一种混凝土气体渗透性数据的测试采集装置的制作方法

本发明属于混凝土测试技术领域，具体涉及一种混凝土气体渗透性数据的测试采集装置。

背景技术：

混凝土是应用最为广泛的建筑材料之一。然而，由于其干缩、自缩造成的收缩裂缝以及水化热温度变化导致的温度裂缝，结构沉降不均带来的沉降缝，使得混凝土浇筑完毕或结构制作完成就不可避免的存在各类裂缝和微裂缝；在结构运营阶段，受外部荷载与结构疲劳的影响，原始微裂缝逐渐发展为裂缝，为环境腐蚀介质侵入混凝土内部提供了有利通道，进一步加剧了其开裂、剥落现象，导致混凝土耐久性失效，造成结构承载性能降低，最终可能导致结构整体性能损失，造成极大的危害。

相比于水和离子，以气体（酸性气体除外）为介质的气体渗透性能测试方法，不会改变混凝土的化学组成和孔隙结构，通过测定混凝土的气密性了解其气体渗透性能，具有结果直观、现场检测、操作性强、无损检测、长期检测等较多优点。

目前，采用室内试验方式，人为地使被测构件的混凝土试件产生裂缝，多级加载产生不同宽度、深度的裂缝；测试试件的气体渗透性能，绘制气体渗透系数与裂缝宽度、裂缝深度的关系曲线；而后，使用现场测试的混凝土气体渗透系数和相关性曲线，计算得出对应现场测试待测区域的裂缝宽度以及裂缝深度数值；最后，比对计算得到的裂缝状态参数与实测的裂缝状态参数，分析采用混凝土气体渗透性能测试技术评定梁体裂缝状态的精确度和可行性。

在上述试验过程中，由于试件的种类较多，且试件的安装和拆卸过程费时费力，浪费了极大的人力。

鉴于上述情况，本发明人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种混凝土气体渗透性数据的测试采集装置，使其更具有实用性。

技术实现要素：

本发明要解决的问题是提供一种混凝土气体渗透性数据的测试采集装置，从而有效解决背景技术中的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种混凝土气体渗透性数据的测试采集装置，包括：

施压装置，提供对混凝土试件进行固定的压力，所述混凝土试件中部具有贯通腔体；

固定装置，包括嵌入所述贯通腔体两端的两导向部，以及与所述导向部连接，并分别与所述混凝土试件两端面贴合且对所述贯通腔体进行密封的两夹紧部；

所述施压装置具有两个施力部，分别与两个所述夹紧部贴合进行力的传递；

其中，至少一个所述夹紧部上设置有向所述贯通腔体内通气的气体通道；

所述导向部包括棱柱体以及与所述棱柱体端面各边缘对应转动连接的挤压板，所述挤压板与所述棱柱体侧面之间设置有弹簧；

所述挤压板相对于与所述棱柱体连接的另一端为弧面结构。

进一步地，所述夹紧部上设置有向所述贯通腔体内通气的气体通道时，所述棱柱体内部具有联通所述气体通道和所述贯通腔体的通道部分。

进一步地，两所述夹紧部之间设置有导向装置。

进一步地，所述夹紧部包括与所述混凝土试件贴合的固定部，以及与所述施压装置贴合的受力部，二者上设置有直径相等的圆柱体，所述圆柱体外围套设有缓冲弹簧；

所述导向部安装于所述固定部上。

进一步地，所述夹紧部上设置有套设于所述导向部外围的环状气囊，所述环状气囊设置于所述夹紧部对所述混凝土试件的挤压面与所述混凝土试件之间，其进气段位于所述夹紧部内部。

进一步地，当所述夹紧部上设置有向所述贯通腔体内通气的气体通道时，所述夹紧部内设置有阀体结构，所述阀体结构一端突出于所述夹紧部对所述混凝土试件的挤压面，另一端延伸至所述夹紧部外部，且位于所述贯通腔体的供气管路内，所述阀体结构的开启通过所述混凝土试件的挤压实现，从而实现所述气体通道的联通。

进一步地，所述夹紧部上设置有用于对所述阀体结构进行安装的贯通孔位，所述贯通孔位包括直径依次缩小的三段同心圆柱体结构，其中，直径最大的一段用于容纳所述阀体结构被所述混凝土试件挤压的受压部分，直径介于中间的一段用于安装套设于所述阀体结构主体部分外围的复位弹簧，所述复位弹簧两端分别与所述贯通孔位内的台阶面和所述受压部分相抵，直径最小的一段侧壁上设置有联通至所述贯通腔体内的流道，所述阀体结构位于所述直径最小的一段外设置有用于对所述贯通孔位的一端进行封堵的堵头结构。

进一步地，所述阀体结构设置有两个，所述供气管路包括向所述贯通腔体供气的两条支路。

进一步地，所述施压装置包括动力源和连杆机构，所述连杆机构包括对称设置的两部分，且两所述施力部分别与两所述连杆机构一端连接，两所述连杆机构的另一端与所述动力源连接，用于实现两所述施力部的同步移动。

