混凝土力、变形、温度及孔隙压力同步测试装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种高温下承载混凝土的力、变形、温度及孔隙压力同步测试装置及方法，装置包括高温炉以及至少一对螺杆，螺杆穿过间隔设置的四个横隔板，横隔板通过螺帽定位固定；从上至下，相邻的两个横隔板之间依次设置液压千斤顶、压力传感器以及待测试的混凝土试件，混凝土试件的一侧对着高温炉的炉口；混凝土试件的周身粘贴密封隔热层，其内部预埋热电偶和孔隙压力测试装置，其侧面设置引伸计，并通过信号线均与数据采集仪相连。该同步测试装置为探明火灾高温下混凝土结构构件内部热、湿、力等多场耦合响应提供重要手段，从而为保障混凝土建/构筑物全寿命周期火灾安全提供技术支持。建/构筑物全寿命周期火灾安全提供技术支持。建/构筑物全寿命周期火灾安全提供技术支持。

【技术实现步骤摘要】
混凝土力、变形、温度及孔隙压力同步测试装置及方法


[0001]本专利技术属于土木工程
，具体涉及一种高温下承载混凝土的力、变形、温度及孔隙压力同步测试装置及方法。

技术介绍

[0002]在火灾高温下，混凝土可能发生爆裂剥落破坏。这主要是因为，混凝土不仅要承受荷载作用，还要承受高温导致的附加应力作用和孔隙蒸汽压力作用。因此，测试混凝土在高温下的湿、热、力等多场同步响应引发大量关注。姜超等(2021)开发了相关装置(专利CN113237505A)，实现了高温下混凝土内部温度及孔隙压力的同步测试，然而，该装置并未实现承载的条件，亦未同步测得力和变形。此外，Sullivan等(1983)、Alogla&Kodur(2020)等学者开发了相关装置，实现了承载混凝土在高温下的力与变形的同步测试，但该装置并不能同步测得混凝土内部温度和孔隙压力。由此可见，承载条件下混凝土的力、变形、温度及孔隙压力的同步测试装置亟待开发。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的就是为了解决上述问题而提供一种高温下承载混凝土的力、变形、温度及孔隙压力同步测试装置，实现承载混凝土在高温下的力、变形、温度及孔隙压力的同步准确测试。
[0004]本专利技术的目的通过以下技术方案实现：
[0005]一种混凝土力、变形、温度及孔隙压力同步测试装置，包括设有炉口的高温炉以及至少一对螺杆，所述螺杆穿过间隔设置的四个横隔板，所述横隔板的上侧和/或下侧通过套设在所述螺杆上的螺帽定位固定；
[0006]从上至下，相邻的两个横隔板之间依次设置液压千斤顶、压力传感器以及待测试的混凝土试件，所述混凝土试件的一侧对着所述高温炉的炉口；
[0007]所述混凝土试件的周身粘贴密封隔热层，其内部预埋热电偶和孔隙压力测试装置，其侧面设置引伸计，
[0008]所述压力传感器、热电偶、孔隙压力测压装置以及引伸计的信号线均与数据采集仪相连。
[0009]进一步地，所述螺帽采用高强度钢材制作，尺寸与螺杆相匹配，所述螺杆采用高强度钢材制作，为带螺纹长杆。
[0010]进一步地，所述的螺帽与所述横隔板之间设置圆环形垫板；
[0011]所述圆环形垫板采用高强度钢材制作，其内径大于所述螺杆外径，内部无螺纹，用于均匀螺帽、压力传感器、横隔板等零部件上的受力，以及调整各零部件所在位置。
[0012]进一步地，所述横隔板采用高强度钢材制作，为两端带有贯穿圆形孔洞的长方体钢板，其圆形孔洞与圆环形垫板内径一致，大于螺杆外径，内部无螺纹，用于传递压力。
[0013]进一步地，所述压力传感器套设在所述螺杆上；
[0014]所述压力传感器带有贯穿圆形孔洞，量程不小于500kN，精度不小于1kN，用于实时监测混凝土试件表面实际承受的压力值。
[0015]进一步地，所述混凝土试件与所述横隔板之间设置试件垫板，所述试件垫板采用高强度钢材制作，尺寸大于待测混凝土试件受力面，用于均匀试件表面受力。
[0016]进一步地，所述密封隔热层采用密封材料和隔热材料组合而成。
[0017]进一步地，所述液压千斤顶为压力源，其最大可施加压力值不小于500kN，活塞最大行程不小于10mm。
[0018]进一步地，所述孔隙压力测试装置由金属管和压力传感器组装而成；所述热电偶采用大量程的铠装K型热电偶；所述引伸计采用高精度引伸计。
[0019]一种混凝土力、变形、温度及孔隙压力同步测试方法，采用上述测试装置进行测试，包括以下步骤：
[0020]试验前，先将装置连接好，装置连接好后，启动数据采集仪，启动液压千斤顶，施加压力，压力传递给混凝土试件，当施加到预设的压力值时，
[0021]通过拧紧螺帽固定位于液压千斤顶下端的横隔板，使混凝土试件在撤掉液压千斤顶后保持承受预设压力状态；
[0022]启动高温炉，实施预设的升/降温路径，同步测量升/降温过程中压力传感器、引伸计、热电偶和孔隙压力测试装置所测得的力、变形、温度和孔隙压力值，实现高温下承载混凝土的力、变形、温度及孔隙压力同步测试。
