专利名称：混凝土暴露试验加载装置及试验方法
技术领域：
本发明涉及的是一种试验装置及方法，具体地说是混凝土的试验装置及方法。
背景技术：
实际工程中混凝土的劣化失效通常是多重破坏因素耦合作用的结果，而且在研究混凝土耐久性问题上多数研究者喜欢采用特定的实验设备模拟某一特定的环境进行快速试验来研究问题，而根据单一因素作用来模拟试验环境的方法研究分析混凝土耐久性问题难以准确反应工程实际。因此，设计一种真实暴露环境-应力状态下的多因素耦合试验装置和试验方法，对研究多因素耦合作用下混凝土性能的退化规律破坏机理及防护措施具有十分重要的意义。目前国内外已经有关于压应力及多因素耦合作用下混凝土暴露试验加载装置类 似的设计，并有对于该技术研究和分析的文献报道；如国内常用的应力加载装置由两根立柱、一底板、一上压板、若干滚轴、弹簧及螺母组成，与现在混凝土试件表面画线以定滚轴位置，测定弹簧刚度，通过调整弹簧形变控制应力大小。但该装置在实验过程中会因弹簧锈蚀导致应力松弛，难以施加恒定应力，若定期调整，步骤繁琐。我国专利CN 2906592Y公布了一种传感器法应力加载装置，它通过应力传感器采集荷载和控制弹簧形变对混凝土试件施加应力，但制作成本较高，且传感器存在受侵蚀溶液腐蚀的危险。我国专利CN 101979990A公布了一种可以一个加载器对应多个夹具的自定位可拆卸式混凝土耐久性试验应力加载装置，降低了成本，但其实验过程中仍需定期调整螺母以保持应力恒定而并没有完全克服拉杆材料应力松弛的问题。东南大学陈树东的博士论文及我国专利CN 2906593Y提出了几个利用杠杆原理设计的加载装置，通过调整配重物对混凝土试件施加恒定应力，具有无应力松弛、经济性好、操作简单等优点，但加载效率比较低。例如在施加50%弯曲应力加载40mm X 40mm X 160mm的试件时,杠杆长度需要0. 6米,这样占用了大量的实验空间，而且在进行长时间的暴露试验中杠杆也会发生蠕变而改变力矩，从而影响试验精度。
发明内容
本发明的目的在于提供便于操作并适于在同时受压及多因素耦合作用的混凝土暴露试验加载装置及试验方法。本发明的目的是这样实现的本发明混凝土暴露试验加载装置，其特征是包括支架、水池、支护梁、加载器、混凝土试件、滚轴，支架包括横梁、立柱，水池设置在支架立柱的下方，水池底部设置金属板，支护梁安装在支架的横梁里，加载器安装在支护梁上，每个加载器下端均连接一组混凝土试件，每组混凝土试件包括三个混凝土试件，混凝土试件置于水池内，混凝土试件之间安装滚轴，混凝土试件与金属板之间也安装滚轴。本发明混凝土暴露试验方法，采用混凝土暴露试验加载装置，其特征是按四点弯曲试验规范在混凝土试件的相应受力处画上记号，将三个混凝土试件交错叠放于一水池内的金属板上，在所有做记号处放置金属滚轴，之后将加载器通过下端金属压板放置于混凝土试件最上端的两根金属滚轴上，加载器上端的金属杆穿过支护梁上的圆孔，调整混凝土试件与圆孔的相对位置以保证金属杆处于竖直状态，在加载器的托盘内放置相应的压重物直到混凝土试件受弯应力达到其实验设计值，之后对水池内充水或定期使用支架横梁下表面设有的喷灌带给试件喷水或腐蚀液，以变换实验条件进行暴露试验。本发明还可以包括I、所述的加载器包括压重物、托盘、杆、压板，压重物置于托盘上，杆连接托盘和压板，压板连接混凝土试件，压板与混凝土试件之间安装滚轴。2、所述的横梁下表面设置喷灌带。本发明的优势在于本发明结构简单、操作方便，可以模拟实际工程中应力、化学 侵蚀、碳化、干湿循环或冻融循环共同作用于混凝土构件的真实工况。且本发明解决了由于长期暴露试验中夹具拉杆或杠杆因为材料的松弛或蠕变导致的试验精度的损失问题，从而使实验室测得的数据更具有工程参考价值。
图I为本发明的混凝土暴露试验加载装置的外观透视图；图2为本发明的混凝土暴露试验加载装置中加载器及混凝土试件的外观透视图；图3为本发明的混凝土暴露试验加载装置中混凝土试件、金属滚轴、金属板及加载器间相互摆放位置的详图。
