CN110411853A - 一种混凝土试件试验设备 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于混凝土耐久性监测技术领域，尤其涉及一种混凝土试件试验设备，所述混凝土试件试验设备包括试件测试装置，用于对混凝土试件施加压力并测试混凝土试件内部温湿度、承受的压力及受力产生的应力；高低温交变湿热环境模拟系统，用于容纳所述试件测试装置，提供高低温交变湿热环境；控制与监测系统，用于控制所述高低温交变湿热环境模拟系统，提供高低温交变湿热环境，并采集所述试件测试装置的数据；数据传导线，用于连接所述试件测试装置与所述控制与监测系统。通过本发明的混凝土试件试验设备，可以测试混凝土试件受压时在高低温交变湿热环境条件下对混凝土耐久性能造成的影响。

Description

一种混凝土试件试验设备
技术领域
本发明属于混凝土耐久性监测技术领域，尤其涉及一种混凝土试件试验设备。
背景技术
混凝土内部的微环境与混凝土冻融破坏、碳化、氯盐扩散以及混凝土内钢筋锈蚀等耐久性因素密切相关，是影响混凝土耐久性能的主要最主要因素之一。
目前，混凝土轴心受压试验系统可以测试混凝土受压时在超低温环境下进行，用液氮与超低温环境箱连接来维持超低温度。
这种方法虽然可以测试混凝土受压时在超低温环境下对混凝土耐久性能的影响，但环境影响因素较为单一，无法测试受压时在其他环境条件下对混凝土耐久性能造成的影响。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种混凝土试件试验设备，旨在解决环境影响因素较为单一，无法测试在其他环境条件下对混凝土耐久性能造成的影响的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种混凝土试件试验设备，所述混凝土试件试验设备包括：
试件测试装置，用于对混凝土试件施加压力并测量混凝土试件内部温湿度、承受的压力以及受力产生的应变；
高低温交变湿热环境模拟系统，用于容纳所述试件测试装置，提供高低温交变湿热环境；以及
控制与监测系统，用于控制所述高低温交变湿热环境模拟系统以提供高低温交变湿热环境，并采集所述混凝土试件内部温湿度、承受压力及受力产生的应变的数据。
本发明实施例提供的一种混凝土试件试验设备，通过设置试件测试装置对混凝土试件施加压力并测量混凝土试件内部温湿度、所承受的压力以及受力产生的应变，通过控制与监测系统来控制高低温交变湿热环境模拟系统为试件测试装置提供高低温交变湿热环境并采集试件测试装置内部温湿度、承受压力以及受力产生的应变的数据。本发明提供的混凝土试件试验设备设置了试件测试装置、高低温交变湿热环境模拟系统、控制与监测系统对混凝土耐久性影响因素进行测试，可以测试混凝土试件受压时在高低温交变湿热环境条件下对混凝土耐久性能造成的影响。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种混凝土试件试验设备的立体结构图；
图2为本发明实施例提供的试件测试装置的正视图；
图3为本发明实施例提供的试件测试装置的轴测图；
图4为本发明实施例提供的试件测试装置的俯视图；
图5为本发明实施例提供的试件测试装置的分解图；
附图中：1、试件测试装置；2、高低温交变湿热环境模拟系统；3、控制与监测系统；4、液压系统；5、数据传导线；6、上固定承台板；7、下固定承台板；8、中间活动承台板；9、螺杆；10、固定螺母；11、限位螺母；12、液压千斤顶；13、压力传感器；14、温湿度传感器；15、应变传感器；16、数据通孔；17、混凝土试件。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
本发明实施例提供的一种混凝土试件试验设备，如图1所示，所述混凝土试件试验设备包括：
试件测试装置1，用于对混凝土试件17施加压力并测试混凝土试件17内部温湿度、承受的压力及受力产生的应变；
高低温交变湿热环境模拟系统2，用于容纳所述试件测试装置1，提供高低温交变湿热环境；以及
控制与监测系统3，用于控制所述高低温交变湿热环境模拟系统2以提供高低温交变湿热环境，并采集所述试件测试装置1中混凝土试件17的内部温湿度、承受压力及受力产生的应变的数据。
