本发明专利技术公开了一种模拟钢筋混凝土构件复合受力的腐蚀评价装置和方法。本发明专利技术所述装置包括复合应力加载装置、应力监测装置、信息采集装置及环境模拟发生装置，复合应力加载装置的应力传感器通过数据线与信息采集装置连接，信息采集装置通过数据线连接应力监测装置，应力监测装置可以实时显示应力变化信息，环境模拟发生装置通过底梁环境开口、环境模拟连接管件与介质盒连接，模拟溶液、干湿循环、薄液膜等多种试验环境，实现对工况多因素耦合的模拟。采用本所述装置及方法可以模拟钢筋及钢筋混凝土复合受力的实际工况，并实现多试样同时加载，快速、准确的对腐蚀情况进行评价。
【技术实现步骤摘要】
一种模拟钢筋混凝土构件复合受力的腐蚀评价装置及方法
本专利技术涉及一种材料腐蚀领域，尤其涉及一种模拟钢筋混凝土构件复合受力的腐蚀评价装置和方法。
技术介绍
最新的统计数据显示，2014年腐蚀及其影响给中国带来3000亿美元的损失，占国家GDP的3％。而在采用钢筋混凝土结构的实际工程项目中，腐蚀介质和各种载荷十分复杂：大多情况下不仅仅是受单一的拉应力或弯曲应力，而是同时收到拉弯作用；南部海洋工程受高温、高湿、高氯，西部地区受盐碱、硫酸盐等严酷环境的考验，多因素耦合形成很大的应力腐蚀失效隐患。通过室内模拟钢筋或钢筋混凝土构件的实际受力形式，耦合溶液、干湿循环、薄液膜等模拟工况，进而评价在不同腐蚀性介质、复合加载下钢筋及钢筋混凝土的应力腐蚀敏感性是一种行之有效的方法。然而，在实验室模拟过程中，如何简便的对钢筋及钢筋混凝土试件进行复合加载，并精确控制应力加载大小成为影响试验和评价效果的关键因素。现有的应力加载装置一般仅对金属试样进行恒拉或恒弯加载，少有针对钢筋混凝土试样试件的设计，功能单一；另一方面大部分装置采用固定的结构设计使得无法同时对多个试样进行加载，也无法对不同尺寸试样进行加载试验，使得试验难度及成本增大。中国专利2014420797164.7(申请日2014.12.15)公开了一种钢筋混凝土粘结试样在应力作用下腐蚀试验的加载装置，采用杠杆方式对钢筋混凝土加载恒拉应力，但该装置由于结构原因体积大，且一次性只能加载一个试样，另一方面无法对钢筋混凝土试样进行复合应力加载；而本公开所述弹性元件可采用碟簧，具有较小的空间内承受极大的载荷、组合使用、寿命长等特点，修正了许多使用弹簧加载应力装置的缺点。中国专利201410713430.8(申请日2014.11.30)公开了一种恒弯曲应变的加载装置和方法，但该装置只能单一的对金属加载固定应变，而且即便采取绝缘措施仍无法避免加载装置与试样间的电偶腐蚀。中国专利201510275558.5(申请日2015.05.26)、201410148919.3(申请日2014.04.11)各自公开了一种试样的恒载荷拉伸试验装置，都只能对金属试样进行拉伸试验，且该装置通过贴在试样中部的应变片加载恒拉应力，需要根据应力-应变转换关系确定加载值，方法繁琐。中国专利201510874287.5(申请日2015.12.02)公开了一种复合加载应力腐蚀试验装置及方法，该装置提供对金属拉、扭的负荷加载，与本装置拉、弯复合加载有较大差别，且通过应力环进行加载时，需要频繁对应力环进行系数较准，随着试验精度要求的逐步提高，以及试验量的增加，该加载方式已不能满足需求。
技术实现思路
为了模拟钢筋混凝土构件复合受力的实际工况，本专利技术提供了一种模拟钢筋混凝土构件复合受力的腐蚀评价装置及方法，为实验室内评价钢筋混凝土在不同环境作用及复合受力作用下腐蚀情况提供一种可行的装置与方案。