徐变、碳化和湿热耦合作用试验装置及其使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了徐变、碳化和湿热耦合作用试验装置及其使用方法，包括防护箱体、徐变加载系统、碳化系统、加热加湿系统和控制系统；防护箱体呈密封结构，内部设有徐变加载系统，并与碳化系统和加热加湿系统连接，通过碳化系统和加热加湿系统使防护箱体内产生碳化和湿热环境；徐变加载系统、碳化系统和加热加湿系统均由控制系统控制工作。使用时，首先在徐变加载系统安装钢筋混凝土试件，然后分别开启碳化系统和加热加湿系统，并通过控制系统监控防护箱体内的温度、湿度和二氧化碳的浓度，以及钢筋混凝土试件加载的载荷和发生的应变。本发明专利技术能够实现在实验室条件下，研究徐变、碳化和湿热耦合作用对钢筋混凝土/混凝土试件力学性能的损伤。

【技术实现步骤摘要】
徐变、碳化和湿热耦合作用试验装置及其使用方法
本专利技术涉及钢筋混凝土耐久性试验
，特别涉及徐变、碳化和湿热耦合作用试验装置及其使用方法。
技术介绍
混凝土徐变是指在持续荷载作用下，混凝土及其结构的变形随时间延长而不断增加的现象,徐变是混凝土重要的材料性能。混凝土的碳化是指空气中的酸性气体CO2与混凝土中碱性物质发生反应，使得混凝土碱性下降和混凝土中化学成分改变的中性化反应过程。在实际应用中，当混凝土中性化深度大于钢筋混凝土试件的保护层厚度，就会破坏保护层下钢筋表面的钝化膜，当钝化膜破坏后，伴随着水和空气的共同作用，钢筋就会出现锈蚀现象。然而，在现有技术中还没有针对混凝土材料徐变、碳化和湿热耦合作用的具体试验方法。因此，如何针对徐变、碳化和湿热耦合作用研制对应的试验装置成为本领域技术人员急需解决的技术问题。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术提供徐变、碳化和湿热耦合作用试验装置及其使用方法，实现的目的是在实验室条件下，研究徐变、碳化和湿热耦合作用对钢筋混凝土/混凝土试件力学性能的损伤。为实现上述目的，本专利技术公开了徐变、碳化和湿热耦合作用试验装置，包括防护箱体、徐变加载系统、碳化系统、加热加湿系统和控制系统。其中，所述防护箱体呈密封结构，内部设有所述徐变加载系统，并与所述碳化系统和所述加热加湿系统连接，通过所述碳化系统和所述加热加湿系统使所述防护箱体内产生碳化和湿热环境；所述徐变加载系统、所述碳化系统和所述加热加湿系统均由所述控制系统控制工作。优选的，所述徐变加载系统包括用于固定钢筋混凝土试件的加载支架，以及加载装置；所述加载支架内设有能够沿竖直方向往复移动的压板和顶板，用于分别从所述钢筋混凝土试件的上面和下面夹持所述钢筋混凝土试件；所述压板上设有所述加载装置，并由所述加载装置驱动沿竖直方向往复移动；所述顶板的下面设有若干弹簧；每一所述弹簧的压缩回弹方向均为竖直方向；所述钢筋混凝土试件的上面与所述压板之间设有拉压传感器，下面与所述顶板之间设有球铰支座，侧面设有千分表；所述拉压传感器用于采集所述钢筋混凝土试件承载的压力载荷；所述千分表用于采集所述钢筋混凝土试件的变形量。更优选的，所述加载装置为电动液压千斤顶；所述拉压传感器与所述钢筋混凝土试件之间设有钢片。优选的，所述碳化系统包括二氧化碳产生装置和二氧化碳浓度测试仪；所述二氧化碳产生装置包括溶液箱和干燥盒；所述溶液箱内设有蒸馏水和干冰用于产生二氧化碳气体；所述干燥盒内设有氯化钙干燥剂用于干燥所述二氧化碳气体；所述二氧化碳浓度测试仪用于检测所述二氧化碳气体的浓度。更优选的，所述碳化系统通过管道与所述防护箱体连接，所述管道上设有阀门。更优选的，所述碳化系统与所述防护箱体连接的位置位于所述徐变加载系统的上方；所述碳化系统的所述二氧化碳产生装置下面设有支架。优选的，所述加热加湿系统包括干燥箱、加热器、加湿器、防腐轴流风机、保护外壳、通风管道和温湿度传感器；所述保护外壳内设有所述干燥箱、所述加热器和所述加湿器；所述干燥箱和所述加热器串联后在与所述加湿器与所述加热系统并联用于产生热量和/或水蒸气；所述防腐轴流风机用于将所述热量和/或水蒸气通过所述通风管道输入所述防护箱体；所述温湿度传感器设置于所述防护箱体内，用于采集所述防护箱体内的湿度和温度。