一种基于杠杆法的水泥基材料持续受拉加载装置的制作方法

本发明涉及一种水泥基材料持续受拉加载装置。

背景技术：

当前，对于大部分水泥基材料试块的耐久性试验是在无荷载状态下进行腐蚀介质侵蚀的。实际工程结构是一直处于荷载作用下的，持续的荷载会使得水泥基材料细观结构发生改变，使得水泥基材料的抗渗性能变化，从而影响水泥基材料的耐久性。无荷载状态下的水泥基材料试块的有害物质侵蚀，不能真实的反应水泥基材料使用阶段时受腐蚀介质侵蚀的状态。因此建立模拟真实环境一应力状态下的多因索耦合试验方法，研究多因系耦合作用下水泥基材料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或拉应力及多因数耦合作用下水泥基材料耐久性试验加载装置类似的设计。采用应力扳手螺帽给试件加载或者利用弹簧变形储能提供持续稳定应力。由于水泥基材料徐变和弹簧的弹力损失，持续荷载会减小，会降低加载荷载的精度。在研究受持续单向应力作用下的耐久性试验时，需要设计一个简单易操作，且能够满足一定精度要求的持续受拉加载装置。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种结构简单、受拉荷载准确的荷载加载装置。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种基于杠杆法的水泥基材料持续受拉加载装置，包括立柱、杠杆臂、u型钢板、腐蚀池和循环水箱。

所述立柱和腐蚀池连接在同一块底板上，立柱的上端铰接有杠杆臂。所述杠杆臂的一端位于腐蚀池的正上方，且这一端连接有钢拉索ⅰ。所述杠杆臂的另一端连接有配重物。

所述钢拉索ⅰ的下端连接有一个u型钢板，该u型钢板的下方设置有另一个u型钢板。两个所述u型钢板的开口相对，两个u型钢板之间卡固有水泥基材料试件。

下方的所述u型钢板的下端连接有钢拉索ⅱ，钢拉索ⅱ连接到腐蚀池的底部。两个所述u型钢板、水泥基材料试件和钢拉索ⅱ均位于腐蚀池内。

所述腐蚀池通过排水管与循环水箱连通。

进一步，所述杠杆臂的下方设置有保护立柱，保护立柱位于配重物和立柱之间。

进一步，所述u型钢板包括矩形的底板和两块侧板，底板的一个板面与两块侧板垂直连接。两块所述侧板相互平行，两块侧板分别靠近底板不相邻的两个边缘。

每块所述侧板的内侧设置有若干剪力键。两个所述u型钢板与水泥基材料试件浇筑为一体，若干剪力键伸入水泥基材料试件内。

进一步，所述水泥基材料试件卡固在两个u型钢板的部分设置有保护涂层，两个u型钢板和钢拉索ⅱ的表面设置有保护涂层。

进一步，所述腐蚀池内注有硫酸盐溶液，两个u型钢板、水泥基材料试件和钢拉索ⅱ均浸泡在硫酸盐溶液中。

进一步，所述底板上设置有若干高强螺栓，若干高强螺栓用于固定底板。

进一步，所述配重物为混凝土试块、沙袋或钢砝码。

本发明的技术效果是毋庸置疑的，本发明采用杠杆的原理，通过配重物对水泥基材料试块施加稳定的应力，能准确模拟出实际情况中水泥基材料的受力情况。本发明克服了现有试验方法在研究中由于其他因素造成的应力损失或应力松驰的问题，保证试块在长期阶段所受到的应力恒定，从而提高试验结果的准确性。同时，本发明的装置还具有原理简单、操作便捷和成本低廉等优点。

附图说明

图1为一种基于杠杆法的水泥基材料持续受拉加载装置示意图；

图2为u型钢板与水泥基材料试件浇筑为一体的示意图。

图中：立柱1、杠杆臂2、u型钢板3、底板301、两块侧板302、剪力键303、保护立柱4、腐蚀池5、循环水箱6、底板7、高强螺栓701、钢拉索ⅰ8、配重物9、水泥基材料试件10、钢拉索ⅱ11和排水管12。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。

实施例1：

本实施例公开了一种基于杠杆法的水泥基材料持续受拉加载装置，包括立柱1、杠杆臂2、u型钢板3、腐蚀池5和循环水箱6。

参见图1，所述立柱1和腐蚀池5连接在同一块底板7上，立柱1的上端通过销钉铰接有杠杆臂2。所述底板7上设置有若干高强螺栓701，安装过程中，若干高强螺栓701用于固定底板7。

所述杠杆臂2的一端位于腐蚀池5的正上方，且这一端连接有钢拉索ⅰ8。所述杠杆臂2的另一端连接有配重物9，在本实施例中，配重物9为钢砝码。

参见图1，所述钢拉索ⅰ8的下端连接有一个u型钢板3，该u型钢板3的下方设置有另一个u型钢板3。两个所述u型钢板3的开口相对，两个u型钢板3之间卡固有水泥基材料试件10。

