CN108362594A - 模拟双向拉压力作用电加速混凝土溶蚀试验装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种模拟双向拉压力作用电加速混凝土溶蚀试验装置及方法,包括电解室,其固定在反力架操作平台上,还包括对混凝土试件多面进行拉压应力加载的多组应力施加装置;该装置和方法可以在长期恒定双向拉、压应力作用下测试电加速溶蚀对水工混凝土性能的影响,解决了现有技术中不能在持续的双向拉压力作用下研究电加速水工混凝土溶蚀情况的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种模拟双向拉压力作用电加速混凝土溶蚀试验装置及方法,属于模拟试验技术领域。
背景技术
水工混凝土结构如高重力坝、拱坝、面板坝等长期承受水压力、温度应力、波浪冲击等作用,普遍处于三向应力状态,部分区域受压,部分受拉。结构应力状态复杂,应力水平不一;例如高混凝土面板堆石坝,河谷中间面板普遍受压,河谷两侧一般受拉,同一面板在不同高程由于库水温度随高程变化,而受到温度应力作用,使结构部分受拉部分受压,混凝土的应力状态与其孔隙结构息息相关,特别是处于环境水作用下的水工混凝土;通常来讲,压应力使孔隙封闭,拉应力使孔隙张开,孔隙结构决定了水的渗透系数和离子扩散系数;因此,要想研究实际情况下混凝土溶蚀进程,必须考虑结构所处的应力状态。
通常所采用的加速混凝土溶蚀试验方法有化学溶液侵蚀法和电化学加速侵蚀法,采用化学溶液侵蚀方法,由于其危险性和污染环境的缺点,已经不再适合国家关于环境保护的规定。现在多采用电化学加速混凝土溶蚀,然而,现有的电化学加速溶蚀试验装置,还没有考虑结构应力状态对溶蚀进程影响;如何在电加速溶蚀试验过程中对试件施加长期稳定的拉、压应力是开发复杂应力条件下的电加速混凝土溶蚀试验装置的重点和难点,相关试验装置和试验方法尚未见诸于文献和报道中。
发明内容
本发明提供一种模拟双向拉压力作用电加速混凝土溶蚀试验装置及方法,该装置和方法可以在长期恒定双向拉、压应力作用下测试电加速溶蚀对水工混凝土性能的影响,解决了现有技术中不能在持续的双向拉压力作用下研究电加速水工混凝土溶蚀情况的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种模拟双向拉压力作用电加速混凝土溶蚀试验装置,包括电解室,其固定在反力架操作平台上,还包括对混凝土试件多面进行拉压应力加载的多组应力施加装置;
前述的电解室包括电解室底板,其四周固定密封钢板形成腔体,混凝土试件的底部固定在电解室底板中央位置,且混凝土试件的顶部高出密封钢板的顶部,将电解室的腔体分成位于X轴的正轴与负轴两个方向的左空腔与右空腔,在左空腔、右空腔内分别布设阴极电板、阳极电板,两者通过导线连接布设在电解室外部的整流器;电解室顶端开口部分通过架立在密封钢板上的电解室顶盖封闭,在电解室顶盖上开设进水口, 通过进水口向左空腔和右腔体内注入液体;
前述的多组应力施加装置共设有三组,其中一组位于混凝土试件的顶部,即Z轴的正轴方向,另外两组分别布设在混凝土试件的两侧,即Y轴的正轴方向与Y轴的负轴方向;每组应力施加装置包括软钢垫层和拉压钢板,软钢垫层与混凝土试件相接触,压力螺栓的端头依次穿过拉压钢板、软钢垫层抵住混凝土试件,拉压钢板的一侧与软钢垫层连接,另一侧连接高刚度弹簧的底端,高刚度弹簧的顶端连接空心螺杆,空心螺杆的顶端安装六边形螺帽;前述的空心螺杆内部空心部分布设多组应变片,应变片与布设在电解室外部的应变采集箱相连通;
