混凝土材料高温中劈拉试验机及高温中劈拉试验方法

文档序号:9644882阅读:506来源:国知局
混凝土材料高温中劈拉试验机及高温中劈拉试验方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种混凝±材料力学性能试验机,尤其是一种用于普通混凝±、纤维 混凝±、再生混凝±、高强混凝±等材料高溫中劈拉强度和劈拉变形的试验机;还设及混凝 ±材料的力学性能试验方法,尤其是混凝±高溫中劈拉强度和劈拉变形的试验方法。
【背景技术】
[0002] 混凝±是工程建设中用途最广、用量最大的建筑材料。近年来,随着混凝±材料在 高层、高耸、大跨等特殊使用条件和严酷环境应用的深入,对混凝±材料高溫抗火性能提出 了新的要求,急需相应的高溫试验设备W研发混凝±材料的高溫抗火性能。现有混凝±高 溫劈拉试验设备的升溫系统和加载系统往往是分离的,不能进行严格意义上的高溫中混凝 ±劈拉性能试验,只能进行高溫后混凝±劈拉性能试验和近似的高溫中混凝±劈拉性能试 验。高溫后混凝±劈拉性能试验是将混凝±材料放到升溫设备中加热,达到目标值后停止 加热,待混凝±材料冷却后在加载设备上进行加载。近似的高溫中混凝±劈拉性能试验则 是在升溫设备中的混凝±溫度达到目标值后,立即用特制的高溫错等工具将处于高溫状态 的混凝±材料放到劈拉试验机上加载。实际应用中发现,不论是高溫后劈拉试验,还是近似 的高溫中劈拉试验,所得的混凝±高溫中劈拉试验结果与火灾高溫中混凝±实际的劈拉性 能均有较大差异。
[0003] 为了解决W上存在的问题,人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