[0023]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0024]本专利技术提供的混凝土力、变形、温度及孔隙压力同步测试装置，可实现承载混凝土在高温下的力、变形、温度及孔隙压力同步测试，为探明火灾高温下混凝土结构内部热、湿、力等多场耦合响应提供重要手段，从而为保障混凝土建/构筑物全寿命周期火灾安全提供技术支持。
附图说明
[0025]图1为本专利技术装置的一种实施例结构示意正视图；
[0026]图2为图1中1
‑
1向的侧剖图；
[0027]图中：1—螺帽(A～E)、2—螺杆、3—圆环形垫板(A～E)、4—横隔板(A～D)、5—试件垫板、6—混凝土试件、7—密封隔热层、8—压力传感器、9—液压千斤顶、10—高温炉、11—数据采集仪、12—孔隙压力测试装置、13—热电偶、14—引伸计。
具体实施方式
[0028]下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。
[0029]如图1、2，一种高温下承载混凝土的力、变形、温度及孔隙压力同步测试装置，包括：螺帽1(A～E)、螺杆2、圆环形垫板3(A～E)、横隔板4(A～D)、试件垫板5、混凝土试件6、密封与隔热层7、压力传感器8、液压千斤顶9、高温炉10、数据采集仪11、孔隙压力测试装置12、热电偶13以及引伸计14。压力传感器8、热电偶13、孔隙压力测压装置12和引伸计14的信号线与数据采集仪11相连。
[0030]螺杆2设有2根，螺杆2贯穿螺帽1、圆环形垫板3、四道横隔板4以及压力传感器8。四
道横隔板4之间从上至下依次放置液压千斤顶9、压力传感器8以及混凝土试件6。混凝土试件6周身粘贴密封隔热层7，其内部预埋热电偶13和孔隙压力测试装置12，其侧面设置引伸计14。
[0031]混凝土试件6一侧位于高温炉10炉口。试验前，先将装置连接好，但螺帽1C和1D分别与横隔板4C和4D预留有一定间隙，防止加压时螺帽1C和1D受力，同时防止混凝土试件6破坏时横隔板4C坠落。装置连接好后，启动数据采集仪11，拧紧螺帽1A和1E。然后，启动液压千斤顶9，施加压力，压力依次通过横隔板4B、压力传感器8、试件垫板5等传递给混凝土试件6。当施加到预设的压力值时，拧紧螺杆2上的螺帽1B，保证撤去液压千斤顶9后横隔板4B和横隔板4D范围内螺杆2的变形不变，使得混凝土试件6承受预设的压力。加压后，启动高温炉10，实施预设的升/降温路径，同步测量升/降温过程中压力传感器8、引伸计14、热电偶13和孔隙压力测试装置12所测得的力、变形、温度和孔隙压力值，从而实现高温下承载混凝土的力、变形、温度及孔隙压力同步测试。
[0032]作为一种具体的实施方式，螺帽1采用高强度钢材制作，尺寸与螺杆2相匹配，螺杆2采用高强度钢材制作，为带螺纹长杆，其尺寸与螺帽1相匹配。
[0033]作为一种具体的实施方式，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混凝土力、变形、温度及孔隙压力同步测试装置，其特征在于，包括设有炉口的高温炉(10)以及至少一对螺杆(2)，所述螺杆(2)穿过间隔设置的四个横隔板(4)，所述横隔板(4)的上侧和/或下侧通过套设在所述螺杆(2)上的螺帽(1)定位固定；从上至下，相邻的两个横隔板(4)之间依次设置液压千斤顶(9)、压力传感器(8)以及待测试的混凝土试件(6)，所述混凝土试件(6)的一侧对着所述高温炉(10)的炉口；所述混凝土试件(6)的周身粘贴密封隔热层(7)，其内部预埋热电偶(13)和孔隙压力测试装置(12)，其侧面设置引伸计(14)，所述压力传感器(8)、热电偶(13)、孔隙压力测压装置(12)以及引伸计(14)的信号线均与数据采集仪(11)相连。2.根据权利要求1所述的一种混凝土力、变形、温度及孔隙压力同步测试装置，其特征在于，所述螺帽(1)采用高强度钢材制作，尺寸与螺杆(2)相匹配，所述螺杆(2)采用高强度钢材制作，为带螺纹长杆。3.根据权利要求1所述的一种混凝土力、变形、温度及孔隙压力同步测试装置，其特征在于，所述的螺帽(1)与所述横隔板(4)之间设置圆环形垫板(3)；所述圆环形垫板(3)采用高强度钢材制作，其内径大于所述螺杆(2)外径，内部无螺纹。4.根据权利要求3所述的一种混凝土力、变形、温度及孔隙压力同步测试装置，其特征在于，所述横隔板(4)采用高强度钢材制作，为两端带有贯穿圆形孔洞的长方体钢板，其圆形孔洞与圆环形垫板(3)内径一致。5.根据权利要求1所述的一种混凝土力、变形、温度及孔隙压力同步测试装置，其特征在于，所述压力传感器(8)套设在所述螺杆(2)上；所述压力传感器(8)带有贯穿圆形孔洞，量程不小于500kN，精度...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜超，张昊川，顾祥林，戈雨晴，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：