一种模拟海水侵蚀和轴向拉伸荷载对混凝土耦合作用装置及实验方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及建筑技术领域，具体涉及一种模拟海水侵蚀和轴向拉伸荷载对混凝土耦合作用装置及实验方法，适用于混凝土耐久性测试技术。该装置包括固定刚架，所述固定刚架上设置有用于轴向拉伸柱状混凝土试件的杠杆式轴向拉伸机构，所述柱状混凝土试件上设置有开口端与柱状混凝土试件侧面密封连接的水槽，所述水槽上设置有用于模拟海水侵蚀的模拟海水侵蚀机构。该装置利用杠杆加载原理，在模拟海水侵蚀的同时，保持长期轴向拉伸且无应力松弛，实现模拟海水侵蚀和轴向拉伸荷载对混凝土的耦合作用。

A device and experimental method for simulating the coupling effect of seawater erosion and axial tensile load on concrete

【技术实现步骤摘要】
一种模拟海水侵蚀和轴向拉伸荷载对混凝土耦合作用装置及实验方法
本专利技术涉及建筑
，具体涉及一种模拟海水侵蚀和轴向拉伸荷载对混凝土耦合作用装置及实验方法，适用于混凝土耐久性测试技术。
技术介绍
在滨海环境或海洋环境中使用的混凝土结构往往受到荷载与海水侵蚀的共同作用。在这种复杂的作用环境下，混凝土耐久性能不能达到正常水平。特别是在混凝土结构受拉区，其抗海水侵蚀能力减弱。目前的研究主要集中在模拟海洋环境对混凝土进行侵蚀试验，其试验结果可能造成混凝土抗侵蚀性能被高估，造成结构提前出现耐久性破坏。因此，开展轴向荷载与海洋环境耦合对混凝土抗侵蚀作用影响研究是极为重要的。模拟海水侵蚀和轴向拉伸荷载对混凝土耦合作用时，需解决2个技术问题：第一，对混凝土试件持续施加准确的荷载；第二，自动化地模拟海水侵蚀环境。国内外对拉应力作用下的混凝土耐久性有一定研究，主要集中在弯曲荷载作用下的研究，即便是在轴拉作用下，目前比较常用的是弹簧式拉伸装置来维持荷载恒定，而拉伸是处于高应力水平下的试验，由于弹簧的应力松弛特性，对试验造成误差。也有学者在拉伸作用下通过快速氯离子渗透装置来测定氯离子渗透系数，但这并不能真实反应在实际干湿循环作用下氯离子渗透行为，从目前搜集的文献资料来看，并无相关学者提出类似装置，然而其对评价混凝土结构耐久性具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种模拟海水侵蚀和轴向拉伸荷载对混凝土耦合作用装置及实验方法，该装置利用杠杆加载原理，在模拟海水侵蚀的同时，保持长期轴向拉伸且无应力松弛，实现模拟海水侵蚀和轴向拉伸荷载对混凝土的耦合作用。本专利技术的技术方案在于：一种模拟海水侵蚀和轴向拉伸荷载对混凝土耦合作用装置，包括固定刚架，所述固定刚架上设置有用于轴向拉伸柱状混凝土试件的杠杆式轴向拉伸机构，所述柱状混凝土试件上设置有开口端与柱状混凝土试件侧面密封连接的水槽，所述水槽上设置有用于模拟海水侵蚀的模拟海水侵蚀机构。进一步地，所述模拟海水侵蚀机构包括水箱，所述水箱内设置有输出端经进水管与水槽上端相连接的水泵，所述水槽的上部设置有液位传感器，水槽的下端连接有另一端与水箱相连通的出水管，所述出水管上设置有电控阀门，所述水箱上还设置有与水泵、液位传感器、电控阀门电连接的电控装置。进一步地，所述水槽为透明亚克力板，水槽经密封胶与柱状混凝土试件的侧面密封连接。进一步地，所述固定刚架上设置有三个杠杆式轴向拉伸机构。进一步地，所述杠杆式轴向拉伸机构包括铰接在柱状混凝土试件下端的杠杆，所述杠杆的一端与固定刚架相铰接，杠杆的另一端设置有配重块，所述柱状混凝土试件的上端经力值传感器悬吊在固定刚架的顶部。进一步地，所述柱状混凝土试件的上端经预埋螺栓穿过固定刚架的顶部与力值传感器相连接；所述柱状混凝土试件的下端经预埋螺栓连接有加载处夹具，所述加载处夹具与杠杆相铰接。进一步地，所述固定刚架上设置有铰接台，所述铰接台上固定有固定端夹板，所述固定端夹板与杠杆的一端相铰接。进一步地，所述杠杆的另一端铰接有配重端夹具，所述配重端夹具的下侧固定有吊杆，所述吊杆的下端固定连接有用于置放配重块的托盘。