本专利技术所述技术方案如下：本专利技术提供了一种模拟钢筋混凝土构件复合受力的腐蚀评价装置，包括复合应力加载装置、应力监测装置、信息采集装置及环境模拟发生装置；所述复合应力加载装置包括上盖、底梁、底座、左侧梁、右侧梁、介质盒、至少一个横向加载梁和至少一个纵向加载梁；所述纵向加载梁包括上下两个螺母、第一螺杆、第一弹性部件、第一应力传感器、垫片，所述第一螺杆位于第一弹性部件内部，第一螺杆的外螺纹用于第一螺母加载，内螺纹用于安装试样，试样另一端套设在所述第一应力传感器及垫片的内部，并用第二螺母安装紧固；所述横向加载梁包括第二螺杆、第三螺母、第二弹性部件、第二应力传感器和绝缘套筒，所述绝缘套筒弧面的一端与试样相接触，所述第二螺杆一端套设在所述绝缘套筒内部，另一端套设在所述第二弹性部件的内部，所述第二螺杆的螺纹与所述第三螺母相安装；所述复合应力加载装置采用装配式结构，所述底梁插接在左右两底座之间，所述介质盒放置在所述底梁上，所述左侧梁和所述右侧梁置于介质盒的左右两侧并通过第二紧固件和第一安装孔固定在所述底座上；所述上盖置于介质盒上方且通过第一紧固件和第二安装孔安装于左侧梁与右侧梁上；所述介质盒的上部设有至少一个上开口，所述介质盒的底板上设置有至少一个下开口，所述上开口与下开口位于同一轴线且数量一一对应；所述上盖设有与所述上开口相对应的第一通孔，所述纵向加载梁穿过所述第一通孔、上开口用于加载试样；所述介质盒的上开口与试样直接相通，下开口上设有第二密封件，所述下开口与第二密封件位于同一轴线且外径相同；所述底梁采用凹槽结构，试样远离第一螺杆的一端穿过安装在介质盒下开口的第二密封件、第三通孔、第一应力传感器、垫片，以第二螺母将第一应力传感器安装在底梁凹槽内；所述左侧梁、右侧梁上各自设置至少一个第二通孔，所述介质盒左、右两端与左侧梁、右侧梁上的第二通孔同轴线位置设有侧开口，所述横向加载梁穿过所述第二通孔安装在所述绝缘套筒内，安装有绝缘套筒的第二螺杆穿过所述介质盒的侧开口用于对试样加载弯曲应力；用于加载同一个试样的所述纵向加载梁与所述横向加载梁垂直，所述纵向加载梁用于对试样施加拉伸载荷，所述横向加载梁用于对试样施加弯曲载荷；所述介质盒底部设有介质盒环境开口，与底梁上设置的底梁环境开口位于同一轴线，且内部与第一密封件相配合，所述第一密封件内设有第三紧固件，所述第三紧固件上接有环境模拟连接管件；其中所述复合应力加载装置的第一、第二应力传感器通过第一数据线与信息采集装置连接，信息采集装置通过第二数据线连接应力监测装置，应力监测装置可以实时显示应力变化信息，环境模拟发生装置通过底梁环境开口、环境模拟连接管件与介质盒连接，模拟溶液、干湿循环、薄液膜等多种试验环境，实现对工况多因素耦合的模拟。所述弹性部件优选碟簧，具有较小的空间内承受极大的载荷、组合使用、寿命长等特点，适合长期、高应力加载。本专利技术可通过更换不同高度的侧梁或侧梁下增加垫板可以适用于不同尺寸的试样进行拉弯加载试验。所述左侧梁、右侧梁增设三角形的加强筋，加强筋的两个直角边以焊接方式固定在侧梁两个垂直面上，以提高L型的左、右侧梁在试样加载时的抗压强度，提高了装配式结构的安全性。所述底梁采用凹槽结构，有效利用装配式结构中底座与底梁形成的底部剩余空间，试样远离螺杆的一端穿过安装在介质盒下开口的密封件、通孔、应力传感器、垫片，以螺母将应力传感器安装在底梁凹槽内；所述应力传感器可选用圆形内孔式结构设计，适用于螺栓预紧力的实时监测，比传统的千分表应力加载方式精度、准确度高，并有效节省空间。所述与介质盒下开口上的密封件内径与试样外径过盈配合，保证试样下部不进水；介质盒高度小于试样高度，保证试样上部高于介质盒上部，试样不进水。所述绝缘套筒一方面防止螺杆与试样间的电偶腐蚀，另一方面通过螺杆的压紧力有利于介质盒的防水。所述密封件、绝缘套筒可采用软性绝缘材质，如四聚氟乙烯、橡胶。本专利技术所述一种模拟钢筋混凝土构件复合受力的腐蚀评价装置的使用方法，具体包括如下步骤：(1)将制备好的试样安装在复合应力加载装置上：S1.将试样一端穿过底梁，并将第二密封件内螺纹与试样外螺纹相安装，位于底梁凹槽一侧的试样另一端穿过第一应力传感器、垫片后将第二螺母安装在试样上，完成对试样的初步固定和定位；S2.