本发明专利技术涉及一种用于混凝土超低温受力性能试验的试验装置。其包括加载试验机和超低温试验炉，加载试验机设有上承台和下承台，所述加载试验机的下承台处设有滑动轨道，滑动轨道上设置有滑动小车，所述超低温试验炉固定在滑动小车上。其中超低温试验炉的顶端和底端分别设有上压头和下压头，所述上、下压头为“凸”字形结构，上、下压头一部分置于超低温试验炉内，一部分置于超低温试验炉外；置于超低温试验炉内的压头由不锈钢和树脂玻璃钢组合制成，置于超低温试验炉外的压头由树脂玻璃钢制成。本发明专利技术超低温试验装置能方便地将超低温试验炉移进或移出加载试验机，并且能准确、重复测量超低温状态下混凝土的受力性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种超低温试验装置，特别是涉及一种用于混凝土超低温受力性能试验的试验装置。
技术介绍
液化天然气(LNG)接收站的大型储罐采用预应力混凝土结构，而天然气的液化温度大约为-165°C，在这样的低温作用下，混凝土的受力性能明显不同于常温，特别是其变形性能，随温度的不断降低，还将产生不同的变化规律。显然，LNG储罐的受力性能将受制于混凝土超低温受力性能的变化。混凝土的低温受力性能一直受到研究者高度的重视，相关的研究也较多，不过大多基于遭受自然环境低温，也即作用的温度不低于_50°C的情况进行探讨。早在上世纪50 年代，国外已有学者关注混凝土超低温的受力性能，并进行了这方面的一些研究。近年，随着大型LNG接收站的建造，相关的研究人员又开始关注超低温作用下混凝土的受力性能。国内有关混凝土低温受力性能研究主要集中于自然环境低温，其温度值多不低于-30°C。已有的研究表明，在温度达到-30°C后，随温度继续降低，其受力性能还将有明显不同于此前的变化规律。显然，国内已有的这些研究成果只能作为参考，不能直接应用到这类储罐结构的设计中去，需专门给出在超低温作用下混凝土的受力性能参数。即使假定国外这方面的研究成果能满足要求，由于混凝土组成材料性能特性具有明显的地方性，不同地区材料浇筑的混凝土，其受力性能特别是其定量方面的特性将有所差异，而且其研究结果还取决于其它许多因素。因此，仅有的一些国外研究成果也只能作为相关研究或设计时参考，不能简单地直接套用。况且，我国目前尚未有涉及到超低温作用下混凝土方面的相关规范或标准，也需结合我国国情和相应的需求给出其研究成果和数据。超低温试验不同于常规的试验，需要考虑其试验特点专门制作相应的试验装置。 已有的一些超低温试验装置也多针对特定的或单一的试验内容，难以涵盖超低温混凝土受力性能的试验，且没有考虑或很好地反映和利用超低温下混凝土的受力特性。目前已有的一些超低温试验装置大概可分两类。一类仅能冷冻试验试件；另一类则可进行降温和加载组合的各种试验工况。如Takashi的低温试验装置(Takashi Miur, The properties of concrete at very low temperatures, Materials and Structures/ Materiaux et Constructions, 1989，22，243-254)，它由绝热材料等制成的一个封闭箱型空间，试验试件放入其中，通过输入液氮进行降温。该试验装置只能对试验试件进行超低温作用处理，不能满足超低温混凝土等材料受力性能各种试验要求。还有如Naik的低温试验装置(T. R. Naik，Temperature Effects on ConcreteiA symposium sponsored by ASTM Committee C_9 on Concrete and Concrete Aggregates,Kansas City,M0,21 June 1983)， 该试验装置采用液氮作为冷却剂，由空心钢瓶和内衬绝热材料制成低温容器，由嵌入在冷却室中的热电偶控制温度。冷却装置直接安装于低温容器内壁附近，试件的加载位置在冷却室的顶部和底部。冷却剂液态氮通过冷却装置处多个铜管喷射到炉腔内。该试验装置虽能满足对试验试件进行降温和加载功能要求，但在实施相关的试验工况中存在不少致命缺陷，主要有(1)冷却剂不是在一个密闭空间里，采用多喷头喷液氮试图使炉腔内温度均勻，喷头易被混凝土试件破坏过程中形成的碎细渣堵住，且试件剧烈的爆裂式破坏也使喷头易毁。