在本发明实施例中，通过设置试件测试装置1来测量混凝土试件17内部温湿度、承受的压力及受力产生的应变，通过控制与监测系统3来控制高低温交变湿热环境模拟系统2为试件测试装置1提供高低温交变湿热环境并采集试件测试装置1中混凝土试件17的内部温湿度、承受的压力以及受力产生的应变的数据。本发明提供的混凝土试件试验设备设置了试件测试装置1、高低温交变湿热环境模拟系统2、控制与监测系统3对造成混凝土耐久性的影响因素进行测试，可以测试混凝土试件受压时在高低温交变湿热环境条件下对混凝土耐久性能造成的影响。
在本发明的一个实例中，试件测试装置1可以测量混凝土所承受的压力、应力以及内部温湿度数据。高低温交变湿热环境模拟系统2采用可编程试验箱，包括试验箱箱体、制冷系统，温度系统，湿度系统、空气循环系统，和传感器系统；试验箱箱体用于放置试件测试装置1，温度系统主要由大功率电阻丝组成，在试验箱的底板设有加热器；制冷系统采用机械制冷以及辅助液氮制冷，机械制冷采用蒸汽压缩式制冷，主要由压缩机、冷凝器、节流机构和蒸发器组成，高温部分和低温部分之间是用一个蒸发冷凝器联系起来，高温部分采用冷凝剂HP80进行制冷，低温部分采用R23进行制冷；传感器系统包括温度和湿度传感器，用于测量试验箱内的温度和湿度，便于对试验箱进行温湿度控制；湿度系统分为加湿和除湿两个子系统，加湿方式采用蒸汽加湿法，即将低压蒸汽直接注入试验箱加湿，这种加湿方法加湿能力强，除湿方式采用机械制冷除湿，是将空气冷却到露点温度以下，使大于饱和含湿量的水汽凝结析出，从而降低温度；空气循环系统包含离心风扇和驱动其运转的电机，使得试验箱内的空气可以进行循环。控制与监测系统3由控制模块和监测模块组成，控制模块分为试验箱控制模块，液压千斤顶控制模块，试验箱控制模块的控制器采用PID控制，液压千斤顶控制模块采用了单片机嵌入式设计技术控制阀门的开关，如芯片AT89C51单片机、8521单片机；监测模块包括温湿度显示器，压力显示器，和应力显示器，用于显示混凝土试件17的温湿度、所承受的压力以及受压变形后产生的应力。
在本发明实施例中，控制与监测系统3用于控制高低温交变湿热环境模拟系统2，按照实验要求设置可编程高低温交变湿热试验箱的高低温湿热循环参数，从而为试件测试装置1提供高低温交变湿热模拟环境，并采集混凝土试件17内部温湿度、承受的压力以及受力产生的应变的数据，这样就可以测试混凝土试件17受压时在高低温交变湿热环境条件下对混凝土耐久性能造成的影响。
本发明的一个实施例中，如图2、3、4、5所示，试件测试装置包括混凝土试件17、固定单元、压力施加单元、测量单元；固定单元用来固定混凝土试件17与压力施加单元；压力施加单元用来给混凝土试件17施加压力；测量单元用来测量混凝土试件17内部温湿度、承受的压力以及受力变成产生的应变。
作为本发明的一种优选实施例，固定单元包括上固定承台板6、中间活动承台板8、下固定承台板7；混凝土试件17置于中间活动承台板8与下固定承台板7之间；压力施加单元置于中间活动承台板8与上固定承台板6之间；上固定承台板6、中间活动承台板8、与下固定承台板7从上到下依次被螺杆9穿过，圆柱形的混凝土试件17与压力施加单元被上固定承台板6、中间活动承台板8、下固定承台板7与螺杆9、固定螺母10、限位螺母11固定起来，有利于提高混凝土试件17与压力施加单元的稳定性。
作为本发明的另一种优选实施例，测量单元包括压力传感器13，用来测量混凝土试件17承受的压力；温湿度传感器14，用来测量混凝土试件17内部温湿度；以及应变传感器15，用来测量混凝土试件17受力产生的应变，测量单元的设置可以测量混凝土试件17受压时在高低温交变湿热环境下内部微环境的数据，以及混凝土试件17受力产生的应变。
作为本发明的另一种优选实施例，温湿度传感器14预埋于所述混凝土试件17轴线中心处，可以测量混凝土试件17内部微环境的温湿度，应变传感器15设置在混凝土试件17的侧面，可以测量混凝土试件17产生的应变。
作为本发明的另一种优选实施例，压力施加单元包括液压千斤顶12，液压千斤顶12与上固定承台板6固定连接，而压力传感器13设置于中间活动承台板8的上方，当液压千斤顶12通过加压直接对中间活动承台板8施加压力时，压力传感器13被液压千斤顶12紧紧抵住进而可以测量液压千斤顶12施加的压力，中间活动承台板8将收到的集中力转变为均布荷载，均匀施加至混凝土试件17，以模拟混凝土试件17实际承压状态，使得混凝土试件17在高低温交变湿热环境之时，也同时受到压力的作用，即混凝土试件17可同时处于高低温交变湿热环境与受压条件下。
作为本发明的另一种优选实施例，所述液压千斤顶12的液压系统4受控于所述控制与监测系统3，控制与监测系统3通过控制液压系统4进而控制液压千斤顶12的行程，对混凝土试件17施加压力，使混凝土试件17处于受压条件下。