作为本发明的进一步优选,所述的试验装置还包括反力架结构,其固定在地面上,包括工字钢反力架、反力架加筋肋和三角形钢板,工字钢反力架的底端用过反力架底部螺栓固定在地面上,三角形钢板通过三角形钢板固定螺栓固定在工字钢反力架的底端,反力架加筋肋通过反力架侧面固定螺栓固定在工字钢反力架的顶端;在工字钢反力架上开设多个预留孔,其开设的部位与空心螺杆的顶端部位相对应,预留孔内带有螺纹,空心螺杆穿过预留孔;
作为本发明的进一步优选,电解室顶盖上开设的进水口上安装进水口密封橡胶盖,在电解室顶盖上还设置电解室顶盖把手;电解室顶盖、密封钢板以及混凝土试件伸出电解室部分三者之间的接缝处设置电解室顶部止水橡皮;密封钢板和混凝土试件接缝处设置电解室底部止水橡皮;在电解室顶盖上设置预留孔,在左空腔、右空腔内分别布设的阴极电板、阳极电板通过穿过预留孔的导线与布设在电解室外部的整流器相连通,且导线与预留孔之间通过橡胶密封处理,整流器连接外部220V交流电源,转变为稳定的直流电源;
作为本发明的进一步优选,电解室顶盖与密封钢板相接处设置电解室顶部止水橡皮,电解室底板通过电解室底部螺栓固定在反力架操作平台上;
作为本发明的进一步优选,在电解室底板上设置电解室排水管,在电解室排水管上设置电解室排水管阀门;
作为本发明的进一步优选,混凝土试件的底端通过结构胶粘贴竖立在电解室底板中央位置处,将电解室的腔体分成位于X轴的正轴与负轴两个方向的左空腔与右空腔,两个空腔均为封闭空间,左腔体和右腔体内由进水口引入纯净水,前述的纯净水内只含有水分子,不含其它离子;
作为本发明的进一步优选,高刚度弹簧的底端与拉压钢板焊接固定,高刚度弹簧的顶端与空心螺杆的底端焊接固定;
一种模拟双向拉压力作用电加速混凝土溶蚀试验装置的试验方法,包括以下步骤:
第一步,混凝土试件制作,按照规范要求制作混凝土试件,在室温环境中成型并养护;
第二步,应力施加装置组装,压力螺栓的端头依次穿过拉压钢板、软钢垫层抵住混凝土试件,软钢垫层与混凝土试件相接触,拉压钢板的一侧与软钢垫层连接,另一侧焊接固定在高刚度弹簧的底端,高刚度弹簧的顶端与空心螺杆的底端焊接固定,空心螺杆的顶端安装六边形螺帽,空心螺杆内部空心部分布设多组应变片,应变片与布设在电解室外部的应变采集箱相连通;
第三步,电解室组装,电解室底板通过电解室底部螺栓固定在反力架操作平台上,电解室底板四周固定密封钢板形成腔体,在电解室底板上设置电解室排水管;
第四步,混凝土试件密封,混凝土试件的底端通过结构胶粘贴竖立在电解室底板中央位置处,将三组组装完成的应力施加装置进行布设,其中一组位于混凝土试件的顶部,即Z轴的正轴方向,另外两组分别布设在混凝土试件的两侧,即Y轴的正轴方向与Y轴的负轴方向;在工字钢反力架上开设多个预留孔,其开设的部位与空心螺杆的顶端部位相对应,预留孔内带有螺纹,空心螺杆穿过预留孔;采用结构胶将制作完成的混凝土试件与软钢垫层粘结,控制个组件紧密连接;
第五步,阴阳极电板组装,混凝土试件将电解室的腔体分成位于X轴的正轴与负轴两个方向的左空腔与右空腔,在左空腔、右空腔内分别布设阴极电板、阳极电板,两者通过导线连接布设在电解室外部的整流器,通过控制整流器可获得稳定的直流电源;
第六步,电解室密封,电解室顶端开口部分通过架立在密封钢板上的电解室顶盖封闭,同时电解室顶盖抵住混凝土试件,在电解室顶盖上还设置电解室顶盖把手,电解室顶盖、密封钢板以及混凝土试件伸出电解室部分三者之间的接缝处设置电解室顶部止水橡皮;密封钢板和混凝土试件接缝处设置电解室底部止水橡皮,完成密封;
