CN116609197A - 一种混凝土荷载与冻融循环耦合试验器 - Google Patents

一种混凝土荷载与冻融循环耦合试验器 Download PDF

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裴振兴
许嘉慧
秦立达
张鹏
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Abstract

本发明公开了一种混凝土荷载与冻融循环耦合试验器，包括安装架、升降装置、防护箱、制冷组件、横管和调节装置；升降装置包括顶板和连接板，顶板位于防护箱上方，顶板与防护箱之间固接有竖板，连接板位于顶板上方，且连接板与顶板滑动连接；防护箱内部设有压板，压板顶端固接有连接杆，连接杆顶端通过固定组件与连接板连接，顶板底端固接有第二液压杆，且第二液压杆输出端与连接板底端固接。通过第一液压杆工作可驱动顶板上、下运动，由于顶板与防护箱之间通过竖板连接，顶板在运动时会带动防护箱同步运动，从而便于将防护箱与顶板上表面贴合与分离，有利于取、放混凝土块；且防护箱为三个的设置能够同时进行多组对比试验，提高本试验效率。

Description

一种混凝土荷载与冻融循环耦合试验器
技术领域
本发明涉及混凝土试验技术领域，尤其是一种混凝土荷载与冻融循环耦合试验器。
背景技术
混凝土是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称，通常讲的混凝土一词是指用水泥作胶凝材料，砂、石作集料；与水(可含外加剂和掺合料)按一定比例配合，经搅拌而得的水泥混凝土，也称普通混凝土，它广泛应用于土木工程。
在北方，由于冬季寒冷，且冬季夏季温度差异大，因此对混凝土有着更高的要求。为了确定混凝土的荷载能力与抗冻融性能，在施工前，需要对混凝土进行试验。
早期所使用的试验装置，在对混凝土完成试验后，不方便将混凝土试样从试验箱中取出，造成劳动强度高，工作效率低，针对上述问题，申请号202221289621.2的实用新型专利《一种混凝土荷载与冻融循环耦合试验装置》给出了解决方案，通过转动摇把即可方便从试验箱中取出混凝土试样，有效降低工作人员的劳动强度，提高该试验装置的工作效率，通过设置有插杆与插槽，方便摇把与蜗杆进行连接，使操作更加方便，并摇把损坏时方便更换。
为了获得混凝土在不同参数下的性能，有必要进行对比试验。然而，以上述解决方案为代表的试验装置，功能较为单一，不便于同时对多个混凝土块进行试验，无法形成对比试验，试验效率还有待进一步提高。
发明内容
针对上述技术需求，本发明的目的在于提供一种混凝土荷载与冻融循环耦合试验器，具备操作简单的优点，不仅取、放混凝土块方便，而且能够同时对多个混凝土块进行对比试验，提高了试验效率。
本发明的目的是这样实现的：
一种混凝土荷载与冻融循环耦合试验器，包括安装架、升降装置、防护箱、制冷组件、横管和调节装置；
所述升降装置包括顶板和连接板，所述顶板位于所述防护箱上方，所述顶板与所述防护箱之间固接有竖板，所述连接板位于所述顶板上方，且所述连接板与所述顶板滑动连接；所述防护箱内部设有压板，所述压板顶端固接有连接杆，所述连接杆顶端通过固定组件与所述连接板连接，所述顶板底端固接有第二液压杆，且所述第二液压杆输出端与所述连接板底端固接；所述防护箱的数目为三个，三个所述防护箱等距离分布于所述安装架上方，所述防护箱下边缘设有密封垫，且所述密封垫与所述安装架贴合；所述防护箱下边缘固接有卡板，所述密封垫上表面开有卡槽，且所述卡板卡合于所述卡槽内部；所述卡板的横截面采用了底部为弧形的凸字型结构，且所述卡板与所述卡槽尺寸相匹配；
所述调节装置包括安装柱，所述安装柱内部开有活动腔，所述活动腔内部设有活动块，所述活动块内侧面固接有连接柱，且所述连接柱内端端面安装有温度传感器；所述活动块侧面开有滑槽，所述活动腔内侧壁固接有滑板，所述滑板卡合于所述滑槽内部，且所述滑板内端内侧面固接有限位块；