优选的，所述控制系统包括若干显示仪表和可编程控制器；若干所述显示仪表用于显示所述防护箱体内的温度、湿度和二氧化碳的浓度；所述可编程控制器根据所述防护箱体内的温度、湿度和二氧化碳的浓度与设定值之间的差距，控制所述徐变加载系统、所述碳化系统和所述加热加湿系统工作；当所述防护箱体内的温度、湿度或者二氧化碳的浓度超过预设阈值时所述可编程控制器发出警报。优选的，所述防护箱体采用透明有机玻璃材料制成，并与地面用玻璃胶密封。本专利技术还提供徐变、碳化和湿热耦合作用试验装置的使用方法，步骤如下：步骤1、按照试验方案制作相应的钢筋混凝土试件并放入标准环境养护；步骤2、将养护完成的所述钢筋混凝土试件放入所述徐变加载系统；然后，启动所述徐变加载系统的加载装置对所述钢筋混凝土试件分级加载，并通过千分表采集所述钢筋混凝土试件的变形量；加载后应定期检查所述加载装置的荷载情况；步骤3、打开所述加热加湿系统，先对所述防护箱体内进行加热和干燥；当所述防护箱体内内温度达到设定温度后，对所述防护箱体内进行加湿，使湿度达到试验设定值；步骤4、按照试验方案计算试验所需干冰量，将所述干冰放入所述碳化系统的二氧化碳产生装置中；产生的二氧化碳气体通过设有氯化钙干燥剂的干燥盒后输入所述防护箱体内；当二氧化碳浓度达到试验设计值时，关闭阀门，停止向所述防护箱体内输入二氧化碳，并将多余的二氧化碳排出；步骤5、打开所述加热加湿系统，并除去其中的干燥箱，确保防护箱体内保持恒温恒湿；步骤6、通过所述控制系统监控所述防护箱体内的温度、湿度和二氧化碳的浓度，以及所述钢筋混凝土试件所述加载的载荷和发生的应变；在试验完成后，将经过徐变、碳化和湿热耦合作用后的所述钢筋混凝土试件取出测试其力学性能。本专利技术的有益效果：1.本专利技术适用实验室条件下，钢筋混凝土试件在徐变、碳化和湿热等组合因素下的耐久性研究和力学性能研究。2.本专利技术能够保障防护箱体内温度、湿度和二氧化碳浓度处于控制状态，同时也保障了试验人员的人身安全。3.本专利技术的徐变加载系统不仅可以实时调整千斤顶的顶力，而且可以保障顶力在长期试验中保持稳定。4.本专利技术碳化系统可以向箱体内快速提供干燥的二氧化碳，同时二氧化碳浓度测试仪可以实时监测箱体内二氧化碳浓度。5.本专利技术的加热加湿系统可以控制防护箱体内的温度和湿度，使试验按照试验方案正常运行。6.本专利技术的控制系统可以记录试验数据，自动调控防护箱体内温湿度同时还具有自动报警功能。以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。附图说明图1示出本专利技术一实施例的结构示意图。图2示出本专利技术一实施例中加热加湿系统结构示意图。图3示出本专利技术一实施例中徐变加载系统结构示意图。具体实施方式实施例如图1所示，徐变、碳化和湿热耦合作用试验装置，包括防护箱体、徐变加载系统、碳化系统、加热加湿系统和控制系统。其中，防护箱体呈密封结构，内部设有徐变加载系统，并与碳化系统和加热加湿系统连接，通过碳化系统和加热加湿系统使防护箱体内产生碳化和湿热环境；徐变加载系统、碳化系统和加热加湿系统均由控制系统控制工作。本专利技术的原理如下：通过模拟徐变、碳化和湿热耦合作用对钢筋混凝土试件力学性能的影响。碳化系统提供干燥的二氧化碳气体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.徐变、碳化和湿热耦合作用试验装置，其特征在于，包括防护箱体、徐变加载系统、碳化系统、加热加湿系统和控制系统；/n所述防护箱体呈密封结构，内部设有所述徐变加载系统，并与所述碳化系统和所述加热加湿系统连接，通过所述碳化系统和所述加热加湿系统使所述防护箱体内产生碳化和湿热环境；/n所述徐变加载系统、所述碳化系统和所述加热加湿系统均由所述控制系统控制工作。/n

