CN104237002A - 一种盐溶液腐蚀与加载试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于性能试验设备技术领域，涉及一种盐溶液腐蚀与加载试验装置，下侧加压板的四角分别设置有螺杆，下侧加压板与螺杆围成的框架中放置有承力架，上侧加压板的四角分别套接在螺杆上，螺母通过拧紧或松开套接在螺杆顶端的弹簧实现对上侧加压板的固定和荷载大小的控制；钢板的上表面和下表面分别焊接有两根钢筋，钢板的表面和四周边缘分别通过螺栓固定包覆有底部铁皮和外围铁皮，钢板的左右两端分别固定焊接有包套有底部铁皮的围壁，围壁上分别固定开设有进水孔和出水孔，相邻承力架之间的出水孔与出水孔或进水孔与进水孔分别通过导管连通，最末端的出水孔用橡胶塞堵塞；其结构简单，设计科学，操作简便，适用范围广，试验效率高。
Description
技术领域：
本发明属于性能试验设备技术领域，具体涉及一种盐溶液腐蚀与加载试验装置，用于对混凝土构件在荷载与腐蚀作用下进行力学性能和渗透性能的试验检测。
背景技术：
实践中，为了评价复合材料、塑料材料、金属材料和水泥基材料等的力学性能，经常要对其进行三点弯曲试验或四点弯曲试验。三点弯曲试验是指将试验件(简称试件)放在有间隔距离的两个受力点(支座)上，在受力点的上方中间向试件施加压力(荷载)，上下共计有三个点分别是施力点和受力点，该试验过程被称为三点弯曲实验(具体如图1所示)；四点弯曲试验是指将试验件(简称试件)放在有间隔距离的两个受力点(支座)上，在受力点的上方有两个点向试件施加压力(荷载)，上下共计有四个点分别是施力点和受力点，该试验过程被称为四点弯曲实验(具体如图2所示)；在三点弯曲试验或四点弯曲试验中，通常均需要观测试件裂缝的开展，并测量其挠度、变形和极限荷载等指标。
目前现有技术中使用的加载装置主要有以下几种：其一是双杠杆三点加载试验装置，此装置虽然加载稳定性好，但是拉杆易受温度影响，导致试验不够精确；其二是混凝土试件拉杆加载系统，它是通过应力扳手来控制施加的荷载大小，此装置虽然原理简单、操作简明，但是应力扳手的控制精度较低，而且容易受螺栓腐蚀的影响；其三是弹簧加载系统，它是通过压缩弹簧对试件施加荷载，荷载的大小通过弹簧压缩变形量来控制，此装置虽然不受温度变化的影响且加载精度高，但是也存在以下缺点：第一，在该系统中一同加载的三块试块的中间试块是上部受拉力，下部受压力，而最上试块和最下试块均是下部受拉力、上部受压力(具体如图3所示)，由于试块的受力方向不同，试验指标的测试过程很不方便；第二，当进行加载状态下的耐腐蚀性能测试时，试验要求对受力试块同时进行盐溶液腐蚀，该系统中只有最下试块能够浸泡在盐溶液中直接进行试验，而最上试块和中间试块由于没有溶液池而无法在加载状态下进行盐溶液试验，导致整体试验效率较为低下；第三，该加载系统中采用钢筋作为各个试块之间的支点，而钢筋在加载时不够稳定容易发生滑移，导致支座之间的间距产生变化而影响受力误差。因此，本发明针对现有的弹簧加载系统，改进设计出一种新型的盐溶液腐蚀与加载试验装置，能够保障在三点弯曲试验或四点弯曲试验中加载点和支承点的相对位置准确而不偏移，以提高相关性能测试的准确度，同时保证加载系统的多个试件在加载状态下能够同时进行盐溶液腐蚀试验。
发明内容：
本发明的目的在于克服现有技术存在的缺陷，设计提供一种用于三点弯曲试验或者四点弯曲试验的加载试验装置，能够保证加载试验装置中的每个试件的受力方向一致，同时实现每个试件都能在加载状态下进行盐溶液腐蚀试验。