第七步,施加拉压力,使用扭力扳手旋转空心螺杆顶端的六边形螺帽,顺时针旋转施加压应力,逆时针旋转施加拉应力,通过空心螺杆内部的应变片值的变化,计算弹簧压缩或拉伸的长度,从而计算出所施加的拉力和压力的大小,直至达到指定值;
第八步,注入纯净水,在电解室排水管上安装电解室排水管阀门,关闭电解室排水管阀门,向电解室顶盖上的进水口注入纯净水,完成后采用进水口密封橡胶盖密封电解室;
第九步,电加速混凝土溶蚀操作,控制整流器获得恒定的直流电源,控制拉应力、压应力值恒定,若出现某一方向力的损失超过允许值,可采用扭力扳手旋转该方向处的空心螺杆,利用高刚度弹簧计算力的大小,补充拉力和压力直至指定值,继续试验;
第十步,排水取样,试验完成后,打开电解室排水管阀门,使电解室左空腔、右空腔内内的水分别流入不同容器,利用电解室顶盖把手提起电解室顶盖,取出混凝土试件。
通过以上技术方案,相对于现有技术,本发明具有以下有益效果:
1、本发明可以对水工混凝土持续施加恒定双向拉压力作用,可以方便进行在双向拉压力作用下电加速混凝土溶蚀劣化试验;
2、对混凝土试件Z轴的正轴方向、 Y轴的正轴方向与Y轴的负轴方向施加正反向预紧力,提供双向拉压力环境,加载方式占用空间小,经济实用且可重复加载, 优势显著;
3、通过高刚度弹簧、空心螺杆及压力传感器来监测试件应力,在预紧力衰退时,采用扭力扳手来补充预紧力,维持荷载恒定;
4、拉压钢板与混凝土试件间设置软钢垫层,一方面,软钢垫层可起连接作用,保证力的传递性;另一方面,软钢垫层刚度小于拉压钢板又大于橡胶,可将拉压钢板收到的挤压力或拉伸力均匀传递给混凝土试件;在高刚度弹簧的压缩和拉伸过程中,每个拉压钢板会接受压力螺栓传递过来的紧固力,中间易存在较大弯矩和挠曲变形,导致荷载承受的不是均匀拉压应力,通过添加软钢垫层材料,可有效避免应力集中现象;
5、电解室顶盖与混凝土试件接缝处、电解室顶盖与电解室密封钢板接缝处、混凝土试件与电解室底板接缝处均布置有止水橡皮,密封装置,防止发生阴阳两极互通渗漏,同时避免其他材料中的离子渗透而影响试验结果;
6、本装置反力架通过布设反力架加筋肋和三角形钢板,利用固定螺栓固定在地面上,稳定安全,可以准确有效地提供预紧力;
7、本装置采用空心螺杆和高刚度弹簧以及拉压钢板来保证拉压力的传递,利用应变测量仪来控制所施加力的大小,操作方便;根据需要调整各个方向上螺栓预紧力大小以模拟试件复杂的应力状态,可以进行不同双向拉、压应力状态下电加速水工混凝土溶蚀试验,可进行对比试验;
8、本发明是一种可以长期保持恒定双向拉压力作用下电加速混凝土溶蚀试验的操作简单且经济实用的装置,该装置可以提供长期恒定的直流电压,提供长期恒定的拉压力作用,且可方便改变各个不同方向上的应力大小,研究溶液内的离子含量。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的优选实施例的结构示意图;
图2是本发明的优选实施例的侧视图;
图3是本发明的优选实施例的俯视图;
其中,1为混凝土试件,2为整流器,3为阳极电板,4为阴极电板,5为电解室顶部止水橡皮,6为拉压钢板,7为电解室顶盖,8为进水口密封橡胶盖,9为高刚度弹簧,10为空心螺杆,11为应变片,12为竖向螺帽,13为工字钢反力架,14为反力架加筋肋,15为应变采集箱,16为三角形钢板固定螺栓,17为纯净水,18为电解室底部螺栓,19为电解室底板,20为反力架操作平台,21为反力架底部固定螺栓,22为电解室排水管,23为电解室排水管阀门,24为底板,25为进水口,26为电解室顶盖把手,27为电解室底部止水橡皮,28为软钢垫层,29为反力架侧面固定螺栓,30为电解室密封钢板,31为三角形钢板,32为压力螺栓,33为结构胶。