通过上述技术方案，本发明的有益效果是：

在本发明中，施力部与夹紧部贴合设置，仅仅实现力的传递而不使用连接件等进行连接，使得试验过程中可首先完成混凝土试件和固定装置之间的预装，随后再将预装体置于两个施力部之间，可有效降低试件的安装难度，同时也可在一个试件进行试验的过程中，进行另一个试件的预装，通过同步性的工作实现效率的提升。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为混凝土气体渗透性数据的测试采集装置的工作方式示意图；

图2为施压装置的结构示意图；

图3为固定装置的正视图；

图4为导向部的正视图；

图5为导向部的结构示意图；

图6为图3中a-a处的剖视图；

图7为图6中a处的局部放大图；

图8为固定装置的结构示意图；

图9为图2中b处的局部放大图；

附图标记：施压装置100、施力部110、动力源120、连杆机构130、第一连杆131、第二连杆132、u型安装座133、连接杆134、混凝土试件200、贯通腔体210、供气管路220、固定装置300、导向部310、棱柱体311、挤压板312、弹簧313、夹紧部320、固定部321、受力部322、缓冲弹簧323、导向装置330、环状气囊340、阀体结构350、复位弹簧351、堵头结构352、流道353。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本实施例采用递进的方式撰写。

如图1~9所示，一种混凝土气体渗透性数据的测试采集装置，包括：施压装置100，提供对混凝土试件200进行固定的压力，混凝土试件200中部具有贯通腔体210；固定装置300，包括嵌入贯通腔体210两端的两导向部310，以及与导向部310连接，并分别与混凝土试件200两端面贴合且对贯通腔体210进行密封的两夹紧部320；施压装置100具有两个施力部110，分别与两个夹紧部320贴合进行力的传递；其中，至少一个夹紧部320上设置有向贯通腔体210内通气的气体通道。

在实施过程中，施力部110与夹紧部320贴合设置，仅仅实现力的传递而不使用连接件等进行连接，使得试验过程中可首先完成混凝土试件200和固定装置300之间的预装，随后再将预装体置于两个施力部110之间，可有效降低试件的安装难度，同时也可在一个试件进行试验的过程中，进行另一个试件的预装，通过同步性的工作实现效率的提升。

具体参见图4和5，导向部310包括棱柱体311以及与棱柱体311端面各边缘对应转动连接的挤压板312，挤压板312与棱柱体311侧面之间设置有弹簧313；挤压板312相对于与棱柱体311连接的另一端为弧面结构。在具体实施的过程中，导向部310伸入贯通腔体210内，贯通腔体210的内壁对挤压板312进行挤压，挤压板312在弹簧313的作用下紧密的贴合于贯通腔体210内壁上，其中，各个弹簧313需要采用同样的材料及结构尺寸，从而当混凝土试件200相对于导向部310位置稳定时，各个弹簧313的压缩情况是一致的，从而保证棱柱体311轴线与贯通腔体210轴线的重合性。挤压板312的设置还可在一定程度上实现混凝土试件200的预装固定，其端部的弧面结构也可降低与混凝土试件200之间的接触面积，避免对试验结果造成影响，同时也便于自贯通腔体210内移除。

在对棱柱体311的棱边数量进行选择的过程中，3~5个为宜，过多的棱边数量会增加结构的复杂程度，加工难度大会带来成本的浪费。其中，当夹紧部320上设置有向贯通腔体210内通气的气体通道时，棱柱体311内部具有联通气体通道和贯通腔体210的通道部分，优化的结构设置方式，使得整个采集装置的结构更加紧凑。

为了获得更加稳定的预装体，参见图3，两夹紧部320之间设置有导向装置330，通过导向装置330的设置，保证了两个导向部310的对中性，同时在预装的过程中也使得固定装置300获得相对的整体性，便于与施压装置100建立连接。在具体实施过程中，导向装置330包括一端与其中一个夹紧部320固定连接的导向杆，而在另一个夹紧部320上设置供导向杆贯穿的孔位，通过孔位侧壁与导向杆外壁的贴合摩擦来实现导向，即一个夹紧部320在沿导向杆移动的过程中获得导向，使得两个夹紧部320可沿特定方向相互靠近或远离。

作为上述实施例的优选，参见图3、6和8，夹紧部320包括与混凝土试件200贴合的固定部321，以及与施压装置100贴合的受力部322，二者上设置有直径相等的圆柱体，圆柱体外围套设有缓冲弹簧323；导向部310安装于固定部321上。施压装置100与混凝土试件200和固定装置300之间预装完成的预装体之间在建立连接的过程中，因为整个预装体存在一定的长度，在对其两端进行固定的过程中难免会存在两端受力不对称的情况，虽然这种情况是被控制在一定范围内的，但难免会对试验结果造成一定的影响，试件两端受力的不均衡性也会对试件的内部结构造成影响。为了降低上述情况对试验结果的影响，本优选方案中设置缓冲弹簧323对问题进行解决，在施压装置100和预装体进行连接的过程中，缓冲弹簧323可对不均衡的力进行抵消，而在连接稳定后，会使得试件处于相对稳定的环境中进行测试。