为了实现上述目的，本发明设计的溶液腐蚀与加载试验装置的第一种技术方案为：主体结构包括上侧加压板、下侧加压板、弹簧、导管、螺杆、螺母和承力架，方形板状结构的下侧加压板的四角分别固定设置有螺杆，下侧加压板与螺杆围成的框架中放置有1-5个承力架用于支撑待测试的试件，承力架放置在待测试的试件的上部、下部和相邻试件之间，能够将各个待测试的试件的受力状态进行转换，使得全部带测试的试件的受力状态均为下侧受拉力、上侧受压力；上侧加压板的四角分别套接在螺杆上，螺母通过拧紧或松开套接在螺杆顶端的弹簧实现对上侧加压板的固定和荷载大小的控制；承力架的主体结构包括钢筋、钢板、进水孔、出水孔、围壁、外围铁皮、底部铁皮和螺栓，平面板状结构的钢板的上表面固定焊接有两根钢筋以形成加载点，下表面固定焊接有两根钢筋以形成支撑点，钢板的表面通过螺栓固定包覆式制有底部铁皮，钢板的四周边缘密封包套有环形结构的外围铁皮，外围铁皮通过螺栓固定连接在钢板上，钢板的左右两端分别固定焊接有围壁，围壁上通过螺栓固定密封包套有底部铁皮，钢板与围壁和外围铁皮共同形成一个矩形的盘形容器用于盛装盐溶液，钢板左端的围壁上固定开设有进水孔以连接外部管道用于添加盐溶液，钢板右端的围壁上固定开设有出水孔以连接外部管道用于排出盐溶液；相邻承力架之间的出水孔与出水孔或进水孔与进水孔分别通过导管相互连通，最末端的出水孔用独立的橡胶塞堵塞以防止泄露。
本发明所述的承力架中钢板的上表面焊接的两根钢筋之间的间距为2/4-3/4L(L为待测试的试件的长度)，钢板下表面焊接的两根钢筋之间的间距为1/3L(L为待测试的试件的长度)；外围铁皮和底部铁皮均为经过防锈处理后的铁皮，进水孔距离钢板的高度与出水孔距离钢板的高度相等；上侧加压板的下表面固定焊接有间距为1/3L(L为待测试的试件的长度)的两根钢筋。
本发明设计的溶液腐蚀与加载试验装置的第二种技术方案为：主体结构包括上侧加压板、下侧加压板、弹簧、螺杆、螺母和承力架，方形板状结构的下侧加压板的四角分别固定设置有螺杆，下侧加压板与螺杆围成的框架中放置有1-5个承力架用于支撑待测试的试件，下侧加压板的上表面固定焊接有间距为2/4-3/4L的两根钢筋(L为待测试的试件的长度)，上侧加压板的下表面中央固定焊接有一根钢筋，上侧加压板的四角分别套接在螺杆上，螺母通过拧紧/松开套接在螺杆顶端的弹簧实现对上侧加压板的固定和荷载大小的控制；承力架由钢筋和钢板构成，钢板的上表面固定焊接有间距为间距为2/4-3/4L的两根钢筋以形成加载点(L为待测试的试件的长度)，钢板下表面中央固定焊接有一根钢筋形成支撑点。
本发明与现有技术和产品相比，不仅能够避免传统弹簧加载系统在加载时由于钢筋不稳定导致产生位移而引起受力误差，而且设计的承力架上的支点位置准确，承力架能够转换各个试件的受力状态，使各试件的受拉区全为下侧以便于进行试验；同时还能实现一次加载针对多个试件进行盐溶液腐蚀渗透试验，大大提高了试验效率，也使盐溶液得到了循环利用，节约了试验成本和时间；其结构简单，设计科学，操作简便，适用范围广，试验效率高。
附图说明：
图1为现有技术中的三点弯曲试验示意图。
图2为现有技术中的四点弯曲试验示意图。
图3为现有技术中常见的弹簧加载系统的结构原理剖面图。
图4为本发明实施例1中加载试验装置的主体结构剖面原理示意图。
图5为本发明实施例2中加载试验装置的主体结构剖面原理示意图。
图6为本发明实施例1中加载试验装置进行盐溶液腐蚀测试时承力架的结构原理侧视图，其中(a)为用于三点弯曲试验的承力架，(b)为用于四点弯曲试验的承力架。
图7为本发明实施例1中加载试验装置进行盐溶液腐蚀测试时承力架的结构原理俯视图。
具体实施方式：
