一种混凝土高温受压性能试验装置及其试验方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种混凝土高温受压性能试验装置及其试验方法，试验装置包括：加载设备、升温设备和变形采集装置；加载设备包括底座和上压板，底座上固连有多个立柱，上压板通过立柱连接在底座上，立柱穿过上压板后螺纹连接螺帽；混凝土试件对应放置在底座和上压板之间，紧固螺帽，使上压板沿立柱向混凝土试件施加压力；变形采集装置包括应变计和应变采集仪，多个应变计对应分布在混凝土试件和立柱上；通过高温炉和加载设备分别进行温度和轴向应力加载，简单高效地完成对混凝土高温抗压试验的环境需求，通过分析混凝土试件的应变数据，进行混凝土高温条件下受荷变形及其性能劣化机制的研究，为研究混凝土材料的高温和抗火性能提供了技术支持。供了技术支持。供了技术支持。

【技术实现步骤摘要】
一种混凝土高温受压性能试验装置及其试验方法


[0001]本专利技术属于混凝土受压性能试验的
，具体涉及一种混凝土高温受压性能试验装置及其试验方法。

技术介绍

[0002]混凝土是土木工程中用途最广、用量最大的一种建筑材料，尤其在地上建筑结构中最为常见。近年来，随着我国城市化进程的不断加速，城市人口密度和高层建筑物数量快速增加，建筑物使用功能也逐渐趋于多元化和复合化，混凝土结构建筑火灾频繁发生。在火灾过程中，建筑结构混凝土受建筑荷载和高温双重作用。因此，进行混凝土高温条件下受荷变形及其性能劣化机制的研究，显得尤为重要，有助于准确评价火灾后混凝土结构尤其是混凝土柱的耐久性及其使用功能。
[0003]高温混凝土材料力学性能研究的手段主要为室内试验，其做法通常是将混凝土试件高温冷却后再进行加载试验，研究混凝土材料强度和变形特性。显然，这与火灾过程中混凝土结构实际受荷条件不符，所得到的混凝土材料试验结果与火灾高温中混凝土实际的抗压力学性能存在较大差异。
[0004]因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是克服上述现有技术中的不足，提高一种结构简单、成本低廉的混凝土高温受压性能试验装置及其试验方法。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种混凝土高温受压性能试验装置，所述试验装置包括：加载设备、升温设备和变形采集装置；
[0008]所述加载设备包括底座和上压板，所述底座上固连有多个立柱，上压板通过所述立柱连接在底座上，所述立柱穿过所述上压板后螺纹连接螺帽；混凝土试件对应放置在所述底座和上压板之间，紧固所述螺帽，使所述上压板沿所述立柱向混凝土试件施加压力；
[0009]所述变形采集装置包括应变计和应变采集仪，所述应变计包括轴向应变计和环向应变计；
[0010]在每个立柱的外侧面和混凝土试件的外侧面上均设有两个轴向应变计；在混凝土试件上的两个轴向应变计位关于其轴线对称分布、并位于经过轴线中点的横截面上；在立柱上的两个轴向应变计关于其轴线对称分布、并位于经过其轴线中点的横截面上；
[0011]在混凝土试件的外侧面上还设有两个关于其轴线对称分布的环向应变计，两个环向应变计位于经过混凝土试件轴线中点的横截面上、并在混凝土试件的周向上与两个所述轴向应变计呈90度交错；
[0012]所述加载设备放置于升温设备内部，以对所述混凝土试件进行加热，位于升温设备外部的应变采集仪电性连接多个所述应变计，以对所述应变计的应变数据进行采集。
[0013]在每个所述立柱上均设有两个关于立柱中部对称的轴向应变计。
[0014]优选的，所述底座为正四边形板，所述立柱对应分布在所述底座的四角；
[0015]在所述底座的中心处设有对应混凝土试件的下凹槽。
[0016]优选的，所述上压板为正四边形板，所述上压板的四角分布有四个对应所述立柱的穿孔；在所述上压板的中心处设有对应所述下凹槽的上凹槽。
[0017]优选的，所述上凹槽和下凹槽均为圆形，所述混凝土试件为圆柱体，所述上凹槽和下凹槽的直径大于所述圆柱体直径1
‑
2mm。
[0018]优选的，在所述上凹槽和所述下凹槽内均设有对应混凝土试件的圆形垫块。
[0019]优选的，所述圆形垫块、底座、上压板、立柱、螺帽均为耐高温材料制成，耐高温材料具体为镍基合金，镍基合金具有耐高温、硬度高、耐蚀性、高温强度高等一系列优良性能，其抗拉强度达到550
‑
790MPa,且在1000℃的温度下力学性能基本保持不变。
[0020]所述应变计为耐高温应变计，具体为铁镍铝合金应变片。
[0021]优选的，所述上压板向混凝土试件施加的压力根据以下公式确定：
[0022]P＝kε
[0023]式中，P为轴向应力值；k为立柱弹性模量；ε为四根立柱轴向应变平均值；ε＝(ε1+ε2+ε3+ε4)/4，ε1、ε2、ε3和ε4分别为四根立柱轴向应变值。
[0024]优选的，所述升温设备为高温炉，高温炉根据预设的升温曲线对混凝土试件进行加热。
[0025]一种混凝土高温受压性能试验方法，所述方法包括：
