CN111442994A - 一种持续荷载与冻融循环耦合条件下的纤维混凝土棱柱体试件试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种持续荷载与冻融循环耦合条件下的纤维混凝土棱柱体试件试验装置，其特点是,包括冻融试验箱，在冻融试验箱内置有底座，在底座上、按着由下至上的顺序放置依次相接触的两根第一支撑棒、第一纤维混凝土棱柱体试件、两根第一施压棒、第二纤维混凝土棱柱体试件、两根第二支撑棒、第三纤维混凝土棱柱体试件、两根第二施压棒、垫板、压力传感器和上压板，在上压板上放置采集仪，上压板通过穿装于底座的螺杆与置于上压板通孔上的螺母连接，压力传感器与采集仪电连接，冻融试验箱与制冷设备和暖风机连接。具有结构简单，制作、安装方便，能够实现纤维混凝土棱柱体试件在荷载下的抗弯曲试验且能满足试验精度要求等优点。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土材料测试技术领域,尤其涉及一种持续荷载与冻融循环耦合条件下的纤维混凝土棱柱体试件试验装置。
背景技术
对于近海严寒地区的混凝土结构，服役期间受到持续荷载、冻融循环和氯盐侵蚀耦合作用而产生一系列耐久性问题。目前，对于混凝土结构的试验研究也逐渐从考虑单一元素作用到多因素耦合作用，为了研究这些因素对混凝土结构的影响，建立一种荷载与冻融耦合作用的纤维混凝土棱柱体试件试验装置，对未来的研究具有重要意义。
目前国内已有的多因素耦合作用下的混凝土加载装置有通过千斤顶加载和通过螺栓与螺旋弹簧固定上、下压板之间距离等方式。这些试验装置存在以下问题：
一、加载需要反力架，装置复杂，零部件较多，所占空间较大，移动不便，且很难将其放入现有的模拟加速试验设备中并防止各零部件的腐蚀和老化；
二、用平均弹簧弹性系数作为所有弹簧的弹性系数，随着施加压力的增大，弹簧系数的微小变化会造成很大的荷载变化，采用弹簧装置施加的荷载在个体上有很大偏差且弹簧加载装置在长期持荷过程中存在应力松弛问题，且现有技术中弹簧测力装置较小，不适合更大的试件；
三、现有装置不能精确监测压力数值的变化和试验结束时荷载减小状况。
发明内容
本发明的目的是，针对现有技术中存在的问题，综合采用现有技术进行有机的组合和创新，提供一种结构简单，制作、安装方便，能够实现纤维混凝土棱柱体试件在荷载下的抗弯曲试验且能满足试验精度要求的持续荷载与冻融循环耦合条件下的纤维混凝土棱柱体试件试验装置。
实现本发明采用的技术方案是：一种持续荷载与冻融循环耦合条件下的纤维混凝土棱柱体试件试验装置，其特征是,它包括冻融试验箱，在冻融试验箱内置有底座，在底座上、按着由低至高的顺序放置依次相接触的两根第一支撑棒、第一纤维混凝土棱柱体试件、两根第一施压棒、第二纤维混凝土棱柱体试件、两根第二支撑棒、第三纤维混凝土棱柱体试件、两根第二施压棒、垫板、压力传感器和上压板，在上压板上放置采集仪，所述上压板通过穿装于所述底座通孔和所述上压板通孔的螺杆与置于上压板通孔上的螺母连接，所述压力传感器与所述采集仪电连接，所述两根第一支撑棒的间距和所述的两根第二支撑棒的间距均大于所述的两根第一施压棒的间距和两根第二施压棒的间距，所述冻融试验箱通过连接管路与制冷设备和暖风机连接。
本发明一种持续荷载与冻融循环耦合条件下的纤维混凝土棱柱体试件试验装置的有益技术效果体现在：
1）由于采用底板和上压板螺栓、螺母连接，其结构简单，零部件少，占空间小，只须旋转螺母就能进行加载试验，移动便捷，安装、拆卸方便，且便于放置在现有的模拟加速冻融试验设备中，保证装置的稳定性和可靠性；
2）能同时放入多组纤维混凝土棱柱体试件，减少重复试验的次数，提高试验的效率；
3）由于采用采集仪和压力传感器，能够精确地反应荷载的变化及纤维混凝土棱柱体试件的抗弯曲能力。
附图说明
图1是一种持续荷载与冻融循环耦合条件下的纤维混凝土棱柱体试件试验装置的结构示意图。
图中：1底座；2螺杆；3上压板；4螺母；5第一支撑棒；6第一施压棒；7第二支撑棒；8第二施压棒；9第一纤维混凝土棱柱体试件；10第二纤维混凝土棱柱体试件；11第三纤维混凝土棱柱体试件；12钢垫板；13压力传感器；14采集仪；15箱门；16铰链；17箱体；18制冷设备；19暖风机。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本试验装置用于纤维混凝土棱柱体试件尺寸为100*100*400mm或150*150*550mm，所述的试件在养护24天结束时进行编号、分类，并放入18～22℃水中浸泡4天，液面高于试件表面20～30mm。所述的纤维混凝土棱柱体试件在28天龄期时开始进行冻融试验。