下面通过实施例并结合附图对本发明作进一步详细描述。
实施例1：
本实施例以用于四点弯曲试验为例进行说明，涉及的盐溶液腐蚀与加载试验装置主体结构包括上侧加压板3、下侧加压板4、弹簧5、导管9、螺杆13、螺母14和承力架15，方形板状结构的下侧加压板4的四角分别固定设置有螺杆13，下侧加压板4与螺杆13围成的框架中放置有1-5个承力架15用于支撑待测试的试件，承力架15放置在待测试的试件的上部、下部和相邻试件之间，能够将各个待测试的试件的受力状态进行转换，使得全部带测试的试件的受力状态均为下侧受拉力，上侧受压力，从而实现对多个试件同时进行试验测试，上侧加压板3的四角分别套接在螺杆13上，螺母14通过拧紧/松开套接在螺杆13顶端的弹簧5实现对上侧加压板3的固定和荷载大小的控制；承力架15的主体结构包括钢筋1、钢板2、进水孔6、出水孔7、围壁8、外围铁皮10、底部铁皮11和螺栓12，平面板状结构的钢板2的上表面固定焊接有两根钢筋1以形成加载点，下表面固定焊接有两根钢筋1以形成支撑点，钢板2的表面通过螺栓12固定包覆有底部铁皮11，钢板2的四周边缘密封包套有环形结构的外围铁皮10，外围铁皮10通过螺栓12固定连接在钢板2上，钢板2的左右两端分别固定焊接有围壁8，围壁8上通过螺栓12固定密封包套有底部铁皮11，钢板2与围壁8和外围铁皮10共同形成一个矩形的盘形容器用于盛装盐溶液，钢板2左端的围壁8上固定开设有进水孔6以连接外部管道用于添加盐溶液，钢板2右端的围壁8上固定开设有出水孔7以连接外部管道用于排出盐溶液；当进行多个试件盐溶液腐蚀试验时，相邻承力架15之间的出水孔7与出水孔7或进水孔6与进水孔6分别通过导管9相互连通，最末端的出水孔7用独立的橡胶塞堵塞以防止泄露。
本实施例中涉及的承力架15中钢板2的上表面焊接的两根钢筋1之间的间距为2/4-3/4L，L为待测试的试件的长度，钢板2下表面焊接的两根钢筋1之间的间距为1/3L，L为待测试的试件的长度；钢板2应有足够的刚度，以保证在荷载作用下变形小而不发生较大弯曲，从而保证加载点和支撑点的正确固定位置，避免在加载过程中发生位置错动而影响试件的受力；外围铁皮10和底部铁皮11均为经过防锈处理后的铁皮，进水孔6距离钢板2的高度与出水孔7距离钢板2的高度相等；上侧加压板3的下表面固定焊接有间距为1/3L的两根钢筋1，L为待测试的试件的长度。
本实施例以对三个待测试的试件同时进行盐溶液腐蚀加载试验为例进行说明，涉及的盐溶液腐蚀与加载试验装置使用方法为：首先，先向下侧加压板4与螺杆13围成的框架底部放入第一个承力架15，然后将待测试的第一试件放置在第一个承力架15的上面，再在待测试的第一试件上放置第二个承力架15，然后将待测试的第二试件放置在第二个承力架15的上面，再在待测试的第二试件上放置第三个承力架15，然后将待测试的第三试件放置在第三个承力架15的上面，第一个承力架15、第二个承力架15和第三个承力架15均结构相同；其次，将第一个承力架15的出水孔7与第二个承力架15的出水孔7通过导管9连通，将第二个承力架15的进水孔6与第三个承力架15的进水孔6通过导管9连通，将第三个承力架15的出水孔7用独立的橡胶塞堵塞；最后，将上侧加压板3的四角套接在螺杆13上，并通过螺母14拧紧套接在螺杆13顶端的弹簧5实现对上侧加压板3的固定。
实施例2：