为了保证贯通腔体210的密封性，参见图6和7，夹紧部320上设置有套设于导向部310外围的环状气囊340，环状气囊340设置于夹紧部320对混凝土试件200的挤压面与混凝土试件200之间，其进气段位于夹紧部320内部。通过环状气囊340的设置，可保证混凝土试件200和夹紧部320之间的密封更加可靠，相对于原来的硬性贴合，环状气囊340的设置可通过对混凝土试件200边缘局部的包裹而实现可靠且稳定的密封，在实施过程中，环状气囊340需要选择具有柔性的结构，从而保证被挤压过程中的适应性形变。在本优选方案中，通过进气段的进气量可保证环状气囊340内的气体压力，从而确保密封效果，具体的，可设置对压力进行监测的装置。

作为上述实施例的优选，参见图6和7，当夹紧部320上设置有向贯通腔体210内通气的气体通道时，夹紧部320内设置有阀体结构350，阀体结构350一端突出于夹紧部320对混凝土试件200的挤压面，另一端延伸至夹紧部320外部，且位于贯通腔体210的供气管路220内，阀体结构350的开启通过混凝土试件200的挤压实现，从而实现气体通道的联通。

通过阀体结构350的设置，可通过混凝土试件200的挤压实现气体通道的关闭和开启，而当试件解除时，可自动实现气体通道的关闭，从而使得气体的控制更加方便。通过上述结构可在未对试件进行安装时保证气体通道的清洁性，如果将环状气囊340覆盖在阀体结构350上则可进一步提升上述清洁性。

在具体实施过程中，当夹紧部320为分体结构时，只需保证阀体结构350延伸至其中一部分即可，且供气管路220的设置也可根据实际需要进行布置。

作为上述实施例的优选，以下给出阀体结构350的一种具体实施方式，此种方式仅为一种较佳的实施例。参见图7，夹紧部320上设置有用于对阀体结构350进行安装的贯通孔位，贯通孔位包括直径依次缩小的三段同心圆柱体结构，其中，直径最大的一段用于容纳阀体结构350被混凝土试件200挤压的受压部分，直径介于中间的一段用于安装套设于阀体结构350主体部分外围的复位弹簧351，复位弹簧351两端分别与贯通孔位内的台阶面和受压部分相抵，直径最小的一段侧壁上设置有联通至贯通腔体210内的流道353，阀体结构350位于直径最小的一段外设置有用于对贯通孔位的一端进行封堵的堵头结构352。在使用过程中，在混凝土试件200未安装时，复位弹簧351未被压缩，使得堵头结构352对贯通孔位的一端进行封堵，流道353为封死状态，当受压部分被混凝土试件200挤压后，主体部分带动堵头结构352进行移动，从而使得贯通孔位的一端被开启，允许测试气体进入到贯通腔体210内。

优选阀体结构350设置有两个，供气管路220包括向贯通腔体210供气的两条支路，通过两条支路的设置，使得在对贯通腔体210进行供气的过程中，一条可为主供气管路，用于提供主要的测试气体，另一条支路用于备用供气，或者实现内部气压的微调。

作为上述实施例的优选，施压装置100包括动力源120和连杆机构130，连杆机构130包括对称设置的两部分，且两施力部110分别与两连杆机构130一端连接，两连杆机构130的另一端与动力源120连接，用于实现两施力部110的同步移动。在具体实施过程中，参见图9，动力源120可采用气缸结构，每组连杆机构130选择两根连杆即可，包括第一连杆131和第二连杆132，便于组装且可保证动力传输的有效性，在气缸结构的端部可设置u型安装座133，对两连杆机构130的第一连杆131端部进行转动固定，其中，还需要在两第二连杆132的中部设置连接杆134，连接杆134的两端分别与两第二连杆132转动连接，通过上述结构，当气缸结构的缸体固定设置时，只需保证其活塞杆沿两连杆机构130的对称面运动即可保证两施力部110的相对运动。

其中，为了保证施力部110与夹紧部320之间的贴合有效性，优选施力部110为球体结构，且在夹紧部320上设置部分球形凹面，从而与球体结构贴合，保证贴合固定的有效性和稳定性。

本发明中的混凝土气体渗透性数据的测试采集装置在工作的过程中，可始终保证贯通腔体210内的气压稳定性，从而使得气体在恒定的压力向混凝土试件200内渗透；也可在压力达到恒定值后，使得气体逐渐的向混凝土试件200内渗透，当然在此过程中贯通腔体210内的气压会发生变化，上述过程各可根据实际的试验条件进行选择和设定；在实施过程中，当需要对混凝土试件200所承受的压力进行监测和调节时，可在夹紧部320和混凝土试件200之间设置感应垫圈，通过将感应垫圈与万用表等连接，可直接读取混凝土试件200所承受的压力，从而为混凝土试件200的测试提供更多的数据支持。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。