具体实施例方式下面结合附图举例对本发明做更详细地描述结合图I 3，本发明混凝土暴露试验加载装置由支架1，水池2，支护梁3，加载器4，混凝土试件5五个部分组成。下面对本发明各个部件的连接方式及其作用阐述如下所述混凝土试件5置于水池2内，加载器4下端放在混凝土试件5上，上端被支护梁3约束，支护梁3的两端分别与支架I的两平行横梁连接。支架I由四根立柱和四根横梁组成，横梁首尾相接呈矩形状，其四个拐角与四根立柱连接，两平行横梁间每隔一定距离设有一凹槽，横梁下表面设有喷灌带，喷灌带起始端从该支架I引出(参见图I)。所述加载器4最顶端有扁平状金属托盘7，托盘7下表面中央处固定有一个圆柱形金属杆8,金属杆8下端固定在一个金属压板9上(参见图2)。所述支护梁3上每隔一定距离设有一个比加载器4圆柱形金属杆8的截圆面积略大的圆孔。所述水池2内设有若干金属板11和圆柱形金属滚轴10。混凝土暴露试验方法使用时先按四点弯曲试验规范在混凝土试件5的相应受力处画上记号，将三个混凝土试件5交错叠放于一水池2内的金属板11上，在所有做记号处放置金属滚轴10，之后将加载器4通过下端金属压板9放置于混凝土试件5最上端的两根金属滚轴10上，加载器4上端的金属杆8穿过支护梁3上的圆孔(参见图3)，调整混凝土试件5与圆孔的相对位置以保证金属杆8处于竖直状态，在加载器4的托盘7内放置相应的压重物6直到混凝土试件受弯应力达到其实验设计值。之后可以在对水池2内充水或定期使用支 架I横梁下表面设有的喷灌带给试件喷水或腐蚀液等条件下进行暴露试验。
权利要求
1.混凝土暴露试验加载装置，其特征是包括支架、水池、支护梁、加载器、混凝土试件、滚轴，支架包括横梁、立柱，水池设置在支架立柱的下方，水池底部设置金属板，支护梁安装在支架的横梁里，加载器安装在支护梁上，每个加载器下端均连接一组混凝土试件，每组混凝土试件包括三个混凝土试件，混凝土试件置于水池内，混凝土试件之间安装滚轴，混凝土试件与金属板之间也安装滚轴。
2.根据权利要求I所述的混凝土暴露试验加载装置，其特征是所述的加载器包括压重物、托盘、杆、压板，压重物置于托盘上，杆连接托盘和压板，压板连接混凝土试件，压板与混凝土试件之间安装滚轴。
3.根据权利要求I或2所述的混凝土暴露试验加载装置，其特征是所述的横梁下表面设置喷灌带。
4.混凝土暴露试验方法，采用权利要求I所述的混凝土暴露试验加载装置，其特征是按四点弯曲试验规范在混凝土试件的相应受力处画上记号，将三个混凝土试件交错叠放于一水池内的金属板上，在所有做记号处放置金属滚轴，之后将加载器通过下端金属压板放置于混凝土试件最上端的两根金属滚轴上，加载器上端的金属杆穿过支护梁上的圆孔，调整混凝土试件与圆孔的相对位置以保证金属杆处于竖直状态，在加载器的托盘内放置相应的压重物直到混凝土试件受弯应力达到其实验设计值，之后对水池内充水或定期使用支架横梁下表面设有的喷灌带给试件喷水或腐蚀液，以变换实验条件进行暴露试验。
全文摘要
本发明的目的在于提供混凝土暴露试验加载装置及试验方法，包括支架、水池、支护梁、加载器、混凝土试件、滚轴，支架包括横梁、立柱，水池设置在支架立柱的下方，水池底部设置金属板，支护梁安装在支架的横梁里，加载器安装在支护梁上，每个加载器下端均连接一组混凝土试件，每组混凝土试件包括三个混凝土试件，混凝土试件置于水池内，混凝土试件之间安装滚轴，混凝土试件与金属板之间也安装滚轴。本发明可以模拟实际工程中应力、化学侵蚀、碳化、干湿循环或冻融循环共同作用于混凝土构件的真实工况，解决了由于长期暴露试验中夹具拉杆或杠杆因为材料的松弛或蠕变导致的试验精度的损失问题，从而使实验室测得的数据更具有工程参考价值。
文档编号G01N3/02GK102778399SQ201210220088
公开日2012年11月14日 申请日期2012年6月29日 优先权日2012年6月29日
发明者刘宗民, 周鹏, 喻虎, 孙超, 毛继泽, 温家宝 申请人:哈尔滨工程大学