所述制冷组件位于所述安装架下方，所述制冷组件一侧设有连接口，所述连接口与所述横管中间位置固接，所述横管顶端等距离分布有三个连接管，且三个所述连接管分别与三个所述安装柱下表面固接；所述连接口、所述连接管以及所述安装柱依次连通，且所述连接管中间接有电磁阀。
进一步地，所述固定组件由限位板、螺纹柱和紧固螺母构成，所述连接杆顶端固接有所述限位板，所述限位板顶端固接有所述螺纹柱，所述连接板表面开有连接孔，所述顶板表面开有顶孔，所述限位板位于所述顶孔内部，所述螺纹柱顶端贯穿所述顶孔，且所述紧固螺母螺合于所述螺纹柱顶端表面。
进一步地，所述制冷组件由冷凝器、压缩机以及蒸发器组成，冷凝器、压缩机以及蒸发器依次连接，且所述连接口与制冷组件内部输出端连通。
进一步地，所述安装架为几字型结构，所述安装架底端开有安装孔，所述安装架两端均固接有第一端板，且所述第一端板与所述安装架之间固接有加强板。
进一步地，第一液压杆数目为两个，两个第一液压杆分别固接于两个所述第一端板上表面，所述顶板两端端面均固接有第二端板，所述第一端板与所述第二端板平行分布，且所述第一液压杆输出端与所述第二端板下表面固接。
进一步地，所述防护箱上表面开有活动孔，所述连接杆贯穿所述活动孔，所述连接杆与所述防护箱滑动连接，且所述连接杆与所述压板垂直分布。
进一步地，所述安装柱数目为三个，三个所述安装柱分别位于三个所述防护箱后侧面，所述安装柱内端与所述与所述防护箱固接，且所述活动腔与所述防护箱内部连通。
进一步地，所述活动块外侧面开有螺纹腔，所述螺纹腔贯穿至所述连接柱内部，所述活动腔内部设有螺杆，所述螺杆外端与所述活动腔内端壁转动连接，且所述螺杆内端与所述螺纹腔螺纹连接；所述安装柱外端固接有马达，且所述马达输出端与所述螺杆外端固接。
进一步地，所述活动块为圆盘状结构，所述活动块两侧对称分布有两个所述滑槽，所述滑槽为弧形结构，且所述滑板与所述滑槽滑动连接；所述限位块为扇形结构，所述限位块内侧面与所述连接柱表面贴合，且所述限位块内径尺寸与所述活动块内径尺寸相同。
有益效果：
第一、本发明通过第一液压杆工作可驱动顶板上、下运动，由于顶板与防护箱之间通过竖板连接，顶板在运动时会带动防护箱同步运动，从而便于将防护箱与顶板上表面贴合与分离，有利于取、放混凝土块；
第二、本发明防护箱的数目为三个，这种设置能够在相同环境下同时进行多组对比试验，便于提高本试验的效率。
附图说明
图1为本发明混凝土荷载与冻融循环耦合试验器的立体结构示意图；
图2为本发明混凝土荷载与冻融循环耦合试验器的内部结构示意图；
图3为本发明混凝土荷载与冻融循环耦合试验器的侧视图；
图4为图3中A处结构放大示意图；
图5为活动块与安装柱连接图；
图6为横管与防护箱连接图；
图7为密封垫和防护箱连接图；
图8为图7中B处结构放大示意图。
图中：1、安装架；2、安装孔；3、加强板；4、第一端板；5、第一液压杆；6、防护箱；61、活动孔；7、竖板；8、第二端板；9、顶板；91、顶孔；10、连接板；101、连接孔；11、螺纹柱；12、第二液压杆；13、连接杆；14、紧固螺母；15、限位板；16、压板；17、密封垫；171、卡槽；18、制冷组件；19、安装柱；191、活动腔；1911、滑板；20、马达；21、活动块；211、滑槽；22、连接柱；23、螺杆；24、连接管；25、电磁阀；26、横管；27、连接口；28、温度传感器；29、限位块；30、螺纹腔；31、卡板。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明具体实施方式做进一步详细描述。
请参阅图1-8所示，一种混凝土荷载与冻融循环耦合试验器，包括：安装架1、升降装置、防护箱6、制冷组件18、横管26和调节装置；
安装架1为其顶部结构起到支撑作用，同时防护箱6的设置可将放置在安装架1上表面的混凝土块进行防护，避免在进行荷载试验时出现混凝土向外飞溅的现象，同时防护箱6与密封垫17之间的配合可将防护箱6的内部进行密封，有利于对防护箱6的内部充入冷气降温，便于对混凝土块进行冻融试验。
