CN109374420A - 一种荷载与冻融耦合作用的混凝土试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及混凝土测试技术领域，尤其涉及一种荷载与冻融耦合作用的混凝土试验装置。包括固定架、隔离板、底部基座，多根均布在固定架、隔离板、底部基座上且竖直穿过固定架、隔离板、底部基座的固定杆以及竖直穿过固定架、隔离板的梯形丝杆，所述梯形丝杆还设置有两根或者两根以上且等间距分布，所述固定架上端的梯形丝杆上设置有转轮，所述隔离板与底部基座之间的梯形丝杆上设置有连接板，所述连接板下方对应的底部基座上设置有混凝土试件箱；所述测试腔上设置有冻融液进水阀门和冻融液出水阀门。原理简明，使用方便，可在冻融环境下持续施加荷载，也可测试混凝土试件冻融循环后的抗压强度，无需移动混凝土材料。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土测试技术领域，尤其涉及一种荷载与冻融耦合作用的混凝土试验装置。
背景技术
在实际工程中，基础设施逐渐暴露出一些耐久性的问题，建筑物混凝土的破坏大部分是由于荷载与碳化，冻融，锈蚀耦合作用引起。目前，混凝土结构耐久性问题越来越受到人们的重视，相关实验研究也逐渐从单一元素考虑到多因素耦合作用，然而，由于实验环境的徐变性，腐蚀性及应力松弛问题，给如今混凝土试件的加载带来了许多困难。因此，建立一种荷载与冻融耦合作用的混凝土试验装置，对未来的研究具有重要意义。
目前国内已经有一些多因素耦合作用下的混凝土加载装置，主要分为两种：一种是通过千斤顶进行加载，一种是通过扳手拧紧螺帽进行加载。
公告号为CN 206930527U，公告日为2018.01.26的中国专利《一种混凝土冻融循环和轴向受压组合装置》，包括混凝土冻融箱、电机控制器、液压夹具控制器、千斤顶控制器、上端开口的试件箱、两个液压双爪夹钳、两个探头和显示器。试件箱里有顶板，顶板上有一限位槽，混凝土试件放在其限位槽里。该装置能在冻融试验后马上进行荷载实验，无需移动混凝土材料，但是有以下不足：1.其结构及安装设备较为复杂；2.电机控制器，千斤顶控制器等控制器消耗能源较多；3.只能进行单个混凝土试件的处理，效率较低；4.加载过后的混凝土残渣不易处理。
公告号为CN103674708A，公告日为2014.3.26的中国专利《多因素耦合作用下混凝土耐久性研究实验加载装置》四个螺杆及压力环对称布置，钢筋依次穿过拧紧螺栓，压力环、应变片、上槽钢、上锟轴、混凝土试件、下锟轴、下槽钢，此类装置操作简单，但有以下不足：1.无法准确地控制多个螺帽的荷载均匀性，且四个螺栓若同时扭紧，一个人不易操作，需多个人同时进行。2.应变片在冻融过程中容易收到影响，导致结果的不准确，应该选择具有温度自补偿的应变计或增加一个补偿片。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，提供一种荷载与冻融耦合作用的混凝土试验装置。
为了实现本发明的目的,本发明采用的技术方案为：
一种荷载与冻融耦合作用的混凝土试验装置，包括固定架、隔离板、底部基座，多根均布在固定架、隔离板、底部基座上且竖直穿过固定架、隔离板、底部基座的固定杆以及竖直穿过固定架、隔离板的梯形丝杆，所述梯形丝杆还设置有两根或者两根以上且等间距分布，所述固定架上端的梯形丝杆上设置有转轮，所述隔离板与底部基座之间的梯形丝杆上设置有连接板，所述连接板下方对应的底部基座上设置有混凝土试件箱，所述混凝土试件箱一侧设置有进水阀门和出水阀门；所述隔离板与底部基座之间为密闭的测试腔，所述测试腔上设置有冻融液进水阀门和冻融液出水阀门；所述固定架、隔离板、底部基座一侧设置有处理器；所述梯形丝杆上端设有转轮，延长转动丝杆的力臂，使用者只需施加很小的扭矩即可以通过上压盘给混凝土试件传递较大的力。
整个装置的尺寸为1200×600×1200mm，隔离板下部冻融装置内部尺寸为900×600×800mm，试件箱尺寸为300×300×600mm，每个试件箱可放置多个100×100×100mm的混凝土试件。
连接板与固定杆通过滑槽相连。丝杆与压盘通过轴承座转动连接，压盘在水平方向的位置限定，只能进行上下移动，给予试样竖直向下的作用力，放置架通过螺栓与底部基座相连，稳定性较高。得到的抗压强度数据较精确。
