專利名稱：拉應(yīng)力下混凝土滲透性快速測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及混凝土耐久性試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種拉應(yīng)力下混凝土滲透性快速測試裝置，該裝置適用于研究混凝土在不同拉應(yīng)力水平作用下的氯離子擴(kuò)散系數(shù)變化規(guī)律。
背景技術(shù)：
滲透性是混凝土質(zhì)量的重要指標(biāo)，它決定著混凝土抵抗各種有害離子侵蝕能力， 與耐久性之間有著密切的關(guān)聯(lián)。目前，國內(nèi)外對(duì)非荷載作用下混凝土氯離子擴(kuò)散系數(shù)試驗(yàn)已有大量研究報(bào)道，研究成果廣泛用于混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)及其壽命預(yù)測。然而，實(shí)際エ 程中混凝土劣化是多重破壞因素耦合作用的結(jié)果，并具大多混凝土結(jié)構(gòu)處于承載狀態(tài)。國內(nèi)外對(duì)混凝土拉應(yīng)カ加載裝置研究開發(fā)較少，CN 201266163Y公開了ー種拉應(yīng)力下混凝土水滲透性測試裝置，該裝置利用壓縮彈簧的反作用力對(duì)夾在上下兩塊鋼板之間的混凝土施加拉應(yīng)力，通過抗?jié)B儀對(duì)混凝土試件施加不同的水壓，結(jié)構(gòu)簡單、便于操作，但該裝置在試驗(yàn)過程中難以精確施加拉應(yīng)力，拉伸過程中有應(yīng)カ偏心，并且存在應(yīng)カ松弛問題。CN 101271103B公開了ー種拉應(yīng)力與環(huán)境共同作用下混凝土多因素耐久性實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置采用彈簧加載原理和傳感器技術(shù)，通過球形拉桿連接方式對(duì)混凝土試件施加拉應(yīng)カ荷載，具有精確加載、無應(yīng)力松弛的優(yōu)點(diǎn)，但該裝置造價(jià)較高，多因素耦合試件中可能使傳感器受損。CN 101482477B公開了ー種拉應(yīng)力作用下混凝土滲透系數(shù)測試裝置及測試方法， 該裝置由拉伸裝置和電加速氯離子快速滲透裝置組成，其中拉伸裝置由傳感器控制彈簧變形實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土試件的精確拉應(yīng)力施加，電加速氯離子快速滲透裝置由穩(wěn)態(tài)直流電源、滲透室及氯離子自動(dòng)分析儀組成，具有實(shí)時(shí)調(diào)整荷載、保持拉應(yīng)カ恒定，將拉伸應(yīng)カ與滲透耦合等優(yōu)點(diǎn)，但該裝置測試時(shí)間較長、傳感器造價(jià)較高，不適宜大范圍推廣。因此，研究荷載恒定、無應(yīng)力松弛、測試便捷且成本低的拉應(yīng)カ下混凝土的滲透性更具有實(shí)際意義與應(yīng)用價(jià)值。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種拉應(yīng)力下混凝土滲透性快速測試裝置。該裝置結(jié)構(gòu)簡單，測試快捷且拉應(yīng)カ恒定，可以模擬實(shí)際工程中拉應(yīng)力作用于混凝土構(gòu)件的真實(shí)エ況， 快速研究不同拉應(yīng)力水平下的混凝土氯離子擴(kuò)散系數(shù)，進(jìn)而評(píng)價(jià)拉應(yīng)力下混凝土的滲透性變化規(guī)律。