可见，这种施加低温方式难以使炉腔内温度均勻(炉腔内温度均勻是试验最为基本的要求)，且这种试验炉难以进行重现和保持反复多次试验(混凝土等材料低温试验需进行大量且重复性的试验，试验条件的可重复性和能经受超低温试验多次冲击作用是其试验装置的必备条件)，不能很好地满足超低温混凝土受力性能试验要求。( 超低温混凝土强度较高、刚度大，而绝热材料虽可寻找出具有较高强度性能的，但其刚度和硬度都较差， 在试验过程中不能始终对试件提供较为均勻的应力作用，特别是混凝土试件即将破坏时由其影响更明显。压头采用钢材，其传热快，不仅消耗低温能源，还使试验试件端部温度明显低于其它处、稍长时间在超低温试验炉口处将起霜结冰，同时还将出现锈蚀现象。这些都将严重地影响试验试件超低温受力性能试验结果，甚至使有些超低温试验工况无法实施。(3) 由于超低温试验炉的炉腔内要放置下压头、试件与下压头间的绝热块、上压头和试件与上压头间的绝热块，其试验试件定位必然存在问题、且难以定位，并且不可避免地存在试验试件偏心问题。这将改变试验试件的受力条件，严重影响其试验结果，甚至改变试验试件的破坏形态，显然这种处理方法不妥。(4)该试验装置的试验试件轴向变形通过量测上下压头间的变形获得，这显然不可取。它的量测结果还要包括下压头、试件与下压头间绝热块、上压头和试件与上压头间绝热块的变形以及它们间缝隙密实引起的变形。而这些变形多不能可靠地给出，如上下压头的变形，因沿其竖向的温度分布不均勻、且难以测定，准确地给出其变形基本上不可能。同时这些变形多与超低温混凝土试件的竖向变形量级相当，不能忽略。 因此，这种试验试件超低温变形量测方法给出的变形值不能反映超低温混凝土受力情况。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，提供一种能方便地将超低温试验炉移进或移出加载试验机，并且能准确且可重复性地进行超低温状态下混凝土受力性能试验的试验装置。为达上述目的，本专利技术一种超低温试验装置，包括加载试验机和超低温试验炉，加载试验机设有上承台和下承台，所述加载试验机的下承台处设有滑动轨道，滑动轨道上设置滑动小车，所述超低温试验炉固定在滑动小车上，便于所述超低温试验炉就位于加载试验机指定位置和沿滑动轨道移出加载试验机进行各种试验操作。本专利技术的超低温试验装置，其中所述下承台上设有带有球铰和液压千斤顶的刚体块，该刚体块提供一个均勻受压的加载面，球铰是为了对试件施加一个轴心受压荷载。刚体块置于滑动轨道内、可与滑动小车面接触或分离，便于试验人员进行各种操作。本专利技术超低温试验装置，其中所述超低温试验炉的顶端和底端分别设有上压头和下压头，所述上、下压头外形均为“凸”字状，上、下压头一部分置于超低温试验炉内，一部分置于超低温试验炉外。所述置于超低温试验炉内的压头由不锈钢和树脂玻璃钢组合制成， 即置于超低温试验炉内的压头有两层结构组成，靠近炉内筒的部分由不锈钢制成，另一层由树脂玻璃钢制成；所述置于超低温试验炉外的压头完全由树脂玻璃钢制成，树脂玻璃钢为一种玻璃纤维与树脂的复合材料，如环氧树脂玻璃钢、聚酯树脂玻璃钢、酚醛树脂玻璃钢等，具有质量轻、强度高、近于绝热的特点，市场有售，可根据上下压头对其性能要求任选一种。即，上下压头是这样的结构，其外形为“凸，，字状，由两层不同材料组合制成，靠近试验炉内筒部分的一层由不锈钢制成，另一层完全由树脂玻璃钢制成，不锈钢层和树脂玻璃钢层之间优选用树脂加螺栓连接，不锈钢层和部分树脂玻璃钢层置于超低温试验炉内，其余部分置于超低温试验炉外。本专利技术超低温试验装置，其中所述超低温试验炉为圆筒状结构，由内向外依次为试验工作室(内筒部分)、制冷剂密本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：时旭东，郑建华，李艳辉，李金光，富克，李玉龙，
申请(专利权)人：中国寰球工程公司，
类型：发明
国别省市：
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