作为优选的技术方案，装置的所有金属加载部件均匀涂抹一层3mm环氧树脂薄膜，解决由于潮湿引起的锈蚀问题，在环氧树脂薄膜外涂有30mm的闭泡绝热保温材料，解决实验环境温差引起的金属热胀冷缩问题，提高了实验的准确性。
每个梯形丝杆和混凝土试件箱四周均对应有四根固定杆。
所述连接板四个角均设置有向其对应的固定杆伸展的连杆，所述连杆端部可以上下滑动的设置在固定杆内。
所述固定杆内设置有滑槽，所述滑槽水平截面呈T形，所述连杆插入并卡接在滑槽内。
所述梯形丝杆下端部设置有轴承座，所述连接板上方设置有压盘，所述轴承座与压盘相互匹配；所述压盘内设置有用于测量记录数据的力传感器。
所述测试腔内设置有水位计。
所述混凝土试件箱下方的底部基座上设置有放置架，所述混凝土试件箱固定在放置架上。
所述固定杆上下两端分别通过螺帽与固定架和底部基座固定连接。
本发明的有益效果在于：
原理简明，使用方便，可在冻融环境下持续施加荷载，也可测试混凝土试件冻融循环后的抗压强度，无需移动混凝土材料；可同时对不同强度的混凝土试件进行加载，提高了实验效率，且两组试件互不影响；丝杆上端螺纹连有穿过转轮的六角形紧固螺栓，通过转轮转动丝杆施加荷载，降低了能耗；底部基座的放置架可进行拆卸，方便试验后混凝土材料残渣的清理。梯形丝杆与压盘通过轴承座转动连接，压盘在水平方向的位置限定，只能进行上下移动，给予试样竖直向下的作用力；加载装置涂有环氧树脂薄膜和闭泡绝热薄膜材料，解决实验环境温差引起的金属热胀冷缩问题，提高了实验的准确性。
附图说明
下面结合附图和实施案例对本发明做进一步的说明。
图1是本实施例加载装置的结构示意图；
图2是本实施例内部构造平面图；
图3是本实施例俯视图；
图4是固定杆截面图。
其中：1固定架，2转轮，3固定杆，4梯形丝杆，5隔离板，6轴承座，7连接板，8上压盘，9混凝土试件箱，10放置架，11底部基座，12处理器，13冻融液进水阀门，14进水阀门，15出水阀门，16冻融液出水阀门。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
参见图1-4。
本发明公开了一种荷载与冻融耦合作用的混凝土试验装置，包括固定架1、隔离板5、底部基座11，多根均布在固定架1、隔离板5、底部基座11上且竖直穿过固定架1、隔离板5、底部基座11的固定杆3以及竖直穿过固定架1、隔离板5的梯形丝杆4，所述梯形丝杆4还设置有两根或者两根以上且等间距分布，所述固定架1上端的梯形丝杆4上设置有转轮2，所述隔离板5与底部基座11之间的梯形丝杆4上设置有连接板7，所述连接板7下方对应的底部基座11上设置有混凝土试件箱9，所述混凝土试件箱9一侧设置有进水阀门14和出水阀门15；所述隔离板5与底部基座11之间为密闭的测试腔，所述测试腔上设置有冻融液进水阀门13和冻融液出水阀门16；所述固定架1、隔离板5、底部基座11一侧设置有处理器12；所述梯形丝杆4上端设有转轮2，延长转动丝杆4的力臂，使用者只需施加很小的扭矩即可以通过上压盘8给混凝土试件传递较大的力。
整个装置的尺寸为1200×600×1200mm，隔离板下部冻融装置内部尺寸为900×600×800mm，试件箱尺寸为300×300×600mm，每个试件箱可放置多个100×100×100mm的混凝土试件。
连接板7与固定杆3通过滑槽相连。丝杆4与压盘8通过轴承座6转动连接，压盘8在水平方向的位置限定，只能进行上下移动，给予试样竖直向下的作用力，放置架10通过螺栓与底部基座11相连，稳定性较高。得到的抗压强度数据较精确。
作为优选的技术方案，装置的所有金属加载部件均匀涂抹一层3mm环氧树脂薄膜，解决由于潮湿引起的锈蚀问题，在环氧树脂薄膜外涂有30mm的闭泡绝热保温材料，解决实验环境温差引起的金属热胀冷缩问题，提高了实验的准确性。
每个梯形丝杆4和混凝土试件箱9四周均对应有四根固定杆3。
所述连接板7四个角均设置有向其对应的固定杆3伸展的连杆，所述连杆端部可以上下滑动的设置在固定杆3内。
所述固定杆3内设置有滑槽，所述滑槽水平截面呈T形，所述连杆插入并卡接在滑槽内。
所述梯形丝杆4下端部设置有轴承座6，所述连接板7上方设置有压盘8，所述轴承座6与压盘8相互匹配；所述压盘8内设置有用于测量记录数据的力传感器201。
