803，不锈钢片804固定于腐蚀箱底部；腐蚀箱8中部设置隔板，将腐蚀箱8分为上下两层，下层为浸泡箱，上层为储液箱。循环装置由栗、计时装置、导管及阀门组成。栗807和阀门802分别与计时装置相连，浸泡箱的腐蚀介质经导管栗入储液箱，以此模拟干湿循环环境。浸泡箱左侧上部开有导线引出孔，与钢筋相连的导线以及与不锈钢片相连的导线穿过此孔与直流电流仪的正负极相连;腐蚀箱8底部开孔，孔径中心轴线与钢板二 3孔径中心轴线重合，腐蚀箱底部中心孔洞出通过防渗活塞7密封。所述防渗装置为可滑动钢圈703、弹性橡胶702及弹簧701组合构件。弹簧701与弹性橡胶702相连，钢圈(703)与弹性橡胶紧密相连;防渗装置外围用防腐涂料包裹。
[0024]如图1所示，所述控制系统包括计算机14、疲劳加载控制器15。控制系统位于装置外部;直流电流仪13、计时装置12通过数据线与计算机相连;疲劳加载系统由疲劳加载控制器控制。计算机14接收计时器上的数据，来控制腐蚀循环的开始与结束;疲劳加载控制器控制疲劳荷载的循环次数、应力比、应力水平、加载频率。
[0025]本装置的基本参数包括:施加疲劳荷载量程为O?25kN，加载频率范围为O?15Hz，电流强度范围为O?5A，腐蚀箱的规格为长210mm，宽210mm，高230mm;腐蚀介质为有害离子溶液，不锈钢片的规格为长40mm，宽20mm，高20mm。
[0026]图3、4、5所示为腐蚀循环系统结构示意图，腐蚀箱8分为上下两部分，上部为储液箱801，下部为浸泡箱803 ο储液箱上部设有进水口，底部设有自动阀门，阀门802由带孔的不锈钢阀板8022、电磁铁8021和弹簧8023组成。浸泡箱左侧上部设有导线引出孔，在右侧下部设有出水口，导管806与栗相连，腐蚀介质由浸泡箱流出，经导管流入储液箱，完成腐蚀循环过程。腐蚀箱内部涂有防腐材料。
[0027]如图6所示，所述防渗活塞7由弹簧701、弹性橡胶702、钢圈703组成。弹簧与弹性橡胶相连，钢圈与弹性橡胶紧密相连。防渗活塞外部涂有防腐材料。
[0028]图7为本发明的夹片11的结构示意图，夹片11用于锚固钢筋混凝土自由端。
[0029]试验时，具体操作流程如下:
1、按照由下而上的顺序拼固定接试验装置，然后钢筋混凝土试件置放于腐蚀箱中部，使得钢筋自由端穿过腐蚀箱8底部及钢板三4中部的孔洞，并将钢筋自由端用夹片锚固于钢板二3中部。
[0030]2、防渗活塞7固定好后，将导线分别与钢筋和不锈钢板连接，钢筋作为阳极、不锈钢板作为阴极分别接入直流电流仪;开启储液箱阀门，将配置好的腐蚀溶液803装入浸泡箱，关闭储液箱阀门。
[0031]3、在疲劳加载控制器上输入疲劳荷载大小、加载频率。开始加载的同时，开启腐蚀循环系统，以模拟疲劳与腐蚀的耦合作用。
[0032]本发明的实验对象是钢筋混凝土，如果要进行拉伸，必须要分别固定混凝土和钢筋，由于夹头装置的限制，无法与混凝土固定，因此无法实现本发明对钢筋混凝土拉伸。
[0033]综上所述，本发明的优点在于:1、结构简单，便于拆卸和拼装，荷载转换装置的设置实现了弯压疲劳荷载向拉伸疲劳荷载的转变;2、既可模拟钢筋混凝土构件的轴向疲劳加载，又可模拟钢筋混凝土的拉拔试验;3、可模拟干湿循环及浸没等腐蚀环境，可以广泛用于混凝土结构及材料的耐久性研究。此外本发明的各控制操作均在控制系统上进行，具有智能控制程度高，操作简单等优点。
[0034]上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。
【主权项】
1.一种钢筋混凝土粘结段拉拔疲劳与腐蚀耦合试验装置，其特征在于，包括通过立柱(6)支撑且水平设置的限位板(3)，固定在限位板(3)上用于模拟干湿循环环境的腐蚀箱(8)，该腐蚀箱(8)内用于安放钢筋混凝土和腐蚀介质(803)，所述限位板(3)中部开有供钢筋混凝土的钢筋自由端穿过的通孔，且在通孔处设有防渗装置，在限位板(3)下方或腐蚀箱(8)上方设有使钢筋混凝土的钢筋自由端轴向下拉的疲劳拉压装置;所述腐蚀箱(8)内设有导电片(804)，该导电片(804)和钢筋混凝土的钢筋分别通过相应的导线与直流电流仪(13)电连接。2.