气、天然气或煤气中的任一种， 当采用的气体密度小于空气，则进气头粘在混凝土裂缝靠上的位置，出气头粘在混凝土裂 缝靠下的位置；当采用的气体密度大于空气，则进气头粘在混凝土裂缝靠下的位置；出气 头粘在混凝土裂缝靠上的位置。
本发明提出的混凝土裂缝的测试装置，由进气部分和出气部分组成，其中，进气部 分由双面胶1、进气头2、软管3、气压表4、液化气瓶开关5、液化气瓶6和液化气7组成，软 管3 —端连接进气头2，另一端连接气压表4，气压表4连接液化气瓶开关5，液化气瓶6上 装有液化气瓶开关5，淮化气瓶6内装有液化气7，进气头2上贴有双面胶1 ；出气部分由双 面胶8、出气头9、出气管10、气压表11、开关12、U型管13和指示剂14组成，出气管10 — 端连接出气头9，另一端连接气压表11，气压表11连接开关12，U型管13 —端连接开关12， U型管13内装有指示剂14，出气头9上贴有双面胶8 ；测试时，进气部分的进气头2贴于被 测裂缝一侧，出气部分的出气头9贴于被测裂缝另一侧。本发明中，所述液化气7可以是液化的氢气、氮气、丁烷、石油气、天然气或煤气中 的任一种。本发明中，所述指示剂14可以是能够在遇到所用液化气体后改变颜色的甲基橙、 甲基红、溴百里酚蓝、酚酞或石蕊等指示剂中任一种。本发明的有益效果与传统采用超声波的方法相比，采用本发明方法能够更加直观地评价混凝土裂缝 是否贯通，对裂缝深度和内部平均宽度的测试与计算也比较简单。


图1是本发明采用测试装置的进气部分结构示意图。图2是本发明采用测试装置的出气部分结构示意图。图3是采用本发明测试装置进行裂缝测试操作的示意图。图中标号1为双面胶，2为进气头，3为软管，4为气压表，5为液化气瓶开关，6为 液化气瓶，7为液化气，8为双面胶，9为出气头，10为出气管，11为气压表，12为开关，13为 U型管，14为指示剂；15为混凝土，16为混凝土内部裂隙，17为混凝土一个面出现的裂缝， 18为混凝土另一个面出现的裂缝。
具体实施例方式下面通过模拟裂缝的实施例进一步说明本发明，但不限于本发明的内容。实施例1，步骤如下将两块尺寸均为长X宽=IOOOmmX 500mm的长方形玻璃板平行放置，以玻璃板之 间的空隙模仿混凝土裂缝。使玻璃板的间距设置为0. 20mm，并使玻璃板的长面垂直于水平 面，可以看作在玻璃板之间存在一条平均宽度0. 2mm的裂缝。然后采用本专利方法进行测试和计算验证，首先用胶带将玻璃板的四周边缝粘贴 密封，在一侧裂缝的上端和另一侧裂缝的下端胶带上分别扎一个直径0. 2mm的小孔。(1)将进气头粘在一侧裂缝的下端，使进气口对准裂缝小孔，并使进气头与小孔密 闭对接；
(2)采用精度为0. Olg的高精度电子称，称量装有液化丁烷气的钢瓶重量为 1237. 99g ；(3)用软导管连接进气测试头与气压表和液化气钢瓶；(4)将出气头粘在另一侧裂缝上端，使出气口对准小孔，并使出气头与小孔密闭对 接；(5)用硬导管连接气压表、开关和 U型管；(6)将出气开关打开，在U型管中装入酚酞指示剂溶液；(7)缓慢打开液化气瓶开关，可以透过玻璃观察到气体从玻璃板缝的下部逐步向 上充满缝隙，并且很快观察到酚酞指示剂溶液中出现气泡，说明该裂缝已经贯通此玻璃板 缝的两侧。(8)继续向裂缝中通入丁烷气，直到酚酞指示剂溶液开始变色时，关闭液化气瓶开关。(9)取下连接钢瓶的软管，采用高精度电子称称量钢瓶的重量为1235. 34g，再根 据通气前的钢瓶重量1237. 99g，得到通气后液化气瓶的重量比通气前减少2. 