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图,仅以示意方式说明本发明的基本结构,因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1-图3所示,本发明包括以下技术特征:1为混凝土试件,2为整流器,3为阳极电板,4为阴极电板,5为电解室顶部止水橡皮,6为拉压钢板,7为电解室顶盖,8为进水口密封橡胶盖,9为高刚度弹簧,10为空心螺杆,11为应变片,12为竖向螺帽,13为工字钢反力架,14为反力架加筋肋,15为应变采集箱,16为三角形钢板固定螺栓,17为纯净水,18为电解室底部螺栓,19为电解室底板,20为反力架操作平台,21为反力架底部固定螺栓,22为电解室排水管,23为电解室排水管阀门,24为底板,25为进水口,26为电解室顶盖把手,27为电解室底部止水橡皮,28为软钢垫层,29为反力架侧面固定螺栓,30为电解室密封钢板,31为三角形钢板,32为压力螺栓,33为结构胶。
本发明的一种模拟双向拉压力作用电加速混凝土溶蚀试验装置,包括电解室,其固定在反力架操作平台上,还包括对混凝土试件多面进行拉压应力加载的多组应力施加装置;
前述的电解室包括电解室底板,其四周固定密封钢板形成腔体,混凝土试件的底部固定在电解室底板中央位置,且混凝土试件的顶部高出密封钢板的顶部,将电解室的腔体分成位于X轴的正轴与负轴两个方向的左空腔与右空腔,在左空腔、右空腔内分别布设阴极电板、阳极电板,两者通过导线连接布设在电解室外部的整流器;导线为铜线,外部包裹橡胶,电解室顶端开口部分通过架立在密封钢板上的电解室顶盖封闭,在电解室顶盖上开设进水口, 通过进水口向左空腔和右腔体内注入液体;
前述的多组应力施加装置共设有三组,其中一组位于混凝土试件的顶部,即Z轴的正轴方向,另外两组分别布设在混凝土试件的两侧,即Y轴的正轴方向与Y轴的负轴方向;每组应力施加装置包括软钢垫层和拉压钢板,软钢垫层与混凝土试件相接触,压力螺栓的端头依次穿过拉压钢板、软钢垫层抵住混凝土试件,拉压钢板的一侧与软钢垫层连接,另一侧连接高刚度弹簧的底端,高刚度弹簧的顶端连接空心螺杆,空心螺杆的顶端安装六边形螺帽;前述的空心螺杆内部空心部分布设多组应变片,可采用不同应变片组合,应变片与布设在电解室外部的应变采集箱相连通;靠近空心螺杆的底部位置为实心;
作为本发明的进一步优选,所述的试验装置还包括反力架结构,其固定在地面上,包括工字钢反力架、反力架加筋肋和三角形钢板,工字钢反力架的底端用过反力架底部螺栓固定在地面上,三角形钢板通过三角形钢板固定螺栓固定在工字钢反力架的底端,反力架加筋肋通过反力架侧面固定螺栓固定在工字钢反力架的顶端;在工字钢反力架上开设多个预留孔,其开设的部位与空心螺杆的顶端部位相对应,预留孔内带有螺纹,空心螺杆穿过预留孔;
作为本发明的进一步优选,电解室顶盖上开设的进水口上安装进水口密封橡胶盖,电解室顶盖有两块,分别架立在电解室密封钢板左右两侧上,在电解室顶盖上还设置电解室顶盖把手,由电解室顶盖把手提拉控制两块电解室顶盖;电解室顶盖、密封钢板以及混凝土试件伸出电解室部分三者之间的接缝处设置电解室顶部止水橡皮;密封钢板和混凝土试件接缝处设置电解室底部止水橡皮,防止混凝土试件两侧的液体发生互通渗漏影响试验结果;在电解室顶盖上设置预留孔,在左空腔、右空腔内分别布设的阴极电板、阳极电板通过穿过预留孔的导线与布设在电解室外部的整流器相连通,且导线与预留孔之间通过橡胶密封处理,整流器连接外部220V交流电源,转变为稳定的直流电源;