将第一密封件、第三紧固件、环境模拟连接管件安装在底本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种模拟钢筋混凝土构件复合受力的腐蚀评价装置，其特征在于：包括复合应力加载装置(3)、应力监测装置(1)、信息采集装置(2)及环境模拟发生装置(4)；所述复合应力加载装置(3)包括上盖(11)、底梁(16)、底座(14)、左侧梁(12)、右侧梁(21)、介质盒(15)、至少一个横向加载梁和至少一个纵向加载梁；所述纵向加载梁包括上下两个螺母(8‑1，8‑2)、第一螺杆(7‑1)、第一弹性部件(9‑1)、第一应力传感器(19‑1)、垫片(18)，所述第一螺杆(7‑1)位于第一弹性部件(9‑1)内部，第一螺杆(7‑1)的外螺纹用于第一螺母(8‑1)加载，内螺纹用于安装试样(23)，试样(23)另一端套设在所述第一应力传感器(19‑1)及垫片(18)的内部，并用第二螺母(8‑2)安装紧固；所述横向加载梁包括第二螺杆(7‑2)、第三螺母(8‑3)、第二弹性部件(9‑2)、第二应力传感器(19‑2)和绝缘套筒(20)，所述绝缘套筒(20)弧面的一端与试样(23)相接触，所述第二螺杆(7‑2)一端套设在所述绝缘套筒(20)内部，另一端套设在所述第二弹性部件(9‑2)的内部，所述第二螺杆(7‑2)的螺纹与所述第三螺母(8‑3)相安装；所述复合应力加载装置(3)采用装配式结构，所述底梁(16)插接在左右两底座(14)之间，所述介质盒(15)放置在所述底梁(16)上，所述左侧梁(12)和所述右侧梁(21)置于介质盒(15)的左右两侧并通过第二紧固件(10‑2)和第一安装孔(24‑1)固定在所述底座(14)上；所述上盖(11)置于介质盒(15)上方且通过第一紧固件(10‑1)和第二安装孔(24‑2)安装于左侧梁(12)与右侧梁(21)上；所述介质盒(15)的上部设有至少一个上开口(26)，所述介质盒(15)的底板上设置有至少一个下开口(27)，所述上开口(26)与下开口(27)位于同一轴线且数量一一对应；所述上盖(11)设有与所述上开口(26)相对应的第一通孔(22‑1)，所述纵向加载梁穿过所述第一通孔(22‑1)、上开口(26)用于加载试样(23)；所述介质盒(15)的上开口(26)与试样(23)直接相通，下开口(27)上设有第二密封件(17‑2)，所述下开口(27)与第二密封件(17‑2)位于同一轴线且外径相同；所述底梁(16)采用凹槽结构，试样(23)远离第一螺杆(7‑1)的一端穿过安装在介质盒下开口(27)的第二密封件(17‑2)、第三通孔(22‑3)、第一应力传感器(19‑1)、垫片(18)，以第二螺母(8‑2)将第一应力传感器(19‑1)安装在底梁(16)凹槽内；所述左侧梁(12)、右侧梁(21)上各自设置至少一个第二通孔(22‑2)，所述介质盒(15)左、右两端与左侧梁(12)、右侧梁(21)上的第二通孔(22‑2)同轴线位置设有侧开口(29)，所述横向加载梁穿过所述第二通孔(22‑2)安装在所述绝缘套筒(20)内，安装有绝缘套筒(20)的第二螺杆(7‑2)穿过所述介质盒(15)的侧开口(29)用于对试样(23)加载弯曲应力；用于加载同一个试样的所述纵向加载梁与所述横向加载梁垂直，所述纵向加载梁用于对试样施加拉伸载荷，所述横向加载梁用于对试样施加弯曲载荷；所述介质盒(15)底部设有介质盒环境开口(28)，与底梁(16)上设置的底梁环境开口(25)位于同一轴线，且内部与第一密封件(17‑1)相配合，所述第一密封件(17‑1)内设有第三紧固件(10‑3)，所述第三紧固件(10‑3)上接有环境模拟连接管件(6)；其中所述复合应力加载装置(3)的第一、第二应力传感器(19‑1，19‑2)通过第一数据线(5‑1)与信息采集装置(2)连接，信息采集装置(2)通过第二数据线(5‑2)连接应力监测装置(1)，应力监测装置(1)可以实时显示应力变化信息，环境模拟发生装置(4)通过底梁环境开口(25)、环境模拟连接管件(6)与介质盒(15)连接。...
