專利名稱：混凝土暴露試驗加載裝置及試驗方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種試驗裝置及方法，具體地說是混凝土的試驗裝置及方法。
背景技術(shù)：
實際工程中混凝土的劣化失效通常是多重破壞因素耦合作用的結(jié)果，而且在研究混凝土耐久性問題上多數(shù)研究者喜歡采用特定的實驗設(shè)備模擬某一特定的環(huán)境進行快速試驗來研究問題，而根據(jù)單一因素作用來模擬試驗環(huán)境的方法研究分析混凝土耐久性問題難以準確反應(yīng)工程實際。因此，設(shè)計一種真實暴露環(huán)境-應(yīng)力狀態(tài)下的多因素耦合試驗裝置和試驗方法，對研究多因素耦合作用下混凝土性能的退化規(guī)律破壞機理及防護措施具有十分重要的意義。目前國內(nèi)外已經(jīng)有關(guān)于壓應(yīng)力及多因素耦合作用下混凝土暴露試驗加載裝置類 似的設(shè)計，并有對于該技術(shù)研究和分析的文獻報道；如國內(nèi)常用的應(yīng)力加載裝置由兩根立柱、一底板、一上壓板、若干滾軸、彈簧及螺母組成，與現(xiàn)在混凝土試件表面畫線以定滾軸位置，測定彈簧剛度，通過調(diào)整彈簧形變控制應(yīng)力大小。但該裝置在實驗過程中會因彈簧銹蝕導(dǎo)致應(yīng)力松弛，難以施加恒定應(yīng)力，若定期調(diào)整，步驟繁瑣。我國專利CN 2906592Y公布了一種傳感器法應(yīng)力加載裝置，它通過應(yīng)力傳感器采集荷載和控制彈簧形變對混凝土試件施加應(yīng)力，但制作成本較高，且傳感器存在受侵蝕溶液腐蝕的危險。我國專利CN 101979990A公布了一種可以一個加載器對應(yīng)多個夾具的自定位可拆卸式混凝土耐久性試驗應(yīng)力加載裝置，降低了成本，但其實驗過程中仍需定期調(diào)整螺母以保持應(yīng)力恒定而并沒有完全克服拉桿材料應(yīng)力松弛的問題。東南大學陳樹東的博士論文及我國專利CN 2906593Y提出了幾個利用杠桿原理設(shè)計的加載裝置，通過調(diào)整配重物對混凝土試件施加恒定應(yīng)力，具有無應(yīng)力松弛、經(jīng)濟性好、操作簡單等優(yōu)點，但加載效率比較低。例如在施加50%彎曲應(yīng)力加載40mm X 40mm X 160mm的試件時,杠桿長度需要0. 6米,這樣占用了大量的實驗空間，而且在進行長時間的暴露試驗中杠桿也會發(fā)生蠕變而改變力矩，從而影響試驗精度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供便于操作并適于在同時受壓及多因素耦合作用的混凝土暴露試驗加載裝置及試驗方法。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的本發(fā)明混凝土暴露試驗加載裝置，其特征是包括支架、水池、支護梁、加載器、混凝土試件、滾軸，支架包括橫梁、立柱，水池設(shè)置在支架立柱的下方，水池底部設(shè)置金屬板，支護梁安裝在支架的橫梁里，加載器安裝在支護梁上，每個加載器下端均連接一組混凝土試件，每組混凝土試件包括三個混凝土試件，混凝土試件置于水池內(nèi)，混凝土試件之間安裝滾軸，混凝土試件與金屬板之間也安裝滾軸。本發(fā)明混凝土暴露試驗方法，采用混凝土暴露試驗加載裝置，其特征是按四點彎曲試驗規(guī)范在混凝土試件的相應(yīng)受力處畫上記號，將三個混凝土試件交錯疊放于一水池內(nèi)的金屬板上，在所有做記號處放置金屬滾軸，之后將加載器通過下端金屬壓板放置于混凝土試件最上端的兩根金屬滾軸上，加載器上端的金屬桿穿過支護梁上的圓孔，調(diào)整混凝土試件與圓孔的相對位置以保證金屬桿處于豎直狀態(tài)，在加載器的托盤內(nèi)放置相應(yīng)的壓重物直到混凝土試件受彎應(yīng)力達到其實驗設(shè)計值，之后對水池內(nèi)充水或定期使用支架橫梁下表面設(shè)有的噴灌帶給試件噴水或腐蝕液，以變換實驗條件進行暴露試驗。本發(fā)明還可以包括I、所述的加載器包括壓重物、托盤、桿、壓板，壓重物置于托盤上，桿連接托盤和壓板，壓板連接混凝土試件，壓板與混凝土試件之間安裝滾軸。2、所述的橫梁下表面設(shè)置噴灌帶。本發(fā)明的優(yōu)勢在于本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，可以模擬實際工程中應(yīng)力、化學 侵蝕、碳化、干濕循環(huán)或凍融循環(huán)共同作用于混凝土構(gòu)件的真實工況。且本發(fā)明解決了由于長期暴露試驗中夾具拉桿或杠桿因為材料的松弛或蠕變導(dǎo)致的試驗精度的損失問題，從而使實驗室測得的數(shù)據(jù)更具有工程參考價值。