一种模拟海水侵蚀和轴向拉伸荷载对混凝土耦合作用的实验方法，包括一种模拟海水侵蚀和轴向拉伸荷载对混凝土耦合作用装置，步骤如下：（1）通过轴拉试验得到相应配合比下的混凝土极限拉应力，取同一配合比的三个柱状混凝土试件作为一组，将预埋螺栓浇筑在柱状混凝土内部，并留出足够长度；（2）将成型的柱状混凝土试件上端的预埋螺栓穿过固定刚架顶部，与力值传感器连接；柱状混凝土试件下端的预埋螺栓与加载处夹具连接；（3）在杠杆的另一端加载配重块；（4）将水槽粘结在柱状混凝土试件的侧面上；（5）在水箱注入3.5%NaCl溶液；（6）电控装置控制水槽干湿阶段：湿阶段启动水泵，关闭电控阀门，当水位达到液位传感器设定位置时，水泵停止工作，直至设定时长；干阶段电控阀门开启，NaCl溶液通过出水管流入水箱，水泵不工作，直至设定时长。与现有技术相比较，本专利技术具有以下优点：1、该装置实现了轴向拉伸应力与海水侵蚀作用下的渗透耦合；2、该装置利用杠杆加载原理，对柱状混凝土试件施加拉应力，并保持长期轴向拉伸且无应力松弛，用水箱与水槽组成模拟海水侵蚀装置，通过电控系统可以选择模拟环境，控制试验时间与次数，简单方便；3、拉伸过程中无偏心，应力保持恒定，加载方式简单可控。附图说明图1为本专利技术的正面视图；图2为本专利技术的剖视图；图3为本专利技术的杠杆部分示意图；图中：1-固定刚架1a-铰接台2-力值传感器3-柱状混凝土试件4-水槽5-预埋钢筋6-配重端螺栓7-加载处夹具8-固定端螺栓9-配重块10-托盘11-加载处螺栓12-固定端夹板13-配重端夹具14-杠杆15-吊杆16-进水管17-出水管18-电控阀门19-电控装置20-3.5%NaCl溶液21-水泵22-液位传感器23-水箱。具体实施方式为让本专利技术的上述特征和优点能更浅显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下，但本专利技术并不限于此。参考图1至图3一种模拟海水侵蚀和轴向拉伸荷载对混凝土耦合作用装置，包括固定刚架1，所述固定刚架上设置有三个分别用于轴向拉伸柱状混凝土试件3的杠杆式轴向拉伸机构，所述柱状混凝土试件上设置有开口端与柱状混凝土试件侧面密封连接的水槽4，所述水槽上设置有用于模拟海水侵蚀的模拟海水侵蚀机构。本实施例中，所述模拟海水侵蚀机构包括水箱23，所述水箱内设置有输出端经进水管16与水槽上端相连接的水泵21，所述水槽的上、下端均设有开口，位于上端的开口与进水管相连接，位于下部开口上设置电控阀门18，水槽的上部设置有液位传感器22，安装在水槽下端开口上的电控阀门上连接有另一端与水箱相连通的出水管17，所述水箱上还设置有与水泵、液位传感器、电控阀门电连接的电控装置19。在电控装置中设置有模拟环境、试件时长、控制水泵的运转以及水槽下部的电控阀门。本实施例中，为了更好的观察水槽内溶液的量，所述水槽为透明亚克力板。所述水槽经密封胶与柱状混凝土试件的侧面密封连接，使水槽不渗漏。本实施例中，所述杠杆式轴向拉伸机构包括铰接在柱状混凝土试件下端的杠杆14，所述杠杆的一端与固定刚架相铰接，杠杆的另一端设置有配重块9，所述柱状混凝土试件的上端经力值传感器2悬吊在固定刚架的顶部。本实施例中，所述固定刚架的顶端预留有螺栓孔，保证试件的预埋螺栓可以通过，并在螺栓孔处安装力值传感器。所述柱状混凝土试件的上端经预埋螺栓5穿过固定刚架的顶部，并螺母与力值传感器2相连接。本实施例中，所述柱状混凝土试件的下端经预埋螺栓5与加载处夹具7通过螺母连接，所述加载处夹具与杠杆通过加载处螺栓11相铰接。本实施例中，所述加载处夹具的上部预留螺栓孔，保证试件上的预埋螺栓穿过，与杠杆通过螺栓连接，保证螺栓和固定刚架顶部的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模拟海水侵蚀和轴向拉伸荷载对混凝土耦合作用装置，包括固定刚架，其特征在于，所述固定刚架上设置有用于轴向拉伸柱状混凝土试件的杠杆式轴向拉伸机构，所述柱状混凝土试件上设置有开口端与柱状混凝土试件侧面密封连接的水槽，所述水槽上设置有用于模拟海水侵蚀的模拟海水侵蚀机构。/n