【发明内容】

[0004] 技术人员经过长时间的技术攻关,终于发现产生上述问题的原因。混凝±高溫劈 拉试验结果与火灾高溫中混凝±实际的劈拉性能差异较大的原因在于:混凝±高溫中劈拉 试验设备的升溫系统与加载系统是分离的,不能实现升溫与加载的协同,加载时混凝±试 件的溫度总会不同程度的低于加热时的目标溫度,混凝±试件在降溫过程中,外部降溫快, 内部降溫慢,从而产生热应力梯度,造成混凝±材料的应力损伤,进而使所得试验结果与火 灾高溫中混凝±的实际劈拉性能产生差异。对于高溫后混凝±劈拉性能试验,加载时混凝 ±的溫度已降至常溫,热应力损伤非常明显。对于近似的高溫中混凝±劈拉性能试验,虽然 混凝±试件从升溫设备中取出后立即进行加载,溫度下降较少,但由于加载时的环境溫度 远低于升溫设备中的溫度,混凝±试件的热应力梯度较大,热应力损伤同样不可忽视。在研 发的过程中,技术人员还遇到一个技术问题,即量测混凝±变形量的位移计放入升溫设备 中会被烧坏。
[0005] 此外,按照我国现行有关试验方法标准和规范,混凝±材料性能(例如,劈拉强度) 是根据相同条件下3个混凝±试件的试验结果确定的,因此,必须解决3个相同混凝±试件 在相同高溫环境下的升溫问题。
[0006] 为了解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:混凝±材料高溫中劈拉试 验机,包括用于对混凝±试件施加压力的加载设备、用于加热混凝±试件的升溫设备W及 用于测量混凝±试件劈拉变形量的位移采集装置; 所述加载设备包括底座、固定于该底座上的立柱、设于所述立柱上且沿所述立柱上下 移动并定位的横梁、固定于横梁底部的上压板、固定于上压板底部的耐高溫上压头、设于所 述底座上的下压板、设于所述下压板上的耐高溫下压头、设于所述下压头上的耐高溫垫块 W及用于对所述下压板施加向上作用力的加载动力源,所述耐高溫上压头的下端W及所述 耐高溫垫块的上端均具有劈拉凸部; 所述升溫设备包括高溫炉支撑架、设于该高溫炉支撑架上的高溫炉W及设于高溫炉内 的发热体,所述高溫炉位于所述上压板和所述下压板之间,所述高溫炉的顶板设置供所述 耐高溫上压头向下穿入高溫炉内部的上穿孔,所述高溫炉的底板设置供所述耐高溫下压头 向上穿入高溫炉内部的下穿孔,所述上穿孔和所述下穿孔在竖直方向上正对设置; 所述位移采集装置包括分别水平设于两所述立柱上的位移计、采集两个位移计信息的 位移计采集盒W及两个导杆结构,两个导杆结构的耐高溫导杆等长,所述高溫炉的两侧壁 上设有两个供所述两个耐高溫导杆穿过的导向孔。
[0007] 优选的,所述耐高溫上压头包括固设于所述上压板上的上压头支座W及固设于所 述上压头支座上的上压头本体,所述耐高溫下压头包括固设于所述下压板上的下压头支 座W及固设于所述下压头支座上的下压头本体,对应的所述劈拉凸部位于所述上压头本体 上。
[0008] 优选的,所述立柱上部设有螺纹,所述横梁上的两端转动设有螺母,所述横梁上设 有用于驱动两所述螺母转动的电机,所述横梁通过与所述立柱的螺纹配合实现上下移动并 定位。
[0009] 优选的,所述升溫设备还包括溫控系统和设于所述高溫炉内的溫度传感器,所述 发热体为碳娃棒,所述溫控系统与所述溫度传感器采样连接,所述溫控系统与所述娃碳棒 电连接。
[0010] 优选的,所述导杆结构包括设于所述高溫炉两侧壁且具有拉黃的弹黃座、固设于 拉黃顶端的纵向压板W及固定于纵向压板内侧的所述耐高溫导杆,所述弹黃座的外侧沿横 向方向设有导向缝,所述纵向压板沿横向方向滑动插设在所述导向缝中且该纵向压板用于 与相应的所述位移计的探测部顶压配合。
[0011] 优选的,还包括推动装置包括设于所述高溫炉的底板内表面上且与炉口垂直设置 的耐高溫导轨、设于所述下压头本体上的耐高溫垫块、滑动插设于高溫炉侧壁上的推动杆 W及驱动所述推动杆往复运动的动力源,所述耐高溫垫块的底部设有与所述耐高溫导轨滑 动配合的滑槽,所述推动杆用于推动所述耐高溫垫块在所述耐高溫滑轨上滑动。
[0012] 优选的,所述动力源包括电机支架W及设于电机支架上的电机,所述电机支架包 括设置于所述高溫炉后侧的两个水平布置的丝杠,电机与所述丝杠上的丝母驱动连接,丝 杠旁设有刻度尺。
[0013] 优选的,所述下压头上的劈拉凸部的周围设有高溫棉垫块。
[0014] 优选的,还包括计算机,所述计算机与所述位移计采集盒信息连接用于采集位移 计采集盒的位移信号,所述计算机与试验机控制盒控制连接W便通过试验机控制盒控制加 载动力源对所述下压板施加向上作用力并接收试验机控制盒反馈的荷载信号。
[0015] 利用混凝±高溫中劈拉试验机对混凝±进行高溫中劈拉试验的方法,其特征在于 包括如下步骤: (D将试验所用的3个混凝±试件放到高溫炉中的耐高溫垫块上,混凝±试件两侧下方 垫上高溫棉垫块; 受:打开炉口,沿高溫炉内的耐高溫导轨将3个放有混凝±试件的耐高溫垫块推到高溫 炉炉体最里面,即图2所示位置,此时最外面的第1个混凝±试件刚好位于可W直接加载进 行试验的加载位置; 4关闭高溫炉炉口,在溫控系统上设置
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