底座1、螺杆2和上压板3组成加载架。所述的加载架和第一支撑棒5、第一施压棒6、
第二支撑棒7、第二施压棒8均采用优质钢制作，并涂刷环氧树脂进行防腐处理。底座1放置在刚性平坦的地面上，将螺杆2插入底座1预留孔中并拧紧，在底座1和所述第一、第二、第三纤维混凝土棱柱体试件上标记第一支撑棒、第一施压棒、第二支撑棒、第二施压棒的位置，由下至上依次放置第一支撑棒5、第一纤维混凝土棱柱体试件9、第一施压棒6、第二纤维混凝土棱柱体试件10、第二支撑棒7、第三纤维混凝土棱柱体试件11、第二施压棒8、钢垫板12、压力传感器13、采集仪14，保证底座1和试件第一、第二、第三纤维混凝土棱柱体试件在同一铅垂面上，钢垫板12中心与第三纤维混凝土棱柱体试件11上表面形心对中， 采集仪14通电后与压力传感器13连接，压力传感器13放置于钢垫板12形心位置，上压板3放置在压力传感器13上，拧紧螺母4，直至采集仪14达到预定荷载值，待荷载稳定后，将实验装置整体移入试验箱体内，即可开始冻融循环试验，箱体17通过铰链16与箱门15连接为现有技术。
冻融试验箱的制冷设备和暖风机分别通过管路与箱体连接，制冷设备18向箱体内释放冷气使纤维混凝土棱柱体试件冷冻，制冷设备停机后，暖风机19向箱体内吹入暖风使纤维混凝土棱柱体试件解冻。
本试验单次冻融时长为6小时，其中冷冻试件为2小时，棱柱体试件表面最低温度控制在-16～-20℃；融化时间为4小时，棱柱体试件表面最高温度控制在3～7℃。
根据试验要求完成若干次试验后，取出棱柱体试件，测定其性能。
本装置通过增加螺杆2的长度，可以放入更多试件，例如6个。
批注：制冷设备和暖风机为市售产品。
以上所述仅是本发明的优选方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应该视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种持续荷载与冻融循环耦合条件下的纤维混凝土棱柱体试件试验装置，其特征是,它包括冻融试验箱，在冻融试验箱内置有底座，在底座上按着由下至上的顺序放置依次相接触的两根第一支撑棒、第一纤维混凝土棱柱体试件、两根第一施压棒、第二纤维混凝土棱柱体试件、两根第二支撑棒、第三纤维混凝土棱柱体试件、两根第二施压棒、垫板、压力传感器和上压板，在上压板上放置采集仪，所述上压板通过穿装于所述底座通孔和所述上压板通孔的螺杆与置于上压板通孔上的螺母连接，所述压力传感器与所述采集仪电连接，所述两根第一支撑棒的间距和所述的两根第二支撑棒的间距均大于所述的两根第一施压棒的间距和两根第二施压棒的间距，所述冻融试验箱通过连接管路与制冷设备和暖风机连接。
2.如权利要求1所述的持续荷载与冻融循环耦合条件下的纤维混凝土棱柱体试件试验装置，其特征是，所述的支撑棒和施压棒均为圆形钢棒。
3.如权利要求1所述的持续荷载与冻融循环耦合条件下的纤维混凝土棱柱体试件试验装置，其特征是，单次冻融试验时长为6小时，其中纤维混凝土棱柱体试件冻结时间为2小时，纤维混凝土棱柱体试件表面最低温度控制在-16～-20℃；融化时间为4小时，纤维混凝土棱柱体试件表面最高温度控制在3～7℃。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN112763533A (zh) * | 2020-12-12 | 2021-05-07 | 马鞍山市国林建材有限公司 | 一种用于混凝土加工的z形混凝土空心砌块冻融循环试验装置 |
| CN112834320A (zh) * | 2020-11-03 | 2021-05-25 | 贵州大学 | 一种干湿循环三轴试验机及其使用方法 |
| CN117110063A (zh) * | 2023-08-18 | 2023-11-24 | 兰州交通大学 | 一种两向应力可控的封闭环境持荷冻融土样气压加载系统 |
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