作为本发明的进一步优选,电解室顶盖与密封钢板相接处设置电解室顶部止水橡皮,电解室底板通过电解室底部螺栓固定在反力架操作平台上;
作为本发明的进一步优选,在电解室底板上设置电解室排水管,其中,电解室的左空腔和右空腔分别布设一个,在电解室排水管上设置电解室排水管阀门,电解室腔体内的液体可通过电解室排水管分别流入两个不同的容器进行收集;
作为本发明的进一步优选,混凝土试件的底端通过结构胶粘贴竖立在电解室底板中央位置处,将电解室的腔体分成位于X轴的正轴与负轴两个方向的左空腔与右空腔,两个空腔均为封闭空间,左腔体和右腔体内由进水口引入纯净水,前述的纯净水内只含有水分子,不含其它离子;
作为本发明的进一步优选,高刚度弹簧的底端与拉压钢板焊接固定,高刚度弹簧的顶端与空心螺杆的底端焊接固定,保证力的传递在一条直线上,利用力的传递性避免应力传感器直接接触试件引起误差;
一种模拟双向拉压力作用电加速混凝土溶蚀试验装置的试验方法,包括以下步骤:
第一步,混凝土试件制作,按照规范要求制作混凝土试件,在室温环境中成型并养护28天;
第二步,应力施加装置组装,压力螺栓的端头依次穿过拉压钢板、软钢垫层抵住混凝土试件,软钢垫层与混凝土试件相接触,拉压钢板的一侧与软钢垫层连接,另一侧焊接固定在高刚度弹簧的底端,高刚度弹簧的顶端与空心螺杆的底端焊接固定,空心螺杆的顶端安装六边形螺帽,空心螺杆内部空心部分布设多组应变片,可按照不同应变组合布置粘贴,应变片与布设在电解室外部的应变采集箱相连通,应变采集箱可采取不同的搭桥方式;
第三步,电解室组装,电解室底板通过电解室底部螺栓固定在反力架操作平台上,电解室底板四周固定密封钢板形成腔体,在电解室底板上设置电解室排水管;
第四步,混凝土试件密封,混凝土试件的底端通过结构胶粘贴竖立在电解室底板中央位置处,将三组组装完成的应力施加装置进行布设,其中一组位于混凝土试件的顶部,即Z轴的正轴方向,另外两组分别布设在混凝土试件的两侧,即Y轴的正轴方向与Y轴的负轴方向;在工字钢反力架上开设多个预留孔,其开设的部位与空心螺杆的顶端部位相对应,预留孔内带有螺纹,空心螺杆穿过预留孔;采用结构胶将制作完成的混凝土试件与软钢垫层粘结,控制个组件紧密连接;
第五步,阴阳极电板组装,混凝土试件将电解室的腔体分成位于X轴的正轴与负轴两个方向的左空腔与右空腔,在左空腔、右空腔内分别布设阴极电板、阳极电板,两者通过导线连接布设在电解室外部的整流器,通过控制整流器可获得稳定的直流电源;
第六步,电解室密封,电解室顶端开口部分通过架立在密封钢板上的电解室顶盖封闭,同时电解室顶盖抵住混凝土试件,在电解室顶盖上还设置电解室顶盖把手,电解室顶盖、密封钢板以及混凝土试件伸出电解室部分三者之间的接缝处设置电解室顶部止水橡皮;密封钢板和混凝土试件接缝处设置电解室底部止水橡皮,完成密封;
第七步,施加拉压力,使用扭力扳手旋转空心螺杆顶端的六边形螺帽,顺时针旋转施加压应力,逆时针旋转施加拉应力,通过空心螺杆内部应变片值的变化,计算弹簧压缩或拉伸的长度,利用胡克定律(其中K为弹簧的劲度系数)计算出所施加的拉、压力的大小,直至达到指定值;
第八步,注入纯净水,在电解室排水管上安装电解室排水管阀门,关闭电解室排水管阀门,向电解室顶盖上的进水口注入纯净水,完成后采用进水口密封橡胶盖密封电解室;
第九步,电加速混凝土溶蚀操作,控制整流器获得恒定的直流电源,控制拉应力、压应力值恒定,若出现某一方向力的损失超过允许值,可采用扭力扳手旋转该方向处的空心螺杆,利用高刚度弹簧计算力的大小,补充拉力和压力直至指定值,继续试验;