圖I為本發(fā)明的混凝土暴露試驗加載裝置的外觀透視圖；圖2為本發(fā)明的混凝土暴露試驗加載裝置中加載器及混凝土試件的外觀透視圖；圖3為本發(fā)明的混凝土暴露試驗加載裝置中混凝土試件、金屬滾軸、金屬板及加載器間相互擺放位置的詳圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細地描述結(jié)合圖I 3，本發(fā)明混凝土暴露試驗加載裝置由支架1，水池2，支護梁3，加載器4，混凝土試件5五個部分組成。下面對本發(fā)明各個部件的連接方式及其作用闡述如下所述混凝土試件5置于水池2內(nèi)，加載器4下端放在混凝土試件5上，上端被支護梁3約束，支護梁3的兩端分別與支架I的兩平行橫梁連接。支架I由四根立柱和四根橫梁組成，橫梁首尾相接呈矩形狀，其四個拐角與四根立柱連接，兩平行橫梁間每隔一定距離設(shè)有一凹槽，橫梁下表面設(shè)有噴灌帶，噴灌帶起始端從該支架I引出(參見圖I)。所述加載器4最頂端有扁平狀金屬托盤7，托盤7下表面中央處固定有一個圓柱形金屬桿8,金屬桿8下端固定在一個金屬壓板9上(參見圖2)。所述支護梁3上每隔一定距離設(shè)有一個比加載器4圓柱形金屬桿8的截圓面積略大的圓孔。所述水池2內(nèi)設(shè)有若干金屬板11和圓柱形金屬滾軸10?；炷帘┞对囼灧椒ㄊ褂脮r先按四點彎曲試驗規(guī)范在混凝土試件5的相應(yīng)受力處畫上記號，將三個混凝土試件5交錯疊放于一水池2內(nèi)的金屬板11上，在所有做記號處放置金屬滾軸10，之后將加載器4通過下端金屬壓板9放置于混凝土試件5最上端的兩根金屬滾軸10上，加載器4上端的金屬桿8穿過支護梁3上的圓孔(參見圖3)，調(diào)整混凝土試件5與圓孔的相對位置以保證金屬桿8處于豎直狀態(tài)，在加載器4的托盤7內(nèi)放置相應(yīng)的壓重物6直到混凝土試件受彎應(yīng)力達到其實驗設(shè)計值。之后可以在對水池2內(nèi)充水或定期使用支 架I橫梁下表面設(shè)有的噴灌帶給試件噴水或腐蝕液等條件下進行暴露試驗。
權(quán)利要求
1.混凝土暴露試驗加載裝置，其特征是包括支架、水池、支護梁、加載器、混凝土試件、滾軸，支架包括橫梁、立柱，水池設(shè)置在支架立柱的下方，水池底部設(shè)置金屬板，支護梁安裝在支架的橫梁里，加載器安裝在支護梁上，每個加載器下端均連接一組混凝土試件，每組混凝土試件包括三個混凝土試件，混凝土試件置于水池內(nèi)，混凝土試件之間安裝滾軸，混凝土試件與金屬板之間也安裝滾軸。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的混凝土暴露試驗加載裝置，其特征是所述的加載器包括壓重物、托盤、桿、壓板，壓重物置于托盤上，桿連接托盤和壓板，壓板連接混凝土試件，壓板與混凝土試件之間安裝滾軸。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的混凝土暴露試驗加載裝置，其特征是所述的橫梁下表面設(shè)置噴灌帶。
4.混凝土暴露試驗方法，采用權(quán)利要求I所述的混凝土暴露試驗加載裝置，其特征是按四點彎曲試驗規(guī)范在混凝土試件的相應(yīng)受力處畫上記號，將三個混凝土試件交錯疊放于一水池內(nèi)的金屬板上，在所有做記號處放置金屬滾軸，之后將加載器通過下端金屬壓板放置于混凝土試件最上端的兩根金屬滾軸上，加載器上端的金屬桿穿過支護梁上的圓孔，調(diào)整混凝土試件與圓孔的相對位置以保證金屬桿處于豎直狀態(tài)，在加載器的托盤內(nèi)放置相應(yīng)的壓重物直到混凝土試件受彎應(yīng)力達到其實驗設(shè)計值，之后對水池內(nèi)充水或定期使用支架橫梁下表面設(shè)有的噴灌帶給試件噴水或腐蝕液，以變換實驗條件進行暴露試驗。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供混凝土暴露試驗加載裝置及試驗方法，包括支架、水池、支護梁、加載器、混凝土試件、滾軸，支架包括橫梁、立柱，水池設(shè)置在支架立柱的下方，水池底部設(shè)置金屬板，支護梁安裝在支架的橫梁里，加載器安裝在支護梁上，每個加載器下端均連接一組混凝土試件，每組混凝土試件包括三個混凝土試件，混凝土試件置于水池內(nèi)，混凝土試件之間安裝滾軸，混凝土試件與金屬板之間也安裝滾軸。本發(fā)明可以模擬實際工程中應(yīng)力、化學侵蝕、碳化、干濕循環(huán)或凍融循環(huán)共同作用于混凝土構(gòu)件的真實工況，解決了由于長期暴露試驗中夾具拉桿或杠桿因為材料的松弛或蠕變導(dǎo)致的試驗精度的損失問題，從而使實驗室測得的數(shù)據(jù)更具有工程參考價值。
文檔編號G01N3/02GK102778399SQ201210220088
公開日2012年11月14日 申請日期2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月29日
發(fā)明者劉宗民, 周鵬, 喻虎, 孫超, 毛繼澤, 溫家寶 申請人:哈爾濱工程大學