升降装置的设置可分别将防护箱6和压板16进行升降，在升起防护箱6时，防护箱6下方的直接暴露在外界，便于将混凝土块进行取、放；且在压板16下降时，压板16会对防护箱6内部的混凝土块施加压力，从而实现对混凝土块进行荷载试验。
调节装置的设置可将温度传感器28伸入防护箱6的内部，在进行冻融试验时，通过温度传感器28可实时监测防护箱6内部的温度，便于将防护箱6内部的温度调节至所需状态。
如图1所示，升降装置包括顶板9和连接板10，顶板9位于防护箱6上方，顶板9与防护箱6之间固接有竖板7，连接板10位于顶板9上方，且连接板10与顶板9滑动连接；防护箱6内部设有压板16，压板16顶端固接有连接杆13，连接杆13顶端通过固定组件与连接板10连接，顶板9底端固接有第二液压杆12，且第二液压杆12输出端与连接板10底端固接；
作为补充方案，第一液压杆5数目为两个，两个第一液压杆5分别固接于两个第一端板4上表面，顶板9两端端面均固接有第二端板8，第一端板4与第二端板8平行分布，且第一液压杆5输出端与第二端板8下表面固接；
其中，防护箱6上表面开有活动孔61，连接杆13贯穿活动孔61，连接杆13与防护箱6滑动连接，且连接杆13与压板16垂直分布；
通过第一液压杆5工作可驱动顶板9上、下运动，由于顶板9与防护箱6之间通过竖板7连接，顶板9在运动时会带动防护箱6同步运动，从而便于将防护箱6与顶板9上表面贴合与分离，从而有利于取、放混凝土块；继而再通过第二液压杆12工作可驱动连接板10上、下运动，连接板10通过连接杆13可带动压板16同步运动，通过压板16可对混凝土块施加压力，进而来完成混凝土的荷载试验，操作时较为简单。
在上述方案中，固定组件由限位板15、螺纹柱11和紧固螺母14构成，连接杆13顶端固接有限位板15，限位板15顶端固接有螺纹柱11，连接板10表面开有连接孔101，顶板9表面开有顶孔91，限位板15位于顶孔91内部，螺纹柱11顶端贯穿顶孔91，且紧固螺母14螺合于螺纹柱11顶端表面；
通过紧固螺母14可将顶板9夹持固定于限位板15与紧固螺母14之间，从而来将连接杆13与顶板9固定，拆装都较为简单，有利于更换与维护。
如图3所示，调节装置包括安装柱19，安装柱19内部开有活动腔191，活动腔191内部设有活动块21，活动块21内侧面固接有连接柱22，且连接柱22内端端面安装有温度传感器28；活动块21侧面开有滑槽211，活动腔191内侧壁固接有滑板1911，滑板1911卡合于滑槽211内部，且滑板1911内端内侧面固接有限位块29；
其中，活动块21外侧面开有螺纹腔30，螺纹腔30贯穿至连接柱22内部，活动腔191内部设有螺杆23，螺杆23外端与活动腔191内端壁转动连接，且螺杆23内端与螺纹腔30螺纹连接；安装柱19外端固接有马达20，且马达20输出端与螺杆23外端固接；
通过马达20工作可驱动螺杆23转动，在螺杆23与螺纹腔30的螺合下可驱动活动块21顺着活动腔191滑动；此时滑槽211会顺着滑板1911同步滑动，并起到导向作用，直至活动块21移动至贴紧限位块29的一端，此时连接柱22端部的温度传感器28会伸入防护箱6的内部，通过温度传感器28可检测防护箱6内部的温度。
作为具体的方案，制冷组件18位于安装架1下方，制冷组件18一侧设有连接口27，连接口27与横管26中间位置固接，横管26顶端等距离分布有三个连接管24，且三个连接管24分别与三个安装柱19下表面固接；连接口27、连接管24以及安装柱19依次连通，且连接管24中间接有电磁阀25；
作为补充方案，制冷组件18由冷凝器、压缩机以及蒸发器组成，冷凝器、压缩机以及蒸发器依次连接，且连接口27与制冷组件18内部输出端连通；
其中，制冷组件18产生的冷气会通过连接口27进入横管26的内部，并通过三个连接管24分别进入三个安装柱19内部，继而再进入防护箱6的内部；同时在三个连接管24的中间位置均设有电磁阀25，通过电磁阀25可控制该连接管24的连通状态，若防护箱6内部温度达到要求时，电磁阀25会将该连接管24阻断；若防护箱6内部温度为达到要求时，电磁阀25会持续将连接管24连通，从而继续对防护箱6内部进行降温，使用时较为灵活，且提高了混凝土冻融试验的准确性。