[0026]步骤S1，将耐高温的圆形垫块放置于加载设备的下凹槽内，将圆柱形的混凝土试件放置于下凹槽内的圆形垫块上；将另一个圆形垫块放置在混凝土试件的上表面，将上压板与立柱对应连接，使上凹槽罩于混凝土试件上端的圆形垫块上；调整混凝土试件与圆形垫块的位置，使混凝土试件与上凹槽和下凹槽同轴分布；
[0027]步骤S2，粘贴应变计，将应变计与应变采集仪对应连接，并开启应变采集仪；其中，其中，所述应变计包括轴向应变计和环向应变计；
[0028]在每个立柱的外侧面和混凝土试件的外侧面上均设有两个轴向应变计；在混凝土试件上的两个轴向应变计位关于其轴线对称分布、并位于经过轴线中点的横截面上；在立柱上的两个轴向应变计关于其轴线对称分布、并位于经过其轴线中点的横截面上；
[0029]在混凝土试件的外侧面上还设有两个关于其轴线对称分布的环向应变计，两个环向应变计位于经过混凝土试件轴线中点的横截面上、并在混凝土试件的周向上与两个所述轴向应变计呈90度交错；
[0030]步骤S3，将螺帽对应连接在立柱上端的外螺纹上；
[0031]步骤S4，通过螺栓紧固装置对四个螺帽进行同步旋紧，使混凝土试件轴向压力达到预设压力，并对应测出各应变计的应变数据；
[0032]步骤S5，静置5
‑
10min，使混凝土试件达到平衡状态；
[0033]步骤S6，将加载设备连同混凝土试件放置于高温炉内，并根据国际标准ISO834规定的标准火灾升温曲线对混凝土试件进行加热；通过应变采集仪采集并存储应变计的应变数据；
[0034]步骤S6，加热完成后，关闭高温炉并将加载设备及混凝土试件冷却后取出，试验完
成。
[0035]有益效果：结构简单，操作方便，通过高温炉和加载设备分别进行温度和轴向应力加载，简单高效地完成对混凝土高温抗压试验的环境需求，通过分析混凝土试件的应变数据，进行混凝土高温条件下受荷变形及其性能劣化机制的研究，为研究混凝土材料的高温和抗火性能提供了技术支持。
附图说明
[0036]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。其中：
[0037]图1为本专利技术具体实施例中所提供加载设备的结构示意图；
[0038]图2为本专利技术具体实施例中所提供加载设备的剖视简图；
[0039]图3为本专利技术具体实施例中所提供混凝土试件上的应变计分布简图；。
[0040]图中：1、底座；2、上压板；3、螺帽；4、立柱；5、混凝土试件；6、圆形垫块；7、轴向应变计；8、环向应变计。
具体实施方式
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混凝土高温受压性能试验装置，其特征在于，所述试验装置包括：加载设备、升温设备和变形采集装置；所述加载设备包括底座和上压板，所述底座上固连有多个立柱，上压板通过所述立柱连接在底座上，所述立柱穿过所述上压板后螺纹连接螺帽；混凝土试件对应放置在所述底座和上压板之间，紧固所述螺帽，使所述上压板沿所述立柱向混凝土试件施加压力；所述变形采集装置包括应变计和应变采集仪，所述应变计包括轴向应变计和环向应变计；在每个立柱的外侧面和混凝土试件的外侧面上均设有两个轴向应变计；在混凝土试件上的两个轴向应变计位关于其轴线对称分布、并位于经过轴线中点的横截面上；在立柱上的两个轴向应变计关于其轴线对称分布、并位于经过其轴线中点的横截面上；在混凝土试件的外侧面上还设有两个关于其轴线对称分布的环向应变计，两个环向应变计位于经过混凝土试件轴线中点的横截面上、并在混凝土试件的周向上与两个所述轴向应变计呈90度交错；所述加载设备放置于升温设备内部，以对所述混凝土试件进行加热，位于升温设备外部的应变采集仪电性连接多个所述应变计，以对所述应变计的应变数据进行采集。2.根据权利要求1所述的混凝土高温受压性能试验装置，其特征在于，所述底座为正四边形板，所述立柱对应分布在所述底座的四角；在所述底座的中心处设有对应混凝土试件的下凹槽。3.根据权利要求2所述的混凝土高温受压性能试验装置，其特征在于，所述上压板为正四边形板，所述上压板的四角分布有四个对应所述立柱的穿孔；在所述上压板的中心处设有对应所述下凹槽的上凹槽。4.根据权利要求3所述的混凝土高温受压性能试验装置，其特征在于，所述上凹槽和下凹槽均为圆形，所述混凝土试件为圆柱体，所述上凹槽和下凹槽的直径大于所述圆柱体直径1
‑
2mm。5.根据权利要求4所述的混凝土高温受压性能试验装置，其特征在于，在所述上凹槽和所述下凹槽内均设有对应混凝土试件的圆形垫块。6.根据权利要求5所述的混凝土高温受压性能试验装置，其特征在于，所述圆形垫块、底座、上压板、立柱、螺帽均为耐高温材料制成；所述应变计为耐高温应变计。7.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：马琳，王新宇，薛玮，梁耀哲，马津，李凯，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：