本實(shí)用新型的技術(shù)方案為一種拉應(yīng)力下混凝土滲透性快速測試裝置，包括拉應(yīng)カ裝置、應(yīng)カ測控裝置和安裝在混凝土試件兩端的氯離子擴(kuò)散系數(shù)測試裝置，其中所述拉應(yīng)力裝置包括四立柱、四導(dǎo)向桿、一下壓板、一中壓板、一上壓板、ー上拉頭、一下拉頭、一拉桿、碟簧和緊固螺母，其中，所述四立柱分布于下壓板四周并垂直固定連接，所述下拉頭固定連接在下壓板上，所述上拉頭對(duì)位于下拉頭的上方空間，上拉頭和下拉頭之間通過分布于其四周的所述四導(dǎo)向桿連接，所述拉桿垂直穿過上拉頭并靠其底部端面連接，所述中壓板及上壓板穿過立柱和拉桿，所述碟簧穿過拉桿并位于中壓板與下壓板之間，所述緊固螺母螺套于拉桿并位于上壓板之上；所述應(yīng)カ測控裝置包括一升降器、ー承壓板、ー傳感器、ー上軸承、ー下軸承、四套管桿和螺母，升降器、下軸承、承壓板、傳感器、上軸承和螺母由下至上順序套裝在所述拉應(yīng)力裝置的拉桿上，所述四個(gè)套管桿下端與所述拉應(yīng)力裝置的四個(gè)導(dǎo)向桿分別套接，套管桿上端穿過承壓板四角。所述升降器為套筒式升降器。所述上壓板中部上面設(shè)四個(gè)定位ロ，所述升降器底端卡入該定位ロ中。所述承壓板中部有六個(gè)定位孔，傳感器與承壓板以螺栓固定連拉。所述傳感器為負(fù)荷傳感器，其外接一智能數(shù)顯儀。所述拉桿下端設(shè)梯形圓頭，所述上拉頭上端開有配套的梯形圓孔，拉桿向上穿過上拉頭的梯形圓孔，該梯形圓頭卡接該梯形圓孔內(nèi)。所述立柱下端與下壓板四周設(shè)有配套的螺紋與圓孔，二者連接后用螺栓固定。下拉頭底部與下壓板設(shè)有配套的螺紋與圓孔，二者用螺栓固定。所述下拉頭、上拉頭四周均設(shè)有圓孔，四根導(dǎo)向桿上下對(duì)位分別插入上、下拉頭的圓孔內(nèi)。所述立柱靠上部分為連接段，向上伸出上壓板，所述套管桿下段為套筒，該連接段與該套筒匹配。所述氯離子擴(kuò)散系數(shù)測試裝置的作用是對(duì)混凝土試件進(jìn)行快速氯離子擴(kuò)散系數(shù)測試，進(jìn)行評(píng)價(jià)不同水平拉應(yīng)力作用下混凝土滲透性的變化規(guī)律。該裝置為北京耐爾儀器設(shè)備有限公司生產(chǎn)的NEL-PDR氯離子擴(kuò)散系數(shù)測定儀，該裝置包括氯離子擴(kuò)散系數(shù)測定儀主機(jī)、DJU型試樣夾具和數(shù)據(jù)線組成，所述測定儀主機(jī)與DJU型試樣夾具通過數(shù)據(jù)線按正負(fù)極連接。所述測定儀主機(jī)與計(jì)算機(jī)通過數(shù)據(jù)線連線，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)測試。本實(shí)用新型裝置由拉應(yīng)カ裝置、應(yīng)カ測控裝置和氯離子擴(kuò)散系數(shù)測試裝置三部分構(gòu)成，拉應(yīng)カ裝置與應(yīng)カ測控裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土試件的精確拉應(yīng)力施加，荷載施加后移除應(yīng)カ測控裝置，拉應(yīng)カ裝置與氯離子擴(kuò)散系數(shù)測試裝置實(shí)現(xiàn)快速測試?yán)瓚?yīng)力作用下混凝土中氯離子擴(kuò)散系數(shù)。通過旋轉(zhuǎn)升降器帶動(dòng)上壓板下行，壓縮碟簧變形，利用拉桿、上拉頭將拉應(yīng)力作用于混凝土試件。負(fù)荷傳感器測控應(yīng)カ大小，至設(shè)定應(yīng)力后擰緊螺母至數(shù)顯儀為零，拆卸應(yīng)カ測控裝置完成加載過程。然后，將氯離子擴(kuò)散系數(shù)測試裝置放置在混凝土試件上進(jìn)行氯離子擴(kuò)散系數(shù)測試即完成測試過程。該裝置具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)I.可以快速進(jìn)行不同水平拉應(yīng)力作用下混凝土中氯離子擴(kuò)散系數(shù)測試。2.定位擋板和導(dǎo)向桿消除了拉應(yīng)カ加載過程中的偏心問題。3.拆卸式應(yīng)カ測控裝置結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，裝卸方便、易于掌握，內(nèi)置的傳感器測控應(yīng)カ誤差小、精度高、效率高，應(yīng)カ恒定，并且避免了傳感器在試驗(yàn)過程中遭受腐蝕介質(zhì)侵蝕的危害；4.應(yīng)カ測控裝置是可拆卸式的，ー套應(yīng)カ測控裝置可以與多個(gè)拉應(yīng)力裝置配合使用，提高裝置使用效率，降低成本。5.不銹鋼碟簧和防松螺母消除了測試過程中的應(yīng)カ松弛。
