专利名称：受压混凝土耐久性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试验方法，具体地说是混凝土试验装置及试验方法。
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，根据单一因素作用研究分析混凝土耐久性问题难以准确反应工程实际。因此，建立模拟真实环境-应力状态下的多因素耦合试验方法，研究多因素耦合作用下混凝土的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数耦合作用下混凝土耐久性试验加载装置 类似的设计，并有对于该技术研究和分析的文献报道；如中国水利科学研究院的装置为研究混凝土受弯应力的装置，采用应力扳手拧螺帽给试件加载，而众所周知，混凝土受拉极限承载力大约为受压极限承载力的1/20，该装置如果换成给受压混凝土加载，螺母受的力要大的多，经常松紧螺母必然会使螺纹磨损从而降低装置使用寿命和试验精度；哈尔滨工业大学邹超英公布了一套针对受压混凝土设计的的装置，为了使得整个夹具与试件正好能放入现有的快速冻融循环机所配套的试件盒里使用，将压板的面积设计为标准试件的截面面积(IOOmmX IOOmm的正方形)，而试件采用了非标准件(截面为4>100的圆)，从而利用多余的空间安放拉杆，所以拉杆直径受限制，其结果是要么使用强度高但不可重复使用的高强螺栓，要么仅适用于设计强度较低的受压混凝土试件；我国发明专利CN101979990A公布了一套可以一个加载装置对应多个夹具的装置，降低了成本，但其仍然仅适用于受弯试件，换成受压试件时其加载装置处螺杆上的螺纹仍会产生较大的磨损；我国发明专利CN2449222Y公布了一种原位压力机，其主要通过千斤顶、高强拉杆及上下两钢板的相互作用给置于其内的砖砌体加载，从而实现在现场测量砌体抗压强度的作用。但其仅仅是对于砌体抗压强度的现场测量装置，与混凝土耐久性加载试验并无关系。
发明内容
本发明的目的在于提供便于操作并适于在多种模拟测试环境下使用的受压混凝土耐久性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受压混凝土耐久性试验加载装置，其特征是包括压力机、夹具、传感器组件、试件盒，混凝土试件和传感器组件安装在夹具里，夹具安装在压力机里，试件盒套在压力机外面；压力机包括压力机上压板、压力机下压板、压力机拉杆、千斤顶，压力机拉杆安装在压力机上压板和压力机下压板之间，千斤顶安装在压力机下压板上，压力机上压板上设置第一圆环状金属套筒，千斤顶上设置第二圆环状金属套筒；夹具包括夹具上压板、夹具下压板、夹具拉杆，夹具拉杆安装在夹具上压板和夹具下压板之间，夹具上压板上设置与第一圆环状金属套筒相配合的第一金属环，夹具下压板上设置与第二圆环状金属套筒相配合的第二金属环；传感器组件包括传感器支架、传感器，传感器通过传感器支架安装在夹具上压板和夹具下压板之间。本发明受压混凝土耐久性试验方法，采用本发明所述的受压混凝土耐久性试验加载装置，其特征是将混凝土试件放入夹具中央位置，操作千斤顶使夹具加载到设计值，固定夹具拉杆后卸掉千斤顶的压力，再重新用千斤顶加载到传感器读数发生反向变化以后固定夹具拉杆卸掉千斤顶的压力，重复上述过程直到卸掉千斤顶的压力后千分表或传感器读数与第一次加载前的读 数一样，然后整体移出压力机，取下千分表或传感器，在夹具拉杆和夹具上下压板接触处涂一层密封胶，最后将夹具及混凝土试件整体可移到室外进行暴露试验或放入试件盒中、再全部放入快速冻融循环试验机内进行快速冻融循环试验；卸载混凝土试件时，首先割掉夹具上的密封胶，再将夹具放回压力机内，然后操作压千斤顶，使夹具加载到设计值，卸掉千斤顶的压力，再将夹具整体移出压力机，取出混凝土试件。本发明还可以包括I、进行暴露试验时，设定暴露时间间隔，每经过一个暴露时间间隔后夹具重复一次卸载和加载混凝土试件的过程。