第十步,排水取样,试验完成后,打开电解室排水管阀门,使电解室左空腔、右空腔内内的水分别流入不同容器,利用电解室顶盖把手提起电解室顶盖,取出混凝土试件。
本技术领域技术人员可以理解,除非另外定义,这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是,诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义,并且除非像这里一样定义,不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本申请中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。
本申请中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。
以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (8)
1.一种模拟双向拉压力作用电加速混凝土溶蚀试验装置,其特征在于:包括电解室,其固定在反力架操作平台上,还包括对混凝土试件多面进行拉压应力加载的多组应力施加装置;
前述的电解室包括电解室底板,其四周固定密封钢板形成腔体,混凝土试件的底部固定在电解室底板中央位置,且混凝土试件的顶部高出密封钢板的顶部,将电解室的腔体分成位于X轴的正轴与负轴两个方向的左空腔与右空腔,在左空腔、右空腔内分别布设阴极电板、阳极电板,两者通过导线连接布设在电解室外部的整流器;电解室顶端开口部分通过架立在密封钢板上的电解室顶盖封闭,在电解室顶盖上开设进水口, 通过进水口向左空腔和右腔体内注入液体;
前述的多组应力施加装置共设有三组,其中一组位于混凝土试件的顶部,即Z轴的正轴方向,另外两组分别布设在混凝土试件的两侧,即Y轴的正轴方向与Y轴的负轴方向;每组应力施加装置包括软钢垫层和拉压钢板,软钢垫层与混凝土试件相接触,压力螺栓的端头依次穿过拉压钢板、软钢垫层抵住混凝土试件,拉压钢板的一侧与软钢垫层连接,另一侧连接高刚度弹簧的底端,高刚度弹簧的顶端连接空心螺杆,空心螺杆的顶端安装六边形螺帽;前述的空心螺杆内部空心部分布设多组应变片,应变片与布设在电解室外部的应变采集箱相连通。
2.根据权利要求1所述的模拟双向拉压力作用电加速混凝土溶蚀试验装置,其特征在于:所述的试验装置还包括反力架结构,其固定在地面上,包括工字钢反力架、反力架加筋肋和三角形钢板,工字钢反力架的底端用过反力架底部螺栓固定在地面上,三角形钢板通过三角形钢板固定螺栓固定在工字钢反力架的底端,反力架加筋肋通过反力架侧面固定螺栓固定在工字钢反力架的顶端;在工字钢反力架上开设多个预留孔,其开设的部位与空心螺杆的顶端部位相对应,预留孔内带有螺纹,空心螺杆穿过预留孔。
3.根据权利要求1所述的模拟双向拉压力作用电加速混凝土溶蚀试验装置,其特征在于:电解室顶盖上开设的进水口上安装进水口密封橡胶盖,在电解室顶盖上还设置电解室顶盖把手;电解室顶盖、密封钢板以及混凝土试件伸出电解室部分三者之间的接缝处设置电解室顶部止水橡皮;密封钢板和混凝土试件接缝处设置电解室底部止水橡皮;在电解室顶盖上设置预留孔,在左空腔、右空腔内分别布设的阴极电板、阳极电板通过穿过预留孔的导线与布设在电解室外部的整流器相连通,且导线与预留孔之间通过橡胶密封处理,整流器连接外部220V交流电源,转变为稳定的直流电源。
4.根据权利要求1所述的模拟双向拉压力作用电加速混凝土溶蚀试验装置,其特征在于:电解室顶盖与密封钢板相接处设置电解室顶部止水橡皮,电解室底板通过电解室底部螺栓固定在反力架操作平台上。