参见图2，所述u型钢板3包括矩形的底板301和两块侧板302，底板301的一个板面与两块侧板302垂直连接。两块所述侧板302相互平行，两块侧板302分别靠近底板301不相邻的两个边缘。

每块所述侧板302的内侧设置有若干剪力键303。两个所述u型钢板3与水泥基材料试件10浇筑为一体，若干剪力键303伸入水泥基材料试件10内，实现共同受力。

下方的所述u型钢板3的下端连接有钢拉索ⅱ11，钢拉索ⅱ11连接到腐蚀池5的底部。所述腐蚀池5内注有硫酸盐溶液，两个u型钢板3、水泥基材料试件10和钢拉索ⅱ11均浸泡在硫酸盐溶液中。

所述配重物9通过杠杆法向钢拉索ⅰ8、钢拉索ⅱ11和水泥基材料试件10施加拉力，从而模拟出实际情况中水泥基材料的持续受力状态。

所述水泥基材料试件10卡固在两个u型钢板3的部分设置有保护涂层，两个u型钢板3和钢拉索ⅱ11的表面设置有保护涂层。从而所述水泥基材料试件10的上下两端、两个u型钢板3和钢拉索ⅱ11均不受硫酸盐溶液的腐蚀，从而延长装置使用寿命。

所述腐蚀池5通过排水管12与循环水箱6连通。所述循环水箱6用于调剂硫酸盐溶液的浓度和更换硫酸盐溶液。

参见图1，所述杠杆臂2的下方设置有保护立柱4，保护立柱4位于配重物9和立柱1之间。实验过程中，当所述水泥基材料试件10受拉应力产生断裂时，杠杆臂2迅速向配重物9的方向倾斜，保护立柱4可支撑起杠杆臂2，防止配重物9快速落地造成的损害。

实施例2：

本实施例公开了一种基于杠杆法的水泥基材料持续受拉加载装置，包括立柱1、杠杆臂2、u型钢板3、腐蚀池5和循环水箱6。

参见图1，所述立柱1和腐蚀池5连接在同一块底板7上，立柱1的上端铰接有杠杆臂2。所述杠杆臂2的一端位于腐蚀池5的正上方，且这一端连接有钢拉索ⅰ8。所述杠杆臂2的另一端连接有配重物9。

所述钢拉索ⅰ8的下端连接有一个u型钢板3，该u型钢板3的下方设置有另一个u型钢板3。两个所述u型钢板3的开口相对，两个u型钢板3之间卡固有水泥基材料试件10。

下方的所述u型钢板3的下端连接有钢拉索ⅱ11，钢拉索ⅱ11连接到腐蚀池5的底部。两个所述u型钢板3、水泥基材料试件10和钢拉索ⅱ11均位于腐蚀池5内。

参见图1，所述腐蚀池5通过排水管12与循环水箱6连通。

实施例3：

本实施例主要结构同实施例2，进一步，参见图1，所述杠杆臂2的下方设置有保护立柱4，保护立柱4位于配重物9和立柱1之间。实验过程中，当所述水泥基材料试件10受拉应力产生断裂时，杠杆臂2迅速向配重物9的方向倾斜，保护立柱4可支撑起杠杆臂2，防止配重物9快速落地造成的损害。

实施例4：

本实施例主要结构同实施例3，进一步，参见图2，所述u型钢板3包括矩形的底板301和两块侧板302，底板301的一个板面与两块侧板302垂直连接。两块所述侧板302相互平行，两块侧板302分别靠近底板301不相邻的两个边缘。

每块所述侧板302的内侧设置有若干剪力键303。两个所述u型钢板3与水泥基材料试件10浇筑为一体，若干剪力键303伸入水泥基材料试件10内，实现共同受力。

实施例5：

本实施例主要结构同实施例4，进一步，所述水泥基材料试件10卡固在两个u型钢板3的部分设置有保护涂层，两个u型钢板3和钢拉索ⅱ11的表面设置有保护涂层。

实施例6：

本实施例主要结构同实施例5，进一步，所述腐蚀池5内注有硫酸盐溶液，两个u型钢板3、水泥基材料试件10和钢拉索ⅱ11均浸泡在硫酸盐溶液中。由于所述水泥基材料试件10的上下两端、两个u型钢板3和钢拉索ⅱ11的表面均涂有保护涂层，它们均不受硫酸盐溶液的腐蚀，从而延长装置使用寿命。

实施例7：

本实施例主要结构同实施例6，进一步，参见图1，所述底板7上设置有若干高强螺栓701，安装过程中，若干高强螺栓701用于固定底板7。

实施例8：

本实施例主要结构同实施例7，进一步，所述配重物9为混凝土试块。