混凝土試樣在應力作用下腐蝕試驗的加載設備的製作方法

2023-12-10 00:05:16 3

專利名稱：混凝土試樣在應力作用下腐蝕試驗的加載設備的製作方法
技術領域：
混凝土試樣在應力作用下腐蝕試驗的加載i殳備
本實用新型涉及混凝土性能測試設備，尤其涉及一種混凝土試樣
在應力作用下腐蝕試驗的加載i殳備。 [背景技術]
近年來，應力腐蝕是混凝土材料研究的一個新熱點，主要研究荷 載作用對混凝土和鋼筋混凝土混凝土的硫酸鹽腐蝕、氯離子滲透、碳 化等化學腐蝕的影響。研究表明，荷載的存在是影響混凝土腐蝕不可 忽視的因素，研究化學作用下混凝土的腐蝕劣化過程必須引入荷載作 用。
國內外學者在這方面做了不少的研究，在做這類試驗時，必須同 時提供化學腐蝕環境和荷載作用。化學腐蝕環境可以由環境腐蝕試驗 箱提供，如碳化試驗箱、溫溼交變試驗箱、凍融試-險箱、紫外線試驗 箱、鹽霧試驗箱以及綜合試驗箱等，在這類試驗箱內，通常都不提供 加載設備。因此，存在的一個關鍵的問題是如何才能在試驗箱中模 擬實際結構中的恆定、持續的受力情況。
美國期刊《水泥與混凝土研究》1998年第4期(第28巻,)，509-522 頁，刊登了 U. Schneider & S.-W. Chen.的署名文章"高性能混凝土 在應力腐蝕作用下的化學力學與力學化學效應"，(U. Schneider & S. -W. Chen. The Chemomechanical Effect And The Mechanochemical EffectOn High-Performance Concrete Subjected To Stress Corrosion, Cement and Concrete Research, Vol, 28, No. 4， pp. 509—522， 1998 )。 文章中公開了一種圖l所示的重力加載設備，包括機架l、橫梁2、加 載砝碼3、壓杆4、加力板5、加力錕6、支承板7、液槽8和限位杆9。 這種加載設備的優點是加載準確，負荷經時變化小；缺點是設備體積 大，難以放入環境腐蝕試驗箱，只能使用自帶的液槽，適用的腐蝕條 件受到限制。
另外，還有一種加載設備，利用彈簧加載。這種加載設備包括傳 力鋼板IO、螺杆ll、螺母12、彈簧13、液槽14和加力錕15。這種彈 簧加載的優點是結構簡單，體積小，而且可以同時加載三個試件，節 約了空間；但其缺點是加載負荷不夠準確，還存在彈簧應力鬆弛，負 荷衰減的問題。
本實用新型要解決的技術問題是提供一種加載準確、荷載穩定、 整體體積較小的混凝土試樣在應力作用下腐蝕試驗的加載設備。
本實用新型進一 步要解決的技術問題是提供一種操作方便的混凝 土試樣在應力作用下腐蝕試-瞼的加載i殳備。
為了解決上述技術問題，本實用新型採用的技術方案是， 一種混 凝土試樣在應力作用下腐蝕試驗的加載設備，包括機架、有刻度的上 橫梁、下橫梁、加載砝碼、傳力杆、上加力錕和下加力錕，所述上橫 梁的一端同機架一側鉸接，另一端懸掛加載砝碼，中間有沿上橫梁縱 向滑動的上滑塊；所述的混凝土試樣置於上加力錕和下加力錕之間，傳力杆的下部通過上加力錕傳力於混凝土試樣，下加力錕由機架的底 座支承，所述的下橫梁位於上橫梁的下面，其一端與同機架另一側鉸 鏈連接，所述的上滑塊壓在下橫梁的上部，下橫梁壓在傳力杆的上部。 以上所述的混凝土試樣在應力作用下腐蝕試—驗的加載設備，最好