圖I為本實(shí)用新型拉應(yīng)カ下混凝土滲透性快速測試裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型中氯離子擴(kuò)散系數(shù)測試裝置(3)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為圖I的側(cè)視圖；圖4為本實(shí)用新型中拉應(yīng)カ裝置(I)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本實(shí)用新型中應(yīng)カ測控裝置⑵的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1_拉應(yīng)カ裝置，2-應(yīng)カ測控裝置，3-氯離子擴(kuò)散系數(shù)測試裝置，4-混凝土試件，10-螺栓，11-下壓板，12-立柱，13-下拉頭，14-導(dǎo)向桿，15-上拉頭，16-拉桿，17-中壓板，18-碟簧，19-上壓板，111-螺母，121-連接桿，20-傳感器，21-承壓板，22-升降器， 23-套筒，231-套管桿，24-下軸承，25-螺母，26-上軸承，27-升降器旋轉(zhuǎn)部分，30-氯離子擴(kuò)散系數(shù)測定儀主機(jī)，31-DJU型試樣夾具，32-數(shù)據(jù)線。
具體實(shí)施方式本實(shí)用新型由拉應(yīng)カ裝置I、應(yīng)カ測控裝置2及氯離子擴(kuò)散系數(shù)測試裝置3三部分構(gòu)成。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型各個(gè)部件、連接方式及其作用闡述如下參見圖I、圖2和圖4，拉應(yīng)カ裝置I是由螺栓10、下壓板11、立柱12、下拉頭13、 導(dǎo)向桿14、上拉頭15、拉桿16、中壓板17、碟簧18、上壓板19、及緊固螺母111構(gòu)成的框板式結(jié)構(gòu)，用于對(duì)混凝土試件4施加恒定拉應(yīng)力。其中，四根立柱12下端與下壓板11四周設(shè)有配套的螺紋與圓孔，二者連接后用螺栓10固定；立柱12靠上部分為連接段121，向上伸出上壓板19 ;下拉頭13底部與下壓板11設(shè)有配套的螺紋，二者用螺栓10固定；下拉頭13、 上拉頭15四周均設(shè)有圓孔，四根導(dǎo)向桿14上下對(duì)位分別插入上、下拉頭的圓孔內(nèi)(安裝時(shí)下端先插入下拉頭13的圓孔內(nèi)，再將上拉頭15對(duì)位圓孔插接導(dǎo)向桿14的上端)；上拉頭 15上端開有梯形圓孔與拉桿16下端的梯形圓頭配套，拉桿16向上穿過上拉頭15的梯形圓孔后，二者固定為一體；中壓板17、上壓板19側(cè)邊及中間均設(shè)有圓孔，中壓板17、上壓板19 依次穿過立柱12與拉桿16上端，碟簧18穿過拉桿16上端并且置于中壓板17、上壓板19 之間；拉桿16上端用緊固螺母111固定；上壓板19上表面設(shè)四個(gè)定位ロ，與升降器22下端匹配并卡接。參見圖ト圖2及圖5，應(yīng)カ測控裝置2由傳感器20、承壓板21、升降器22、套管桿231、下軸承24、螺母25及上軸承26構(gòu)成。其中，傳感器20、承壓板21、升降器22、下軸承24、螺母25及上軸承26均設(shè)有與拉桿16配套的圓孔，由拉桿16由上至上依次穿過螺母25、上軸承26、傳感器20、承壓板21、下軸承24及升降器22的圓孔而將這些部件串接； 傳感器20與承壓板21設(shè)有配套的定位螺栓孔，二者靠螺栓定位并固定連接；傳感器20上端與上軸承26面面接觸，二者之間處于相互接觸并保持整體滑動(dòng)狀態(tài)；上軸承26上端與螺母25面面接觸，二者之間處于相互接觸并保持整體滑動(dòng)狀態(tài)；承壓板21、下軸承24及升降器22由上至下依次面面接觸；升降器22為套筒式升降器，上部為旋轉(zhuǎn)部分27，下部為罩式結(jié)構(gòu)，其下端卡于上壓板19上表面的四個(gè)定位口中，升降器22用于精確調(diào)節(jié)拉應(yīng)カ裝置中碟簧的壓縮量，從而精確施加荷載；承壓板21四角設(shè)有與套管桿231相配套的圓孔，套管桿 231下段為套筒23，與立柱12上部的連接段121匹配并套接，套管桿231上端穿過承壓板21的圓孔。