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、干湿循环或冻融循环等因素共同作用下混凝土结构构件的真实工况，从而使实验室测得的数据更具有工程参考价值I、加载完成，夹具定位后的试件既可以进行室外暴露试验，也可配合对应的试件盒进行室内的快速冻融循环试验。2、在配合对应的试件盒进行室内的快速冻融循环试验时，可与现有的快速冻融循环机配套使用。3、由于夹具夹板部分在加载前可以在一定范围内上下移动，所以夹具对 150mmX 300mm、150mmX 1 50mmX 300mm、10OmmX IOOmmX 300mm、100mm X 100mmX 400mm 等
标准试件和非标准试件都适用。4、由于拉杆直径不受限制，故夹具极限承受力可在一定程度上增大，从而能适用于更高强度试件。5、夹具加载时由压力机和传感器控制和矫正，增加了加载精度。一个压力机和传感器可对应多个夹具，以便于定期调整夹具，防止拉杆应力松弛，且避免了压力机和传感器受有害物质侵蚀，从而提高了装备使用效率，降低了成本。
图I为本发明的受压混凝土耐久性试验加载装置的外观透视图；图2为本发明的受压混凝土耐久性试验加载装置中压力机的外观透视图；图3为本发明的受压混凝土耐久性试验加载装置中压力机的正立面图；图4为本发明受压混凝土耐久性试验加载装置中夹具和混凝土试件的外观透视图；图5为本发明受压混凝土耐久性试验加载装置中夹具和混凝土试件的正立面图；图6为本发明受压混凝土耐久性试验加载装置中试件盒的外观透视图；图7是本发明受压混凝土耐久性试验加载装置中试件盒件的正立面图8是本发明受压混凝土耐久性试验加载装置中传感器组件的装配结构示意图；图9是本发明受压混凝土耐久性试验加载装置在加载IOOmmX IOOmmX 300mm混凝土试件的外观透视图；图10是本发明受压混凝土耐久性试验加载装置传感器支架的外观透视图；图11是本发明受压混凝土耐久性试验加载装置圆环状金属套筒的外观透视图。
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 11，本发明受压混凝土耐久性试验加载装置由压力机I、夹具2、试件盒 3、传感器组件4、圆环状金属套筒17五个部分组成。下面结合附图对本发明各个部件的连接方式及其作用阐述如下压力机I包括一个上压板5，一下个压板7，下压板7中央放置有分离式液压千斤顶9，两压板由四个拉杆6及8个螺帽8连接(参见图2);夹具2包括两个一样的压板10，两压板由四个拉杆11及8个螺帽18连接(参见图4);传感器组件4由一传感器支架A15或感器支架B16及一个千分表或传感器13组成。压力机I的上下压板5和7为相同面积的矩形金属板材制成，两压板四个角相应位置均做有贯通的孔道，上压板5中央固定有一个圆环状金属套筒5。(参见图2、图3)。夹具2中两个一样的上下压板10为相同面积的矩形金属板材制成，两压板四个角相应位置均做有贯通的孔道，夹具2压板10的面积比压力机I的两压板5和7的面积小，且其一个表面上还设有四个螺孔(参见图4、图5)。拉杆6和11为圆柱形拉杆，两端均车有螺纹，其螺纹与螺帽8和18上螺纹相匹配，拉杆上车有螺纹区域的最大直径比没车螺纹区域的直径要略小，拉杆直径的差异形成了一个台阶，从而使得压力机I或夹具2的上压板在不工作的时候不会顺着拉杆降下来(参见图2)。试件盒3是由电镀铁皮或不锈钢板或橡胶板制成的上不封口的六面体槽,槽的底面积比压板10的矩形面积稍大，槽高可取41-53cm内任意一值(参见图6、图7)。传感器支架A15主体为一根方管，其底部固定在一矩形金属板上，金属板四个角上均有圆孔，圆孔大小和位置与夹具2中压板10表面螺孔的大小和位置一致，方管顶部侧面向外凸出一部分使其从侧面看呈倒“L”型，凸出部分为实心金属制，其上表面设有一向下贯通的孔道，侧表面设有一带螺纹的贯通孔道，孔道上设有螺栓14 (参见图8)。