【技术特征摘要】
1.一种模拟海水侵蚀和轴向拉伸荷载对混凝土耦合作用装置，包括固定刚架，其特征在于，所述固定刚架上设置有用于轴向拉伸柱状混凝土试件的杠杆式轴向拉伸机构，所述柱状混凝土试件上设置有开口端与柱状混凝土试件侧面密封连接的水槽，所述水槽上设置有用于模拟海水侵蚀的模拟海水侵蚀机构。


2.根据权利要求1所述的一种模拟海水侵蚀和轴向拉伸荷载对混凝土耦合作用装置，其特征在于，所述模拟海水侵蚀机构包括水箱，所述水箱内设置有输出端经进水管与水槽上端相连接的水泵，所述水槽的上部设置有液位传感器，水槽的下端连接有另一端与水箱相连通的出水管，所述出水管上设置有电控阀门，所述水箱上还设置有与水泵、液位传感器、电控阀门电连接的电控装置。


3.根据权利要求1或2所述的一种模拟海水侵蚀和轴向拉伸荷载对混凝土耦合作用装置，其特征在于，所述水槽为透明亚克力板，水槽经密封胶与柱状混凝土试件的侧面密封连接。


4.根据权利要求1所述的一种模拟海水侵蚀和轴向拉伸荷载对混凝土耦合作用装置，其特征在于，所述固定刚架上设置有三个杠杆式轴向拉伸机构。


5.根据权利要求2或4所述的一种模拟海水侵蚀和轴向拉伸荷载对混凝土耦合作用装置，其特征在于，所述杠杆式轴向拉伸机构包括铰接在柱状混凝土试件下端的杠杆，所述杠杆的一端与固定刚架相铰接，杠杆的另一端设置有配重块，所述柱状混凝土试件的上端经力值传感器悬吊在固定刚架的顶部。


6.根据权利要求5所述的一种模拟海水侵蚀和轴向拉伸荷载对混凝土耦合作用装置，其特征在于，所述柱...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦建刚，卞学海，黄伟，陈荣，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：福建;35