JP2009168528A - Loading and heating apparatus for concrete test piece - Google Patents
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Description
本発明は、鉄筋コンクリート構造物の耐火性能を設計するに、高温加熱されたコンクリートの力学的特性を評価するに用いられる試料を得るためのコンクリート試験体載荷加熱装置に関するものである。 The present invention relates to a concrete specimen loading heating apparatus for obtaining a sample used for evaluating the mechanical properties of high temperature heated concrete in designing the fire resistance performance of a reinforced concrete structure.
従来、コンクリート試験体を加熱する金属ヒータを断熱容器の内部底側に配設し、容器内の温度分布を均一にするためのファンを上下に配置したコンクリート試験体の加熱装置が提案されている(特許文献1)。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been proposed a concrete specimen heating apparatus in which a metal heater for heating a concrete specimen is arranged on the inner bottom side of a heat insulating container, and fans for arranging the temperature distribution in the container are arranged vertically. (Patent Document 1).
しかしながら、金属ヒータを断熱容器の内部底側に配設しただけでは、本来、コンクリートの熱伝達率が小さくて均等に加熱するのが難しいところから、長時間の加熱時間が必要となる。このため、コンクリート試験体の寸法による温度分布差が大きく、高温を受けたコンクリートの高温特性及び力学的性質を明確に評価することが難しい。
本発明は、コンクリートの高温特性を精密に評価するため、コンクリート試験体を安定的に加熱し、加熱温度分布を均等にし得るコンクリート試験体の載荷加熱装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a load heating device for a concrete specimen that can stably heat the concrete specimen and make the heating temperature distribution uniform in order to accurately evaluate the high temperature characteristics of the concrete.
本発明は、コンクリートの高温特性評価を行う試料を得るに、熱電対を埋め込んだコンクリート試験体を上下の加圧治具で保持させて加熱炉の内部に収容すると共に、加熱炉の内部で高温加熱し、コンクリート試験体の温度分布状態を分析するためのコンクリート試験体載荷加熱装置において、上下の加圧治具を各々囲んでコンクリート試験体を加圧治具より間接的に加熱する加熱媒体と、中央のコンクリート試験体を囲んでコンクリート試験体を直接的に加熱する加熱媒体とを加熱炉の内部に設けたことを特徴とする。 In the present invention, in order to obtain a sample for evaluating the high temperature characteristics of concrete, a concrete test specimen embedded with a thermocouple is held by the upper and lower pressure jigs and accommodated in the heating furnace, and the high temperature is obtained in the heating furnace. In a concrete specimen loading heating apparatus for heating and analyzing the temperature distribution state of a concrete specimen, a heating medium that indirectly heats the concrete specimen from the pressure jig by surrounding the upper and lower pressure jigs, respectively A heating medium surrounding the central concrete specimen and directly heating the concrete specimen is provided inside the heating furnace.
そのコンクリート試験体載荷加熱装置の構成中、上下,中央の加熱媒体としては金属ヒータを設けるようにできる。また、金属ヒータを上下の加熱媒体とし、熱伝達率の大きな金属枠を上下の金属ヒータで挟んで中央の加熱媒体として配置するようにでき、金属ヒータは個別に制御可能に備え付けることができる。 In the configuration of the concrete specimen load heating device, a metal heater can be provided as the upper, lower, and center heating media. Further, the metal heater can be used as the upper and lower heating media, and a metal frame having a large heat transfer coefficient can be sandwiched between the upper and lower metal heaters and arranged as the central heating media, and the metal heaters can be individually controlled.
本発明のコンクリート試験体載荷加熱装置によると、コンクリート試験体を加圧治具より間接的に加熱すると共に、コンクリート試験体を直接的に加熱することから、コンクリート試験体を安定的に加熱でき、加熱温度分布を短時間に均等にすることができる。 According to the concrete specimen load heating device of the present invention, the concrete specimen is heated indirectly from the pressing jig and the concrete specimen is directly heated, so that the concrete specimen can be stably heated, The heating temperature distribution can be made uniform in a short time.
その他に、金属ヒータを個別に制御可能に備え付けることから、種々の観点から高温加熱されたコンクリートの力学的特性を評価するに用いられる試料を得るのに併用することができる。 In addition, since the metal heaters are individually provided so as to be controllable, they can be used together to obtain a sample used for evaluating the mechanical properties of the concrete heated at a high temperature from various viewpoints.