【技术特征摘要】
1.徐变、碳化和湿热耦合作用试验装置，其特征在于，包括防护箱体、徐变加载系统、碳化系统、加热加湿系统和控制系统；
所述防护箱体呈密封结构，内部设有所述徐变加载系统，并与所述碳化系统和所述加热加湿系统连接，通过所述碳化系统和所述加热加湿系统使所述防护箱体内产生碳化和湿热环境；
所述徐变加载系统、所述碳化系统和所述加热加湿系统均由所述控制系统控制工作。


2.根据权利要求1所述的徐变、碳化和湿热耦合作用试验装置，其特征在于，所述徐变加载系统包括用于固定钢筋混凝土试件(8)的加载支架(2)，以及加载装置；
所述加载支架(2)内设有能够沿竖直方向往复移动的压板和顶板，用于分别从所述钢筋混凝土试件(8)的上面和下面夹持所述钢筋混凝土试件(8)；
所述压板上设有所述加载装置，并由所述加载装置驱动沿竖直方向往复移动；
所述顶板的下面设有若干弹簧(7)；每一所述弹簧(7)的压缩回弹方向均为竖直方向；
所述钢筋混凝土试件(8)的上面与所述压板之间设有拉压传感器(4)，下面与所述顶板之间设有球铰支座(6)，侧面设有千分表(9)；
所述拉压传感器(4)用于采集所述钢筋混凝土试件(8)承载的压力载荷；
所述千分表(9)用于采集所述钢筋混凝土试件(8)的变形量。


3.根据权利要求2所述的徐变、碳化和湿热耦合作用试验装置，其特征在于，所述加载装置为电动液压千斤顶(3)；
所述拉压传感器(4)与所述钢筋混凝土试件(8)之间设有钢片(5)。


4.根据权利要求1所述的徐变、碳化和湿热耦合作用试验装置，其特征在于，所述碳化系统包括二氧化碳产生装置(12)和二氧化碳浓度测试仪(14)；
所述二氧化碳产生装置(12)包括溶液箱和干燥盒；
所述溶液箱内设有蒸馏水和干冰用于产生二氧化碳气体；所述干燥盒内设有氯化钙干燥剂用于干燥所述二氧化碳气体；
所述二氧化碳浓度测试仪(14)用于检测所述二氧化碳气体的浓度。


5.根据权利要求4所述的徐变、碳化和湿热耦合作用试验装置，其特征在于，所述碳化系统通过管道与所述防护箱体连接，所述管道上设有阀门(11)。


6.根据权利要求5所述的徐变、碳化和湿热耦合作用试验装置，其特征在于，所述碳化系统与所述防护箱体连接的位置位于所述徐变加载系统的上方；
所述碳化系统的所述二氧化碳产生装置(12)下面设有支架(13)。


7.根据权利要求1所述的徐变、碳化和湿热耦合作用试验装置，其特征在于，所述加热加湿系统包括干燥箱(15)、加热器(16)、加湿器(17)、防腐轴流风机(18...

【专利技术属性】
技术研发人员：张凡孟，王志进，蒋瞳瞳，苑藜，王晓晨，
申请(专利权)人：合肥市市政设计研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34