結(jié)合參見圖2，氯離子擴(kuò)散系數(shù)測試裝置3由氯離子擴(kuò)散系數(shù)測定儀主機(jī)30，DJU 型試樣夾具31及數(shù)據(jù)線32構(gòu)成。其中，DJU型試樣夾具31的正負(fù)極端頭分別置于混凝土試件4兩側(cè)，二者靠螺栓固定連接；氯離子擴(kuò)散系數(shù)測定儀主機(jī)30與DJU型試樣夾具31之間靠數(shù)據(jù)線32連接，數(shù)據(jù)線32與DJU型試樣夾具31設(shè)有配套的正負(fù)極。本實(shí)用新型中，緊固螺母111為加固防松螺母，碟簧18為不銹鋼碟簧，混凝土試件為啞鈴型試件，傳感器20為負(fù)荷傳感器，其外接一智能數(shù)顯儀以顯示施加應(yīng)力。ー個(gè)典型的試驗(yàn)操作過程如下第一歩，將飽鹽處理過的啞鈴型混凝土試件4置于拉應(yīng)力裝置I的下拉頭13與上拉頭15之間，調(diào)節(jié)使混凝土試件4與拉桿16對(duì)中，輕微擰緊拉桿16上端的螺母111，擰緊過程中使混凝土試件4處于無應(yīng)カ狀態(tài)。第二步，將應(yīng)カ測控裝置2的套管桿231擰緊在拉應(yīng)カ裝置I中的立柱12上端， 應(yīng)カ測控裝置2的升降器22、下軸承24、承壓板21、傳感器20、上軸承26及螺母25依次滑動(dòng)穿過拉應(yīng)カ裝置I的拉桿16，其中，升降器22下端置于拉應(yīng)力裝置I中上壓板19相匹配的定位ロ中，承壓板21穿過套管桿231并與之固定，輕微擰緊拉桿16上端的螺母25，擰緊過程中使傳感器20的數(shù)值為零。第三步，通過旋轉(zhuǎn)升降器22上段的轉(zhuǎn)筒27使升降器22整體下行，并帶動(dòng)上壓板 19下行壓縮碟簧18，通過拉桿16向下將拉應(yīng)力傳遞至混凝土試件4，傳感器20檢測拉桿 16向下的拉應(yīng)力，當(dāng)顯示數(shù)值達(dá)到設(shè)定拉應(yīng)カ時(shí)，用扳手?jǐn)Q緊上壓板19上方緊固螺母111， 直至傳感器20數(shù)字顯示儀數(shù)值為零停止。松開并取出螺母25，將應(yīng)カ測控裝置2的其它部件--取下,此時(shí)即完成對(duì)混凝土試件4的精確應(yīng)カ加載。第四步，將氯離子擴(kuò)散系數(shù)測試裝置3中的DJU型試樣夾具31的正負(fù)極分別置于混凝土試件4兩側(cè)，并用螺栓固定連接；按正負(fù)極用數(shù)據(jù)線32將DJU型試樣夾具31與氯離子擴(kuò)散系數(shù)測定儀主機(jī)30連接，打開電源即可對(duì)處于飽和鹽水(模擬侵蝕)環(huán)境中的混凝土試件4進(jìn)行拉應(yīng)下混凝土滲透性測試，得到該混凝土試件4的氯離子擴(kuò)散系數(shù)。
權(quán)利要求1.一種拉應(yīng)力下混凝土滲透性快速測試裝置，包括拉應(yīng)カ裝置、應(yīng)カ測控裝置和安裝在混凝土試件兩端的氯離子擴(kuò)散系數(shù)測試裝置，其特征在于所述拉應(yīng)力裝置包括四立柱、四導(dǎo)向桿、一下壓板、一中壓板、一上壓板、一上拉頭、一下拉頭、一拉桿、碟簧和緊固螺母，其中，所述四立柱分布于下壓板四周并垂直固定連接，所述下拉頭固定連接在下壓板上，所述上拉頭對(duì)位于下拉頭的上方空間，上拉頭和下拉頭之間通過分布于其四周的所述四導(dǎo)向桿連接，所述拉桿垂直穿過上拉頭并靠其底部端面連接，所述中壓板及上壓板穿過立柱和拉桿，所述碟簧穿過拉桿并位于中壓板與下壓板之間， 所述緊固螺母螺套于拉桿并位于上壓板之上；所述應(yīng)カ測控裝置包括一升降器、ー承壓板、ー傳感器、ー上軸承、ー下軸承、四套管桿和螺母，升降器、下軸承、承壓板、傳感器、上軸承和螺母由下至上順序套裝在所述拉應(yīng)力裝置的拉桿上，所述四個(gè)套管桿下端與所述拉應(yīng)力裝置的四個(gè)導(dǎo)向桿分別套接，套管桿上端穿過承壓板四角。