5.根据权利要求1所述的模拟双向拉压力作用电加速混凝土溶蚀试验装置,其特征在于:在电解室底板上设置电解室排水管,在电解室排水管上设置电解室排水管阀门。
6.根据权利要求1所述的模拟双向拉压力作用电加速混凝土溶蚀试验装置,其特征在于:混凝土试件的底端通过结构胶粘贴竖立在电解室底板中央位置处,将电解室的腔体分成位于X轴的正轴与负轴两个方向的左空腔与右空腔,两个空腔均为封闭空间,左腔体和右腔体内由进水口引入纯净水,前述的纯净水内只含有水分子,不含其它离子。
7.根据权利要求1所述的模拟双向拉压力作用电加速混凝土溶蚀试验装置,其特征在于:高刚度弹簧的底端与拉压钢板焊接固定,高刚度弹簧的顶端与空心螺杆的底端焊接固定。
8.一种模拟双向拉压力作用电加速混凝土溶蚀试验装置的试验方法,其特征在于:包括以下步骤:
第一步,混凝土试件制作,按照规范要求制作混凝土试件,在室温环境中成型并养护;
第二步,应力施加装置组装,压力螺栓的端头依次穿过拉压钢板、软钢垫层抵住混凝土试件,软钢垫层与混凝土试件相接触,拉压钢板的一侧与软钢垫层连接,另一侧焊接固定在高刚度弹簧的底端,高刚度弹簧的顶端与空心螺杆的底端焊接固定,空心螺杆的顶端安装六边形螺帽,空心螺杆内部空心部分布设多组应变片,应变片与布设在电解室外部的应变采集箱相连通;
第三步,电解室组装,电解室底板通过电解室底部螺栓固定在反力架操作平台上,电解室底板四周固定密封钢板形成腔体,在电解室底板上设置电解室排水管;
第四步,混凝土试件密封,混凝土试件的底端通过结构胶粘贴竖立在电解室底板中央位置处,将三组组装完成的应力施加装置进行布设,其中一组位于混凝土试件的顶部,即Z轴的正轴方向,另外两组分别布设在混凝土试件的两侧,即Y轴的正轴方向与Y轴的负轴方向;在工字钢反力架上开设多个预留孔,其开设的部位与空心螺杆的顶端部位相对应,预留孔内带有螺纹,空心螺杆穿过预留孔;采用结构胶将制作完成的混凝土试件与软钢垫层粘结,控制个组件紧密连接;
第五步,阴阳极电板组装,混凝土试件将电解室的腔体分成位于X轴的正轴与负轴两个方向的左空腔与右空腔,在左空腔、右空腔内分别布设阴极电板、阳极电板,两者通过导线连接布设在电解室外部的整流器,通过控制整流器可获得稳定的直流电源;
第六步,电解室密封,电解室顶端开口部分通过架立在密封钢板上的电解室顶盖封闭,同时电解室顶盖抵住混凝土试件,在电解室顶盖上还设置电解室顶盖把手,电解室顶盖、密封钢板以及混凝土试件伸出电解室部分三者之间的接缝处设置电解室顶部止水橡皮;密封钢板和混凝土试件接缝处设置电解室底部止水橡皮,完成密封;
第七步,施加拉压力,使用扭力扳手旋转空心螺杆顶端的六边形螺帽,顺时针旋转施加压应力,逆时针旋转施加拉应力,通过空心螺杆内部的应变片值的变化,计算弹簧压缩或拉伸的长度,从而计算出所施加的拉力和压力的大小,直至达到指定值;
第八步,注入纯净水,在电解室排水管上安装电解室排水管阀门,关闭电解室排水管阀门,向电解室顶盖上的进水口注入纯净水,完成后采用进水口密封橡胶盖密封电解室;
第九步,电加速混凝土溶蚀操作,控制整流器获得恒定的直流电源,控制拉应力、压应力值恒定,若出现某一方向力的损失超过允许值,可采用扭力扳手旋转该方向处的空心螺杆,利用高刚度弹簧计算力的大小,补充拉力和压力直至指定值,继续试验;
第十步,排水取样,试验完成后,打开电解室排水管阀门,使电解室左空腔、右空腔内内的水分别流入不同容器,利用电解室顶盖把手提起电解室顶盖,取出混凝土试件。
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