包括2才艮上加力錕、2根下加力錕、4根中間加力4昆和1對加力4昆架， 所述的試樣為上下3層，加力錕架布置在所述試樣的兩側，每個加力 錕架包括8個加力錕孔，所述的8個加力錕孔沿豎直方向按正、反、 正3個等腰梯形布置；所述的加力錕孔為長孔，加力錕孔的長軸沿豎 直方向布置，加力錕孔的橫向寬度等於加力錕的直徑，下加力錕與機 架底座之間有支承板。
以上所述的混凝土試樣在應力作用下腐蝕試驗的加載i殳備，所述 的傳力杆可以包括壓杆和加力板，所述壓杆的下端插在加力板上面中 間的承窩中，加力板的底面上有2條平行凹槽，2個平行凹槽的間距 等於2根上力口力錕的間距，加力板通過2條平行凹槽對上加力錕施力； 所述的下橫梁上有刻度，並有可沿下橫梁縱向滑動的下滑塊，下橫梁 通過下滑塊作用於壓杆的上端。其中，所述的機架可以是槽形機架， 機架的槽內裝有液槽。
以上所述的混凝土試樣在應力作用下腐蝕試-驗的加載設備，所述 的下橫梁上也可以包括3個固定的施力點，其中第一施力點在下橫梁 的中部，第二施力點在下橫梁靠近下橫梁鉸鏈一側，第二施力點至下 橫梁鉸鏈的距離等於第一施力點至下橫梁鉸鏈距離的一半；第三施力 點在下橫梁遠離下橫梁鉸鏈的一側，第三施力點至下橫梁鉸鏈的距離等於第一施力點至下橫梁鉸鏈距離的2倍；所述支承板的上平面有2條 平行凹槽，2個平行凹槽的間距等於2根下加力錕的間距，下加力錕置 於2個平行凹槽之上；支承板的下平面上有定位銷，在所述機架底座 的承壓面上包括3個定位孔，當試樣、加力錕架、加力錕組合後位於 任何1個固定施力點的正下方時，支承板的下平面上的有定位銷正好 插入定位孔，所述的1個固定施力點作用於傳力杆的上端。其中，所 述的施力點可以是固定在下橫梁上60度至90度的倒錐體，所述的傳 力杆上端有100度至140度圓錐承窩，所述的倒錐體插入所述的圓錐 承窩內；傳力杆的底面上有2條平行凹槽，2個平行凹槽的間距等於2 根上加力錕的間距，傳力杆通過2條平行凹槽對上加力錕施力。
以上所述的混凝土試樣在應力作用下腐蝕試驗的加載設備，所述 試樣的縱軸可以與上、下橫梁在水平面中的投影相互垂直。
以上所述的混凝土試樣在應力作用下腐蝕試驗的加載設備，所述 的機架可以是上端開口的箱體。
本實用新型利用上橫梁和下橫梁構成的雙槓桿來放大加載砝碼的
重力，在橫梁長度較短的情況下就可以獲得足夠的放大倍數，因此可
以減 小整個設備的體積，便於在試驗箱中模擬實際結構中的恆定、持
續的受力情況；本實用新型的上橫梁帶有刻度，利用滑塊移動來調節
加載的負荷，可以精確控制加載水平，本實用新型利用槓桿傳力，避 免了彈簧加載負荷不夠準確，彈簧應力鬆弛，負荷衰減的缺點。
本實用新型如採用下橫梁施力點固定配置的方案，便可以簡化雙 橫梁施力負荷的計算過程，進一步為操作提供方便。[附圖
i兌明]
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的說明。
圖l是現有技術重力加載設備的結構示意圖。
圖2是現有技術彈簧加載設備的結構示意圖。
圖3是本實用新型混凝土試樣在應力作用下腐蝕試驗的加載設備 實施例1的結構示意圖。
圖4是本實用新型混凝土試樣在應力作用下腐蝕試驗的加載設備 實施例2的結構示意圖。
圖5是本實用新型混凝土試樣在應力作用下腐蝕試驗的加載設備 實施例2傳力杆的結構示意圖。
圖6是本實用新型混凝土試樣在應力作用下腐蝕試驗的加載設備 實施例2支承板的結構示意圖。 [具體實施方式
〗