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述拉應(yīng)力下混凝土滲透性快速測試裝置，其特征在于，所述升降器為套筒式升降器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述拉應(yīng)力下混凝土滲透性快速測試裝置，其特征在于，所述上壓板中部上面設(shè)四個(gè)定位ロ，所述升降器底端卡入該定位ロ中。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述拉應(yīng)力下混凝土滲透性快速測試裝置，其特征在于，所述承壓板中部有六個(gè)定位孔，傳感器與承壓板以螺栓固定連拉。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述拉應(yīng)力下混凝土滲透性快速測試裝置，其特征在干，所述傳感器為負(fù)荷傳感器，其外接一智能數(shù)顯儀。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5任一所述拉應(yīng)力下混凝土滲透性快速測試裝置，其特征在于，所述拉桿下端設(shè)梯形圓頭，所述上拉頭上端開有配套的梯形圓孔，拉桿向上穿過上拉頭的梯形圓孔，該梯形圓頭卡接該梯形圓孔內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至5任一所述拉應(yīng)力下混凝土滲透性快速測試裝置，其特征在于，所述立柱下端與下壓板四周設(shè)有配套的螺紋與圓孔，二者連接后用螺栓固定。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至5任一所述拉應(yīng)力下混凝土滲透性快速測試裝置，其特征在干，下拉頭底部與下壓板設(shè)有配套的螺紋與圓孔，二者用螺栓固定。
9.根據(jù)權(quán)利要求I至5任一所述拉應(yīng)力下混凝土滲透性快速測試裝置，其特征在于，所述下拉頭、上拉頭四周均設(shè)有圓孔，四根導(dǎo)向桿上下對(duì)位分別插入上、下拉頭的圓孔內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求I至5任一所述拉應(yīng)力下混凝土滲透性快速測試裝置，其特征在干， 所述立柱靠上部分為連接段，向上伸出上壓板，所述套管桿下段為套筒，該連接段與該套筒匹配。
專利摘要本實(shí)用新型一種拉應(yīng)力下混凝土滲透性快速測試裝置，屬于混凝土耐久性試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，其包括拉應(yīng)力裝置、應(yīng)力測控裝置和安裝在混凝土試件兩端的氯離子擴(kuò)散系數(shù)測試裝置，將經(jīng)飽和鹽水處理過的啞鈴型混凝土試件置于拉應(yīng)力裝置中，通過應(yīng)力測控裝置移動(dòng)拉應(yīng)力裝置以使混凝土試件承拉應(yīng)力，用氯離子擴(kuò)散系數(shù)測試裝置測得混凝土試件的氯離子擴(kuò)散系數(shù)。本實(shí)用新型裝置為可拆卸式應(yīng)力測控裝置，結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，裝卸方便、易于掌握，內(nèi)置的傳感器測控應(yīng)力誤差小、精度高、效率高，應(yīng)力恒定，并且避免了傳感器在試驗(yàn)過程中遭受腐蝕介質(zhì)侵蝕的危害，適用于研究混凝土在不同拉應(yīng)力水平作用下的氯離子擴(kuò)散系數(shù)變化規(guī)律。
文檔編號(hào)G01N15/08GK202339312SQ20112046766
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2011年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月22日
發(fā)明者吳浩, 姚燕, 孫繼成 申請(qǐng)人:中國建筑材料科學(xué)研究總院