本实施例以用于三点弯曲试验为例进行说明，涉及的盐溶液腐蚀与加载试验装置主体结构包括上侧加压板3、下侧加压板4、弹簧5、螺杆13、螺母14和承力架15，方形板状结构的下侧加压板4的四角分别固定设置有螺杆13，下侧加压板4与螺杆13围成的框架中放置有1-5个承力架15用于支撑待测试的试件，下侧加压板4的上表面固定焊接有间距为2/4-3/4L的(L为待测试的试件的长度)两根钢筋1，上侧加压板3的下表面中央固定焊接有一根钢筋1，上侧加压板3的四角分别套接在螺杆13上,螺母14通过拧紧/松开套接在螺杆13顶端的弹簧5实现对上侧加压板3的固定和荷载大小的控制；承力架15由钢筋1和钢板2构成，钢板2的上表面固定焊接有间距为间距为2/4-3/4L的(L为待测试的试件的长度)两根钢筋1以形成加载点，钢板2下表面中央固定焊接有一根钢筋1形成支撑点。
本实施例中以对三个待测试的试件同时进行力学性能的加载试验为例进行说明，涉及的盐溶液腐蚀与加载试验装置使用方法为：先将第一试件放入下侧加压板4与螺杆13围成的框架中，再依次放入第一个承力架15、第二试件、第二个承力架15和第三试件，然后将上侧加压板3的四角套接在螺杆13上，并通过螺母14拧紧套接在螺杆13顶端的弹簧5实现对上侧加压板3的固定。
Claims (3)
1.一种盐溶液腐蚀与加载试验装置，其特征在于主体结构包括上侧加压板、下侧加压板、弹簧、导管、螺杆、螺母和承力架，方形板状结构的下侧加压板的四角分别固定设置有螺杆，下侧加压板与螺杆围成的框架中放置有1-5个承力架用于支撑待测试的试件，承力架放置在待测试的试件的上部、下部和相邻试件之间，能够将各个待测试的试件的受力状态进行转换，使得全部带测试的试件的受力状态均为下侧受拉力、上侧受压力；上侧加压板的四角分别套接在螺杆上,螺母通过拧紧或松开套接在螺杆顶端的弹簧实现对上侧加压板的固定和荷载大小的控制；承力架的主体结构包括钢筋、钢板、进水孔、出水孔、围壁、外围铁皮、底部铁皮和螺栓，平面板状结构的钢板的上表面固定焊接有两根钢筋以形成加载点，下表面固定焊接有两根钢筋以形成支撑点，钢板的表面通过螺栓固定包覆式制有底部铁皮，钢板的四周边缘密封包套有环形结构的外围铁皮，外围铁皮通过螺栓固定连接在钢板上，钢板的左右两端分别固定焊接有围壁，围壁上通过螺栓固定密封包套有底部铁皮，钢板与围壁和外围铁皮共同形成一个矩形的盘状容器用于盛装盐溶液，钢板左端的围壁上固定开设有进水孔以连接外部管道用于添加盐溶液，钢板右端的围壁上固定开设有出水孔以连接外部管道用于排出盐溶液；相邻承力架之间的出水孔与出水孔或进水孔与进水孔分别通过导管相互连通，最末端的出水孔用独立的橡胶塞堵塞以防止泄露。
2.根据权利要求1所述的盐溶液腐蚀与加载试验装置，其特征在于所述承力架中钢板的上表面焊接的两根钢筋之间的间距为2/4-3/4L，钢板下表面焊接的两根钢筋之间的间距为1/3L；外围铁皮和底部铁皮均为经过防锈处理后的铁皮，进水孔距离钢板的高度与出水孔距离钢板的高度相等；上侧加压板的下表面固定焊接有间距为1/3L的两根钢筋，L为待测试的试件的长度。
3.一种盐溶液腐蚀与加载试验装置，其特征在于主体结构包括上侧加压板、下侧加压板、弹簧、螺杆、螺母和承力架，方形板状结构的下侧加压板的四角分别固定设置有螺杆，下侧加压板与螺杆围成的框架中放置有1-5个承力架用于支撑待测试的试件，下侧加压板的上表面固定焊接有间距为2/4-3/4L的两根钢筋，上侧加压板的下表面中央固定焊接有一根钢筋，上侧加压板的四角分别套接在螺杆上,螺母通过拧紧或松开套接在螺杆顶端的弹簧实现对上侧加压板的固定和荷载大小的控制；承力架由钢筋和钢板构成，钢板的上表面固定焊接有间距为2/4-3/4L的两根钢筋以形成加载点，L为待测试的试件的长度，钢板下表面中央处固定焊接有一根钢筋形成支撑点。
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