65g。(10)计算裂缝平均宽度。根据丁烷气在常压下的比重为2. 544g/L，计算放进玻 璃板缝中的丁烷气体积缝的内部体积(丁烷气重量/ 丁烷气比重)=(2. 57g)/(2. 544g/ L) = 1. 01022L = 1010220mm3。该玻璃板缝的断面面积为玻璃板的(长度)X (宽度)= 1000_X500_ = 500000mm2。则裂缝平均宽度=(裂缝内部体积)/(裂缝断面面积)= (1010220mm3) / (500000mm2) = 0. 202044mm。采用本方法测试和计算所得到的玻璃板缝平均宽度0. 202044mm,略高于所设置的 玻璃板缝宽度0. 20mm，误差为1 %，可以看出该方法的准确性较高。实施例2，步骤如下将两块尺寸均为长X宽=IOOOmmX 500mm的长方形玻璃板平行放置，以玻璃板之 间的空隙模仿混凝土裂缝。使玻璃板的间距设置为0. 20mm，并使玻璃板的长面垂直于水平 面，可以看作在玻璃板之间存在一条平均深度为500mm的裂缝。(1)然后采用本专利方法进行测试和计算验证，首先首先用胶带将玻璃板的四周 边缝粘贴密封，在同一侧裂缝的上、下端胶带上分别扎一个直径0. 2mm的小孔。(2)将进气头粘在直腰裂缝的下端，使进气口对准裂缝小孔，并使进气头与小孔密 闭对接；(3)采用电子称称量装有液化丁烷气的钢瓶重量为1231. 62g ；(4)用软导管连接进气测试头与气压表和液化气钢瓶；(5)将出气头粘在裂缝上端，使出气口对准裂缝小孔，并使出气头与小孔密闭对 接；(6)用硬导管连接气压表、开关和U型管；(7)将出气开关打开，在U型管中装入酚酞指示剂溶液；(8)缓慢打开液化气瓶开关，很快可以观察到酚酞指示剂溶液中出现气泡。(9)继续向裂缝中通入丁烷气，直到酚酞指示剂溶液开始变色时，关闭液化气瓶开关。(10)取下连接钢瓶的软管，称量钢瓶的重量为1229. 99g，再根据通气前的钢瓶重量1231. 62g，得到通气后液化气瓶的重量比通气前减少2. 63g。(11)计算裂缝平均宽度。根据丁烷气在常压下的比重为2. 544g/L，计算出放进裂缝中的丁烷体积、即裂缝内部体积为(丁烷气重量/ 丁烷气比重)=(2. 63g)/(2. 544g/ L) = 0. 1035L = 103500mm3。该裂缝的表面截面积=表面裂缝长度X表面裂缝宽度 =IOOOmmXO. 2mm= 200mm2。则裂缝平均深度=(裂缝内部体积)/(裂缝截面积)= (103500mm3)/(200mm2) = 517. 5mm。采用本方法测试和计算所得到的玻璃板缝平均深度为517. 5mm,略高于所设置的 玻璃板缝深度500mm，误差为3. 5%，可以看出该方法的准确性较高。
权利要求
一种混凝土裂缝的测试装置及使用方法，其特征在于具体步骤如下对于可能已经贯通混凝土两侧的裂缝，将进气头粘在混凝土一侧裂缝的一端，使进气口对准裂缝，用胶带将该侧裂缝的其余部分封闭，然后用软管连接进气头与气压表、液化气瓶；将出气头粘在混凝土另一侧裂缝的一端，使出气口对准裂缝，然后用出气管连接气压表、开关和U型管；测试时，先将出气部分的开关打开，在U型管中装入指示剂溶液；然后缓慢打开液化气瓶开关，根据混凝土的裂缝宽度和厚度、即裂缝深度来选择经过一定的时间后，观察与出气头连接的U型管里的指示剂中是否有气泡出现，如果有气泡产生，则说明裂缝已经贯通混凝土两侧；如果没有气泡产生，则说明裂缝没有贯通，将裂缝看作2个单面裂缝，对每一个面的裂缝分别进行如下测试；对于单面