传感器支架B16结构与传感器支架A15 —样，但其方管的长度比传感器支架A15的方管的长度短IOcm (参见图10)。本发明受压混凝土耐久性试验方法使用时先将混凝土试件12放入夹具2中央位置，将传感器支架A15或传感器支架B16底部金属板四个角上的圆孔与夹具2中压板10表面的四个螺孔对齐，拧上螺丝将两者固定，千分表或传感器13非触头的一边插入传感器支架上表面的贯通的孔道，另一边与夹具2中另一压板10接触，在拧紧螺栓14后整体放入压力机I内，然后操作油泵带动分离式液压千斤顶9，使夹具2加载到设计值，拧紧螺母18后卸掉千斤顶9的压力，观察千分表或传感器13的读数变化，再重新用千斤顶9加载到千分表或传感器13读数发生反向变化以后拧紧螺母18卸掉千斤顶9的压力，重复此过程多次只到卸掉千斤顶9的压力后千分表或传感器13读数与第一次加载前的读数一样，然后整体移出压力机1，取下千分表或传感器13，在拉杆11和螺帽18接触处涂一层密封胶，最后整体可移到室外进行暴露试验，也可放入对应的试件盒3中，再全部放入快速冻融循环试验机内进行快速冻融循环试验，卸载时用工具割掉夹具2上的密封胶，再将夹具2放回压力机I内，然后操作油泵带动分离式液压千斤顶9，使夹具2加载到设计值，拧松螺母18后卸掉千斤顶9的压力，再整体移出压力机 1，取出混凝土试件12。进行暴露试验时，每暴露一段时间夹具2要重复一次卸载和加载的过程，如有地方出现锈蚀迹象要及时涂油漆。
权利要求
1.受压混凝土耐久性试验加载装置，其特征是包括压力机、夹具、传感器组件、试件盒，混凝土试件和传感器组件安装在夹具里，夹具安装在压力机里，试件盒套在压力机外面；压力机包括压力机上压板、压力机下压板、压力机拉杆、千斤顶，压力机拉杆安装在压力机上压板和压力机下压板之间，千斤顶安装在压力机下压板上，压力机上压板上设置第一圆环状金属套筒，千斤顶上设置第二圆环状金属套筒；夹具包括夹具上压板、夹具下压板、夹具拉杆，夹具拉杆安装在夹具上压板和夹具下压板之间，夹具上压板上设置与第一圆环状金属套筒相配合的第一金属环，夹具下压板上设置与第二圆环状金属套筒相配合的第二金属环；传感器组件包括传感器支架、传感器，传感器通过传感器支架安装在夹具上压板和夹具下压板之间。
2.受压混凝土耐久性试验方法，采用权利要求I所述的受压混凝土耐久性试验加载装置，其特征是将混凝土试件放入夹具中央位置，操作千斤顶使夹具加载到设计值，固定夹具拉杆后卸掉千斤顶的压力，再重新用千斤顶加载到传感器读数发生反向变化以后固定夹具拉杆卸掉千斤顶的压力，重复上述过程直到卸掉千斤顶的压力后千分表或传感器读数与第一次加载前的读数一样，然后整体移出压力机，取下千分表或传感器，在夹具拉杆和夹具上下压板接触处涂一层密封胶，最后将夹具及混凝土试件整体可移到室外进行暴露试验或放入试件盒中、再全部放入快速冻融循环试验机内进行快速冻融循环试验；卸载混凝土试件时，首先割掉夹具上的密封胶，再将夹具放回压力机内，然后操作压千斤顶，使夹具加载到设计值，卸掉千斤顶的压力，再将夹具整体移出压力机，取出混凝土试件。
3.根据权利要求2所述的受压混凝土耐久性试验方法，其特征是进行暴露试验时，设定暴露时间间隔，每经过一个暴露时间间隔后夹具重复一次卸载和加载混凝土试件的过程。
全文摘要
本发明的目的在于提供受压混凝土耐久性试验加载装置及试验方法，包括压力机、夹具、传感器组件、试件盒，混凝土试件和传感器组件安装在夹具里，夹具安装在压力机里，试件盒套在压力机外面。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、干湿循环或冻融循环等因素共同作用下混凝土结构构件的真实工况，从而使实验室测得的数据更具有工程参考价值。
文档编号G01N3/12GK102778397SQ20121022005
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