作为本发明的另一种优选实施例，混凝土试件试验设备还包括数据传导线5，用于将控制与监测系统3分别连接压力传感器13、应变传感器15，数据传导线5还通过下固定承台板7中的数据线通孔16与温湿度传感器14连接，使得控制与监测系统3采集到压力传感器13、应变传感器15和温湿度传感器14的数据，对混凝土试件17在高低温交变湿热环境中受压条件下混凝土内部温湿度微环境的情况以及受力产生的应变进行监测。
作为本发明的另一种优选实施例，上固定承台板6、中间活动承台板8与下固定承台板7均为圆板，沿板的圆周均设置有位置相应的通孔，通孔有2个、3个或者3个以上，用于通过螺杆9，上固定承台板6与下固定承台板7用固定螺母10固定在螺杆9上，中间活动承台板8用限位螺母11定位在螺杆9上，使试件测试装置1更加稳定，同时螺杆9沿竖直向布设，可以控制液压千斤顶12沿一维施加压力。
在本发明实施例中，通过设置试件测试装置1来测量混凝土试件17内部温湿度以及所承受的压力，通过控制与监测系统3来控制高低温交变湿热环境模拟系统2为试件测试装置1提供高低温交变湿热环境并采集试件测试装置1中混凝土试件17的内部温湿度、承受的压力以及受力产生的应变的数据。本发明提供的混凝土试件试验设备设置了试件测试装置1、高低温交变湿热环境模拟系统2、控制与监测系统3对混凝土耐久性影响因素进行测试，可以测试混凝土试件17受压时在高低温交变湿热环境条件下对混凝土耐久性能造成的影响。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种混凝土试件试验设备，其特征在于，所述混凝土试件试验设备包括：
试件测试装置，用于对混凝土试件施加压力并测量混凝土试件内部温湿度、承受的压力以及受力产生的应变；
高低温交变湿热环境模拟系统，用于容纳所述试件测试装置，提供高低温交变湿热环境；以及
控制与监测系统，用于控制所述高低温交变湿热环境模拟系统以提供高低温交变湿热环境，并采集所述混凝土试件内部温湿度、承受压力及受力产生的应变的数据。
2.根据权利要求1所述的混凝土试件试验设备，其特征在于，所述试件测试装置包括混凝土试件、固定单元、压力施加单元、测量单元；
所述固定单元，用于固定所述混凝土试件、所述压力施加单元；
所述压力施加单元，用于给所述混凝土试件施加压力；
所述测量单元，用于测量所述混凝土试件内部温湿度、所承受压力及受力产生的应变。
3.根据权利要求2所述的混凝土试件试验设备，其特征在于，所述固定单元包括上固定承台板、中间活动承台板、下固定承台板；
所述上固定承台板、所述中间活动承台板、与所述下固定承台板通过两根或两根以上螺杆连接成一体结构；
所述混凝土试件置于所述中间活动承台板与所述下固定承台板之间；
所述压力施加单元置于所述中间活动承台板与所述上固定承台板之间。
4.根据权利要求2所述的混凝土试件试验设备，其特征在于，所述测量单元包括：
压力传感器，用于测量所述混凝土试件承受的压力；
温湿度传感器，用于测量所述混凝土试件内部温湿度；以及
应变传感器，用于测量所述混凝土试件受力产生的应变。
5.根据权利要求4所述的混凝土试件试验设备，其特征在于，所述温湿度传感器预埋于所述混凝土试件轴线中心处，所述应变传感器设置于所述混凝土试件侧面。
6.根据权利要求3所述的混凝土试件试验设备，其特征在于，所述压力施加单元包括液压千斤顶，所述液压千斤顶与所述上固定承台板固定连接，并与所述压力传感器相抵触。
7.根据权利要求6所述的混凝土试件试验设备，其特征在于，所述液压千斤顶的液压系统受控于所述控制与监测系统。
8.根据权利要求3所述的混凝土试件试验设备，其特征在于，还包括：
数据传导线，用于将所述控制与监测系统分别连接所述压力传感器、应变传感器，所述数据传导线通过所述下固定承台板中的数据线通孔连接所述温湿度传感器与所述控制与监测系统。
9.根据权利要求3所述的混凝土试件试验设备，其特征在于，所述上固定承台板、所述中间活动承台板、与所述下固定承台板均设置有位置相应的通孔，用于通过所述螺杆，所述上固定承台板与所述下固定承台板用固定螺母固定于所述螺杆上，所述中间活动承台板用限位螺母定位于所述螺杆上。
10.根据权利要求9所述的混凝土试件试验设备，其特征在于，所述上固定承台板、所述中间活动承台板、与所述下固定承台板上的通孔均为2个、3个或者3个以上。
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