在圖3所示的本實用新型混凝土試樣在應力作用下腐蝕試驗的加 載設備實施例l中，加載設備包括機架l、有刻度的上橫梁2、有刻度 的下橫梁3、加載砝碼4、組成傳力杆的壓杆5和加力才反6、 2根上加 力錕7、 2根下加力錕8、 4根中間加力錕9和1對加力錕架10。上橫 梁2的一端同機架1左側的立柱101鉸接，另一端懸掛加載砝碼4,上 橫梁2的中間有沿上橫梁縱向滑動的上滑塊11。下橫梁3位於上橫梁 的下面，其一端與同機架1右側的立柱102鉸鏈連接，在下橫梁3的 中間有沿下橫梁縱向滑動的下滑塊12。上滑塊11的下部有圓柱形的滾輪1101壓在下橫梁3的上平面，上滑塊11的上部有緊定螺釘1102用 於滑塊11在上橫梁2上定位。
試樣13為上下3層，每層試樣之間都安裝了 2根加力錕，只是每 件試樣上下加力錕放置的距離不同，在壓力作用下，試樣13便承受彎 曲應力的作用。加力錕架10布置在試樣3的兩側，每個加力錕架包括 8個加力錕孔1001, 8個加力錕孔1001沿豎直方向按正、反、正3 個等腰梯形布置。為便於加力錕在力的作用下沿豎直方向移動，在上 下方向不受加力錕架10的約束，加力錕孔1001為形狀尺寸相同的長 孔，加力錕孔1001的長軸沿豎直方向布置，加力錕孔1001的才黃向寬 度等於加力錕的直徑。
傳力杆由壓杆5和加力板6組成，壓杆5的下端插在加力斧反6上 面中間的承窩中，加力板6的底面上有2條平行凹槽，2條平行凹槽 的間距等於2才艮上加力4昆7的間距，即加力錕架10最上一層加力4昆孔 1001的間距，以便加力4反6和上加力4昆7之間準確的定位。加力々反6 通過2條平行凹槽對上加力錕7施加壓力，上加力錕7再傳力於第一 層混^:土試樣13。
混凝土試樣13的最下面一層，放置於下加力錕8之上，下加力錕 8與機架底座103之間有支承板14。支承板14的上面有2條平行凹槽， 2條平行凹槽的間距等於2才艮下加力錕8的間距，即加力錕架10最下 一層加力錕孔1001的間距。
下橫梁通過下滑塊12壓在壓杆5的上端。下滑塊12與上滑塊11 有同樣的結構。壓杆5的上端面上有淺坑，便於下滑塊12下部滾輪的定位。
調整加載砝碼4的重量、上下滑塊ll、 12在上下橫梁上的位置， 可以改變試樣的負荷，當然，在移動下滑塊12時，試樣也要跟著移動，
所以下滑塊12適於粗調，上滑塊ll適於微調。
本實施例利用上橫梁和下橫梁構成的雙槓桿來放大加載砝碼的重 力，在橫梁長度較短的情況下就可以獲得足夠的放大倍數，因此可以 減小整個設備的體積。因為外形尺寸較小，適於環境腐蝕試驗箱中， 應用範圍廣泛。本實施例上下橫梁都帶有刻度，利用滑塊移動來調節 加載的負荷，可以精確控制加載水平，本實施例利用槓桿傳力，避免 了彈簧加載負荷不夠準確，彈簧應力鬆弛，負荷衰減的缺點。
但如果僅僅採用液體作為腐蝕劑，則可以添加液槽。因為本實施
例的機架是槽形機架，在機架的槽內可以裝用液槽15,這樣便於簡化 操作。
本實用新型混凝土試樣在應力作用下腐蝕試驗的加載設備的實施 例2如圖4至圖6所示。其基本構造同實施例l,但有以下不同。