図示実施の形態は、図1で示すように上下の加圧治具1a,1bを各々囲んでコンクリート試験体Cを加圧治具1a,1bより間接的に加熱する加熱媒体2a,2bと、中央のコンクリート試験体Cを囲んでコンクリート試験体Cを直接的に加熱する加熱媒体2cを加熱炉3の内部に設けることにより、コンクリート試験体Cを100〜800℃の使用温度で加熱可能な載荷加熱装置として構成されている。
In the illustrated embodiment, as shown in FIG. 1,
加圧治具1a,1bとしては、荷重2000KN以上で高温に耐えられるよう熱処理した炭素鋼製のものが備えられている。この加圧治具1a,1bのうち、下側の加圧治具1bはコンクリート試験体Cを載置し、上側の加圧治具1aに向けて昇降動可能に設置されている。各加圧治具1a,1bには、温度が50℃以上に上昇しないよう水冷式冷却機(図示せず)が付設されている。
The pressurizing
加熱媒体2a〜2cとしては、金属ヒータ20が設けられている。金属ヒータ20はコイルを巻線したものでなり、表面を加圧治具1a,1b乃至はコンクリート試験体Cに向けて対向するコイル保持体21に埋め込み装着されている。この加熱媒体2a〜2cを取り囲んでは、熱が炉外に放出されるのを防ぐようセラミックファイバーブランケット22が断熱材として炉内に装填されている。
A
加熱炉3は、図2で示すように金属ヒータ20,コイル保持体21、セラミックファイバーブランケット22を含む二つ割れ円筒形セラミックファイバー埋め込みヒータを内蔵するものとして構成されている。片側3aを固定側とし、他側3bを可動側としてレール4の上を走行可能な車輪5を加熱炉3の下部に備え(図1参照)、また、連結用締付けハンドル6を加熱炉3の側部に備えて構成されている。
As shown in FIG. 2, the
このように構成するコンクリート試験体載荷加熱装置では、コンクリート試験体を加圧治具より間接的に加熱すると共に、コンクリート試験体を直接的に加熱することから、コンクリート試験体を安定的に加熱でき、加熱温度分布を短時間に均等にすることができる。 In the concrete specimen loading heating device configured as described above, the concrete specimen is indirectly heated by the pressurizing jig and the concrete specimen is directly heated, so that the concrete specimen can be stably heated. The heating temperature distribution can be made uniform in a short time.
これに対し、中央の加熱媒体による直接加熱方式のみによると、加熱速度が速いが、コンクリート試験体の中心部より表面部が加熱過ぎにより、コンクリート試験体が損傷を受ける虞がある。上下の加熱媒体による間接加熱方式のみによると、直接加熱方式に比べてコンクリート試験体の損傷が少ないが、加熱速度が遅い。 On the other hand, when the direct heating method using only the central heating medium is used, the heating rate is high, but the surface of the concrete specimen may be overheated and the concrete specimen may be damaged. According to only the indirect heating method with the upper and lower heating media, the concrete specimen is less damaged than the direct heating method, but the heating rate is slower.
上述した実施の形態の他、金属ヒータ2a,2bを上下の加熱媒体とし、鉄等の熱伝達率の大きな金属枠(環)2cを上下の金属ヒータ2a,2bで挟んで中央の加熱媒体として配置してもよい。また、種々の観点から高温加熱されたコンクリートの力学的特性を評価するに用いられる試料を得るに、金属ヒータ2a,2b,2cを個別に制御可能に備え付けることもできる。
In addition to the embodiment described above, the
中央の加熱媒体による直接加熱方式のみによる試験により、コンクリート試験体の中心部より表面部が加熱過ぎによる爆裂に備え、コンクリート試験体Cと加熱媒体2a〜2cの間に耐熱鋼製遮蔽筒を備えるようにできる。この他、加熱ヒータを温度調節する電圧フィードバック型サイリスタレギュレータを備えることもできる。 By a test using only the direct heating method with the central heating medium, the surface part is prepared for explosion due to overheating from the central part of the concrete specimen, and a heat-resistant steel shielding cylinder is provided between the concrete specimen C and the heating media 2a to 2c. You can In addition, a voltage feedback thyristor regulator that adjusts the temperature of the heater can be provided.
C コンクリート試験体
1a,1b 加圧治具
2a〜2c 加熱媒体
3 加熱炉
C
Claims (4)
上下の加圧治具を各々囲んでコンクリート試験体を加圧治具より間接的に加熱する加熱媒体と、中央のコンクリート試験体を囲んでコンクリート試験体を直接的に加熱する加熱媒体とを加熱炉の内部に設けたことを特徴とするコンクリート試験体載荷加熱装置。 In order to obtain a sample for evaluating the high temperature properties of concrete, a concrete specimen embedded with a thermocouple is held by the upper and lower pressure jigs and housed in the heating furnace, and heated at a high temperature inside the heating furnace. In the concrete specimen loading heating device for analyzing the temperature distribution state of the specimen,
A heating medium that surrounds the upper and lower pressure jigs and heats the concrete specimen indirectly from the pressure jig, and a heating medium that surrounds the central concrete specimen and heats the concrete specimen directly A concrete specimen loading heating device provided inside a furnace.
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