优选的，安装架1为几字型结构，安装架1底端开有安装孔2，安装架1两端均固接有第一端板4，且第一端板4与安装架1之间固接有加强板3；
通过安装架1底端的安装孔2可将其进行固定，且加强板3的设置能够提高第一端板4与安装架1之间的牢固性。
如图2和图8所示，防护箱6的数目为三个，三个防护箱6等距离分布于安装架1上方，防护箱6下边缘设有密封垫17，且密封垫17与安装架1贴合；防护箱6下边缘固接有卡板31，密封垫17上表面开有卡槽171，且卡板31卡合于卡槽171内部；卡板31的横截面采用了底部为弧形的凸字型结构，且卡板31与卡槽171尺寸相匹配；
其中，三个防护箱6的设置能够在相同环境下进行多组试验，便于提高本试验的稳定性；且密封垫17通过卡槽171与卡板31相互卡合，便于将密封垫17进行安装与拆卸；同时卡板31的底部为弧形结构，能够将密封垫17与安装架1进行紧密贴合。
作为优先的方案，安装柱19数目为三个，三个安装柱19分别位于三个防护箱6后侧面，安装柱19内端与与防护箱6固接，且活动腔191与防护箱6内部连通；
安装柱19的设置能够便于将调节装置安装于其内部，且三个安装柱19分别与三个防护箱6内部连通，三者之间相互独立，便于控制三个防护箱6内部的温度，有利于对混凝土进行冻融试验。
如图5所示，活动块21为圆盘状结构，活动块21两侧对称分布有两个滑槽211，滑槽211为弧形结构，且滑板1911与滑槽211滑动连接；限位块29为扇形结构，限位块29内侧面与连接柱22表面贴合，且限位块29内径尺寸与活动块21内径尺寸相同；
活动块21两侧的滑槽211分别与活动腔191内部的两个滑板1911卡合，在活动块21在移动时，滑板1911可起到导向作用，避免活动块21在活动腔191的内部转动；同时限位块29的设置能够在活动块21移动至最左端时起到限位作用，避免活动块21与滑板1911之间脱离。
具体而言，可先将混凝土块放置在防护箱6下方的安装架1上表面，此时通过第一液压杆5工作可将防护箱6罩在混凝土块表面，且防护箱6底端的密封垫17会贴合在安装架1表面，密封效果较好；
在进行混凝土荷载试验时，通过第二液压杆12工作可驱动压板16向下方运动，直至压板16对混凝土块进行挤压，并将混凝土块进行破碎，根据施加压力的数据即可判断混凝土的荷载能力；
在进行混凝土冻融试验时，通过制冷组件18可将三个防护箱6内部温度降低，直至温度降低到指定要求；将混凝土持续冷冻至指定时间，从而来观察混凝土变化，以此来完成混凝土的荷载与冻融循环耦合试验，使用时较为简单。
以上所述仅为，本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种混凝土荷载与冻融循环耦合试验器，其特征在于：包括安装架(1)、升降装置、防护箱(6)、制冷组件(18)、横管(26)和调节装置；
所述升降装置包括顶板(9)和连接板(10)，所述顶板(9)位于所述防护箱(6)上方，所述顶板(9)与所述防护箱(6)之间固接有竖板(7)，所述连接板(10)位于所述顶板(9)上方，且所述连接板(10)与所述顶板(9)滑动连接；所述防护箱(6)内部设有压板(16)，所述压板(16)顶端固接有连接杆(13)，所述连接杆(13)顶端通过固定组件与所述连接板(10)连接，所述顶板(9)底端固接有第二液压杆(12)，且所述第二液压杆(12)输出端与所述连接板(10)底端固接；所述防护箱(6)的数目为三个，三个所述防护箱(6)等距离分布于所述安装架(1)上方，所述防护箱(6)下边缘设有密封垫(17)，且所述密封垫(17)与所述安装架(1)贴合；所述防护箱(6)下边缘固接有卡板(31)，所述密封垫(17)上表面开有卡槽(171)，且所述卡板(31)卡合于所述卡槽(171)内部；所述卡板(31)的横截面采用了底部为弧形的凸字型结构，且所述卡板(31)与所述卡槽(171)尺寸相匹配；