根据权利要求1所述的钢筋混凝土粘结段拉拔疲劳与腐蚀耦合试验装置，其特征在于，所述疲劳拉压装置为固定在横梁(9)上的疲劳加载装置(1)，水平布置的压板(2)，连接柱(5)和底板(4);所述横梁(9)由支撑柱(10)支撑，且该横梁(9)位于压板(2)上方;所述压板(2)和底板(4)通过穿过限位板(3)的连接柱(5)固定相连，所述疲劳加载装置(I)的压头与所述压板(2)压力接触，所述底板(4)与所述钢筋混凝土的钢筋自由端固定相连;所述腐蚀箱(8)位于限位板(3)与压板(2)之间。3.根据权利要求2所述的钢筋混凝土粘结段拉拔疲劳与腐蚀耦合试验装置，其特征在于，所述底板(4)上开有底板孔，钢筋混凝土的钢筋自由端穿过底板孔后通过夹片(11)锚固在所述底板(4)上。4.根据权利要求2所述的钢筋混凝土粘结段拉拔疲劳与腐蚀耦合试验装置，其特征在于，所述连接柱(5)为多根，且多根连接柱(5)的底端均匀设置在底板(4)与钢筋自由端固定连接处的四周。5.根据权利要求1所述的钢筋混凝土粘结段拉拔疲劳与腐蚀耦合试验装置，其特征在于，所述疲劳拉压装置为设置在限位板(3)下方的拉伸机，该拉伸机的拉伸端与所述钢筋混凝土的钢筋自由端固定相连。6.根据权利要求1-5之一所述的钢筋混凝土粘结段拉拔疲劳与腐蚀耦合试验装置，其特征在于，所述腐蚀箱(8)通过阀门(802)分割为储液箱(801)和浸泡箱(803)上下两层，且储液箱(801)和浸泡箱(803 )之间通过带栗(807 )的导管(806 )连通;所述导电片(804 )设置在浸泡箱(803)内。7.根据权利要求6所述的钢筋混凝土粘结段拉拔疲劳与腐蚀耦合试验装置，其特征在于，所述阀门(802)包括带孔的金属阀板(8022)，通过弹簧(8023)固定在阀板(8022)上下表面上的两个电磁铁(8021);两个电磁铁(8021)中，一个电磁铁(8021)设置在阀板(8022)的孔的正上方，另一个电磁铁(8021)设置在阀板(8022)的孔的正下方。8.根据权利要求6所述的钢筋混凝土粘结段拉拔疲劳与腐蚀耦合试验装置，其特征在于，所述栗(807)与一计时装置(12)相连。9.根据权利要求1-5之一所述的钢筋混凝土粘结段拉拔疲劳与腐蚀耦合试验装置，其特征在于，所述防渗装置为防渗活塞(7)，该防渗活塞(7)包括可滑动钢圈(703)、紧密连接在钢圈(703)内外侧的弹性橡胶(702)，以及连接在弹性橡胶(702)上的弹簧(701)。10.—种利用权利要求1-9之一所述的钢筋混凝土粘结段拉拔疲劳与腐蚀耦合试验装置对钢筋混凝土进行耦合试验的方法，其特征在于，包括如下步骤: S1、安装好钢筋混凝土粘结段拉拔疲劳与腐蚀耦合试验装置后，将钢筋混凝土置放于腐蚀箱(8)内，同时使钢筋混凝土的钢筋自由端穿过腐蚀箱(8)底部及限位板(4)的通孔，并固定好防渗装置； S2、将导线分别与钢筋和导电板连接，钢筋作为阳极、导电板作为阴极分别接入直流电流仪； S3、将配置好的腐蚀溶液(803)装入腐蚀箱内，并开启腐蚀循环系统对钢筋混凝土进行腐蚀，同时启动疲劳拉压装置轴向下拉钢筋，模拟对钢筋混凝土的疲劳与腐蚀的耦合作用。
【专利摘要】本发明公开了一种钢筋混凝土粘结段拉拔疲劳与腐蚀耦合试验装置及试验方法。所述钢筋混凝土粘结段拉拔疲劳与腐蚀耦合试验装置包括通过立柱支撑且水平设置的限位板，固定在限位板上用于模拟干湿循环环境的腐蚀箱，该腐蚀箱内用于安放钢筋混凝土和腐蚀介质，所述限位板中部开有供钢筋混凝土的钢筋自由端穿过的通孔，且在通孔处设有防渗装置，在限位板下方或腐蚀箱上方设有使钢筋混凝土的钢筋自由端轴向下拉的疲劳拉压装置；所述腐蚀箱内设有导电片，该导电片和钢筋混凝土的钢筋分别通过相应的导线与直流电流仪电连接。本发明可以模拟有害离子侵蚀与疲劳耦合作用下材料的耐久性试验。
【IPC分类】G01N17/02, G01N3/32, G01N3/02
【公开号】CN105588751
【申请号】CN201610127317
【发明人】刘扬, 江楠, 姜鸿韬, 张海萍, 李德如
【申请人】长沙理工大学
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2016年3月7日