【技术特征摘要】
1.一种模拟钢筋混凝土构件复合受力的腐蚀评价装置，其特征在于：包括复合应力加载装置(3)、应力监测装置(1)、信息采集装置(2)及环境模拟发生装置(4)；所述复合应力加载装置(3)包括上盖(11)、底梁(16)、底座(14)、左侧梁(12)、右侧梁(21)、介质盒(15)、至少一个横向加载梁和至少一个纵向加载梁；所述纵向加载梁包括上下两个螺母(8-1，8-2)、第一螺杆(7-1)、第一弹性部件(9-1)、第一应力传感器(19-1)、垫片(18)，所述第一螺杆(7-1)位于第一弹性部件(9-1)内部，第一螺杆(7-1)的外螺纹用于第一螺母(8-1)加载，内螺纹用于安装试样(23)，试样(23)另一端套设在所述第一应力传感器(19-1)及垫片(18)的内部，并用第二螺母(8-2)安装紧固；所述横向加载梁包括第二螺杆(7-2)、第三螺母(8-3)、第二弹性部件(9-2)、第二应力传感器(19-2)和绝缘套筒(20)，所述绝缘套筒(20)弧面的一端与试样(23)相接触，所述第二螺杆(7-2)一端套设在所述绝缘套筒(20)内部，另一端套设在所述第二弹性部件(9-2)的内部，所述第二螺杆(7-2)的螺纹与所述第三螺母(8-3)相安装；所述复合应力加载装置(3)采用装配式结构，所述底梁(16)插接在左右两底座(14)之间，所述介质盒(15)放置在所述底梁(16)上，所述左侧梁(12)和所述右侧梁(21)置于介质盒(15)的左右两侧并通过第二紧固件(10-2)和第一安装孔(24-1)固定在所述底座(14)上；所述上盖(11)置于介质盒(15)上方且通过第一紧固件(10-1)和第二安装孔(24-2)安装于左侧梁(12)与右侧梁(21)上；所述介质盒(15)的上部设有至少一个上开口(26)，所述介质盒(15)的底板上设置有至少一个下开口(27)，所述上开口(26)与下开口(27)位于同一轴线且数量一一对应；所述上盖(11)设有与所述上开口(26)相对应的第一通孔(22-1)，所述纵向加载梁穿过所述第一通孔(22-1)、上开口(26)用于加载试样(23)；所述介质盒(15)的上开口(26)与试样(23)直接相通，下开口(27)上设有第二密封件(17-2)，所述下开口(27)与第二密封件(17-2)位于同一轴线且外径相同；所述底梁(16)采用凹槽结构，试样(23)远离第一螺杆(7-1)的一端穿过安装在介质盒下开口(27)的第二密封件(17-2)、第三通孔(22-3)、第一应力传感器(19-1)、垫片(18)，以第二螺母(8-2)将第一应力传感器(19-1)安装在底梁(16)凹槽内；所述左侧梁(12)、右侧梁(21)上各自设置至少一个第二通孔(22-2)，所述介质盒(15)左、右两端与左侧梁(12)、右侧梁(21)上的第二通孔(22-2)同轴线位置设有侧开口(29)，所述横向加载梁穿过所述第二通孔(22-2)安装在所述绝缘套筒(20)内，安装有绝缘套筒(20)的第二螺杆(7-2)穿过所述介质盒(15)的侧开口(29)用于对试样(23)加载弯曲应力；用于加载同一个试样的所述纵向加载梁与所述横向加载梁垂直，所述纵向加载梁用于对试样施加拉伸载荷，所述横向加载梁用于对试样施加弯曲载荷；所述介质盒(15)底部设有介质盒环境开口(28)，与底梁(16)上设置的底梁环境开口(25)位于同一轴线，且内部与第一密封件(17-1)相配合，所述第一密封件(17-1)内设有第三紧固件(10-3)，所述第三紧固件(10-3)上接有环境模拟连接管件(6)；其中所述复合应力加载装置(3)的第一、第二应力传感器(19-1，19-2)通过第一数据线(5-1)与信息采集装置(2)连接，信息采集装置(2)通过第二数据线(5-2)连接应力监测装置(1)，应力监测装置(1)可以实时显示应力变化信息，环境模拟发生装置(4)通过底梁环境开口(25)、环境模拟连接管件(6)与介质盒(15)连接。2....
【专利技术属性】
技术研发人员：周霄骋，石亮，蔡景顺，刘建忠，
申请(专利权)人：江苏苏博特新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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