所述调节装置包括安装柱(19)，所述安装柱(19)内部开有活动腔(191)，所述活动腔(191)内部设有活动块(21)，所述活动块(21)内侧面固接有连接柱(22)，且所述连接柱(22)内端端面安装有温度传感器(28)；所述活动块(21)侧面开有滑槽(211)，所述活动腔(191)内侧壁固接有滑板(1911)，所述滑板(1911)卡合于所述滑槽(211)内部，且所述滑板(1911)内端内侧面固接有限位块(29)；
所述制冷组件(18)位于所述安装架(1)下方，所述制冷组件(18)一侧设有连接口(27)，所述连接口(27)与所述横管(26)中间位置固接，所述横管(26)顶端等距离分布有三个连接管(24)，且三个所述连接管(24)分别与三个所述安装柱(19)下表面固接；所述连接口(27)、所述连接管(24)以及所述安装柱(19)依次连通，且所述连接管(24)中间接有电磁阀(25)。
2.根据权利要求1所述的一种混凝土荷载与冻融循环耦合试验器，其特征在于：
所述固定组件由限位板(15)、螺纹柱(11)和紧固螺母(14)构成，所述连接杆(13)顶端固接有所述限位板(15)，所述限位板(15)顶端固接有所述螺纹柱(11)，所述连接板(10)表面开有连接孔(101)，所述顶板(9)表面开有顶孔(91)，所述限位板(15)位于所述顶孔(91)内部，所述螺纹柱(11)顶端贯穿所述顶孔(91)，且所述紧固螺母(14)螺合于所述螺纹柱(11)顶端表面。
3.根据权利要求1所述的一种混凝土荷载与冻融循环耦合试验器，其特征在于：
所述制冷组件(18)由冷凝器、压缩机以及蒸发器组成，冷凝器、压缩机以及蒸发器依次连接，且所述连接口(27)与制冷组件(18)内部输出端连通。
4.根据权利要求1所述的一种混凝土荷载与冻融循环耦合试验器，其特征在于：
所述安装架(1)为几字型结构，所述安装架(1)底端开有安装孔(2)，所述安装架(1)两端均固接有第一端板(4)，且所述第一端板(4)与所述安装架(1)之间固接有加强板(3)。
5.根据权利要求4所述的一种混凝土荷载与冻融循环耦合试验器，其特征在于：
第一液压杆(5)数目为两个，两个第一液压杆(5)分别固接于两个所述第一端板(4)上表面，所述顶板(9)两端端面均固接有第二端板(8)，所述第一端板(4)与所述第二端板(8)平行分布，且所述第一液压杆(5)输出端与所述第二端板(8)下表面固接。
6.根据权利要求1所述的一种混凝土荷载与冻融循环耦合试验器，其特征在于：
所述防护箱(6)上表面开有活动孔(61)，所述连接杆(13)贯穿所述活动孔(61)，所述连接杆(13)与所述防护箱(6)滑动连接，且所述连接杆(13)与所述压板(16)垂直分布。
7.根据权利要求1所述的一种混凝土荷载与冻融循环耦合试验器，其特征在于：
所述安装柱(19)数目为三个，三个所述安装柱(19)分别位于三个所述防护箱(6)后侧面，所述安装柱(19)内端与所述与所述防护箱(6)固接，且所述活动腔(191)与所述防护箱(6)内部连通。
8.根据权利要求1所述的一种混凝土荷载与冻融循环耦合试验器，其特征在于：
所述活动块(21)外侧面开有螺纹腔(30)，所述螺纹腔(30)贯穿至所述连接柱(22)内部，所述活动腔(191)内部设有螺杆(23)，所述螺杆(23)外端与所述活动腔(191)内端壁转动连接，且所述螺杆(23)内端与所述螺纹腔(30)螺纹连接；所述安装柱(19)外端固接有马达(20)，且所述马达(20)输出端与所述螺杆(23)外端固接。
9.根据权利要求1所述的一种混凝土荷载与冻融循环耦合试验器，其特征在于：
所述活动块(21)为圆盘状结构，所述活动块(21)两侧对称分布有两个所述滑槽(211)，所述滑槽(211)为弧形结构，且所述滑板(1911)与所述滑槽(211)滑动连接；所述限位块(29)为扇形结构，所述限位块(29)内侧面与所述连接柱(22)表面贴合，且所述限位块(29)内径尺寸与所述活动块(21)内径尺寸相同。
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