所述测试腔内设置有水位计。
所述混凝土试件箱9下方的底部基座11上设置有放置架10，所述混凝土试件箱9固定在放置架10上。
所述固定杆3上下两端分别通过螺帽与固定架1和底部基座11固定连接。
本发明结合具体实例工作过程如下：
步骤一：将需要实验的混凝土试样加工为实验所需要的混凝土试件，确保试件上下表面平整，无破损裂痕，以免影响实验结果的准确性。
步骤二：将加工好的混凝土试件放置于试件箱9内，放置架中有四个圆孔，通过四个螺栓将试件箱9，放置架10，与底部基座11相连。
步骤三：转动转轮2，调整丝杆4上下转动，丝杆4与压盘8通过轴承座6转动连接，使上压盘6与混凝土试件的上表面接触压紧。
步骤四：打开冻融液进水阀门13，关闭冻融液出水阀门16，将冻融液注入冻融箱，当冻融液高度达到预设高度时，水位计会向处理器12传递信息。
步骤五：打开试件箱进水阀门14，关闭试件箱出水阀门15，灌入水。
步骤六：通过制冷机组控制冻融箱内冻融液温度，通过冻融箱内的温敏电阻传出的信息有效的控制冻融箱内的温度，当冻融液达到所需温度时，关闭制冷机组，启动电加热组，提高水的温度，通过温敏电阻使冻融箱内的温度达到试件融化所需温度，依次进行冻融循环的实验。
步骤七：打开冻融液出水阀门16和试件箱出水阀门15，排除冻融液和水。
步骤八：实验结束后，打开冻融箱，进行混凝土单轴抗压强度试验，根据压盘上的力传感器201读取数据后记录。
步骤九：清理残渣，将仪器关闭。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (8)
1.一种荷载与冻融耦合作用的混凝土试验装置，包括固定架(1)、隔离板(5)、底部基座(11)，多根均布在固定架(1)、隔离板(5)、底部基座(11)上且竖直穿过固定架(1)、隔离板(5)、底部基座(11)的固定杆(3)以及竖直穿过固定架(1)、隔离板(5)的梯形丝杆(4)，其特征在于：所述梯形丝杆(4)还设置有两根或者两根以上且等间距分布，所述固定架(1)上端的梯形丝杆(4)上设置有转轮(2)，所述隔离板(5)与底部基座(11)之间的梯形丝杆(4)上设置有连接板(7)，所述连接板(7)下方对应的底部基座(11)上设置有混凝土试件箱(9)，所述混凝土试件箱(9)一侧设置有进水阀门(14)和出水阀门(15)；所述隔离板(5)与底部基座(11)之间为密闭的测试腔，所述测试腔上设置有冻融液进水阀门(13)和冻融液出水阀门(16)；所述固定架(1)、隔离板(5)、底部基座(11)一侧设置有处理器(12)。
2.根据权利要求1所说的一种荷载与冻融耦合作用的混凝土试验装置，其特征在于：每个梯形丝杆(4)和混凝土试件箱(9)四周均对应有四根固定杆(3)。
3.根据权利要求2所说的一种荷载与冻融耦合作用的混凝土试验装置，其特征在于：所述连接板(7)四个角均设置有向其对应的固定杆(3)伸展的连杆，所述连杆端部可以上下滑动的设置在固定杆(3)内。
4.根据权利要求3所说的一种荷载与冻融耦合作用的混凝土试验装置，其特征在于：所述固定杆(3)内设置有滑槽，所述滑槽水平截面呈T形，所述连杆插入并卡接在滑槽内。
5.根据权利要求1所说的一种荷载与冻融耦合作用的混凝土试验装置，其特征在于：所述梯形丝杆(4)下端部设置有轴承座(6)，所述连接板(7)中心设置有压盘(8)，所述轴承座(6)与压盘(8)相互匹配；所述压盘(8)内设置有用于测量记录数据的力传感器(201)。
6.根据权利要求1所说的一种荷载与冻融耦合作用的混凝土试验装置，其特征在于：所述测试腔内设置有水位计。
7.根据权利要求1所说的一种荷载与冻融耦合作用的混凝土试验装置，其特征在于：所述混凝土试件箱(9)下方的底部基座(11)上设置有放置架(10)，所述混凝土试件箱(9)固定在放置架(10)上。
8.根据权利要求1所说的一种荷载与冻融耦合作用的混凝土试验装置，其特征在于：所述固定杆(3)上下两端分别通过螺帽与固定架(1)和底部基座(11)固定连接。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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