出现的混凝土裂缝，将进气头粘在混凝土裂缝的一端，使进气口对准裂缝，用胶带将裂缝的其余部分封闭，然后用软导管连接进气头与气压表、液化气瓶；将出气测粘在另一端，使出气口对准裂缝，然后用导管连接气压表、开关和U型管；测试时，先将出气部分的开关打开，在U型管中装入指示剂；然后缓慢打开液化气瓶开关，直到与出气头连接的U型管里的指示剂溶液中开始出现气泡；当指示剂开始变色时，关闭液化气瓶开关，根据通气前后液化气瓶重量的变化，计算放进裂缝中的气体质量，然后根据气体在常压下的比重计算出放进裂缝中的气体体积，并将其作为混凝土裂缝的体积；对于已经贯通混凝土两侧的裂缝，根据裂缝的断面面积计算出裂缝的平均宽度；对于非贯通的混凝土裂缝，根据裂缝的长度和表面裂缝宽度，计算出裂缝的平均深度。
2.根据权利要求1所述的混凝土裂缝的测试方法，其特征在于所述液化气7是液化的 氢气、丁烷、石油气、天然气或煤气中的任一种，当采用的气体密度小于空气，则进气头粘在 混凝土裂缝靠上的位置，出气头粘在混凝土裂缝靠下的位置；当采用的气体密度大于空气， 则进气头粘在混凝土裂缝靠下的位置；出气头粘在混凝土裂缝靠上的位置。
3.—种如权利要求1所述的混凝土裂缝的测试装置，其特征在于该装置由进气部分和 出气部分组成，其中，进气部分由双面胶(1)、进气头(2)、软管(3)、气压表(4)、液化气瓶开 关(5)、液化气瓶(6)和液化气(7)组成；软管(3) —端连接进气头(2)，另一端连接气压表 (4)，气压表(4)连接液化气瓶开关(5)，液化气瓶(6)上装有液化气瓶开关(5)，淮化气瓶 (6)内装有液化气(7)，进气头(2)上贴有双面胶(1)；出气部分由双面胶(8)、出气头(9)、 出气管(10)、气压表(11)、开关(12)、U型管(13)和指示剂(14)组成，出气管(10) 一端连 接出气头(9)，另一端连接气压表(11)，气压表(11)连接开关(12)，U型管(13) —端连接 开关(12)，U型管(13)内装有指示剂(14)，出气头(9)上贴有双面胶(8)；测试时，进气部 分的进气头(2)贴于被测裂缝一侧，出气部分的出气头(9)贴于被测裂缝另一侧。
4.根据权利要求3所述的混凝土裂缝的测试装置，其特征在于所述液化气(7丨是液化的 氢气、丁烷、石油气、天然气或煤气中的任一种。
5.根据权利要求3所述的混凝土裂缝的测试装置，其特征在于所述指示剂(14):为甲基 橙、甲基红、溴百里酚蓝、酚酞或石蕊指示剂中任一种。
全文摘要
本发明涉及一种混凝土裂缝的测试方法及测试装置，对于可能已经贯通混凝土两侧的裂缝，将进气头粘在混凝土一侧裂缝的一端，出气头粘在混凝土另一侧裂缝的一端，先将出气部分的开关打开，在U型管中装入指示剂溶液；打开液化气瓶开关，根据混凝土的裂缝宽度和厚度、即裂缝深度来选择经过一定的时间后，如果有气泡产生，则说明裂缝已经贯通混凝土两侧；如果无气泡产生，则说明裂缝没有贯通。该装置由进气部分的双面胶、进气头、软管、气压表、液化气瓶开关、液化气瓶和液化气与出气部分的双面胶、出气头、出气管、气压表、开关、U型管和指示剂组成；本发明快捷地判断裂缝是否贯通，对贯通的裂缝可测试、计算出贯通裂缝的平均宽度；对非贯通裂缝，可测试计算出裂缝的平均深度。
文档编号G01N21/78GK101858868SQ201010179349
公开日2010年10月13日 申请日期2010年5月20日 优先权日2010年5月20日
发明者吴利民, 朱洪波, 李好新, 汪旵生, 程跃胜, 闫广天 申请人:同济大学