如圖4所示，實施例2的下橫梁3沒有刻度，上面有3個固定的 施力點，其中第一施力點在下橫梁3的中部，第一施力點至下橫梁鉸 鏈的距離為L,第二施力點在下橫梁3靠近下橫梁鉸鏈一側，第二施力 點至下橫梁鉸鏈的距離等於第一施力點至下橫梁鉸鏈距離的一半，為 L/2;第三施力點在下橫梁3遠離下橫梁鉸鏈的一側，第三施力點至下 橫梁鉸鏈的距離等於第一施力點至下橫梁鉸鏈距離的2倍為2L。上述 3個施力點是3個固定在下橫梁上60度至90度的倒錐體16，在傳力杆17的上端有100度至140度圓錐承窩，設備工作時，倒錐體16插 入傳力杆17的圓錐承窩1702內。如圖5所示，傳力杆17的底面上有 2條平行凹槽1701, 2條平行凹槽1701的間距等於2根上加力錕7的 間距，傳力杆17通過2條平行凹槽對上加力錕7施力，便於相互定位。 如圖6所示，支承板14不僅在上平面有2條平行凹槽1401，支 承板的下平面上還有定位銷1402,在機架底座103的承壓面上包括3 對定位孔104，當試樣13、加力錕架IO、加力4毘組合後分別位於3個 固定施力點的正下方時，支承板的下平面上的有定位銷1402正好插入 定4立孑L 104。
採用3個固定的施力點後，試樣在設備中只有3個位置，可以根 據負載的大小分別選用。取消下橫梁刻度和滑塊之後，在試驗時，只 需讀取上橫梁的刻度值便可以得到載荷值，上橫梁的刻度可以以第一 施力點(中間施力點)為依據製作，在試驗中使用第一施力點時可以 直接讀取上橫梁的刻度值。當需要較大的負荷，使用第二施力點時， 只要將讀取上橫梁的刻度值乘2;當需要較小的負荷，使用第三施力點 時，只要將讀取上橫梁的刻度值除2，便可以得到準確的負荷值，既準 確又簡便。
在本實施例中，試樣13的縱軸與上、下對黃梁在水平面中的才殳影相 互垂直，可充分利用橫梁的長度，在同樣的條件下，本實施例的設備 可以做得更小。
在一般的情況下，本實施例的機架1可以做成分體組合的槽形結 構，如實施例l。但如果僅僅採用液體作為腐蝕劑，則可以採用如圖4所示的整體式上端開口的箱體機架。利用機架作為液槽:
權利要求1. 一種混凝土試樣在應力作用下腐蝕試驗的加載設備，包括機架、有刻度的上橫梁、加載砝碼、傳力杆、上加力錕和下加力錕，所述上橫梁的一端同機架一側鉸接，另一端懸掛加載砝碼，中間有沿上橫梁縱向滑動的上滑塊；所述的混凝土試樣置於上加力錕和下加力錕之間，傳力杆的下部通過上加力錕傳力於混凝土試樣，下加力錕由機架的底座支承，其特徵在於，包括下橫梁，所述的下橫梁位於上橫梁的下面，其一端與同機架另一側鉸鏈連接，所述的上滑塊壓在下橫梁的上部，下橫梁壓在傳力杆的上部。
2. 根據權利要求1所述的混凝土試樣在應力作用下腐蝕試驗的加載設 備，其特徵在於，包括2根上加力錕、2根下加力錕、4根中間力口 力錕和l對加力錕架，所述的試樣為上下3層，加力錕架布置在所 述試樣的兩側，每個加力錕架包括8個加力錕孔，所述的8個加力 錕孔沿豎直方向按正、反、正3個等腰梯形布置；所述的加力錕孔 為長孔，加力錕孔的長軸沿豎直方向布置，加力錕孔的橫向寬度等 於加力錕的直徑，下加力錕與機架底座之間有支承板。
3. 根據權利要求2所述的混凝土試樣在應力作用下腐蝕試驗的加載設 備，其特徵在於，所述的傳力杆包括壓杆和加力板，所述壓杆的下 端插在加力板上面中間的承窩中，加力板的底面上有2條平行凹 槽，2個平行凹槽的間距等於2根上加力錕的間距，加力板通過2條 平行凹槽對上加力錕施力；所述的下橫梁上有刻度，並有可沿下橫梁縱向滑動的下滑塊，下橫梁通過下滑塊作用於壓杆的上端。
4. 根據權利要求3所述的混凝土試樣在應力作用下腐蝕試驗的加載設 備，其特徵在於，所述的機架為槽形機架，機架的槽內裝有液槽。
5. 根據權利要求2所述的混凝土試樣在應力作用下腐蝕試驗的加載設 備，其特徵在於，所述的下橫梁上包括3個固定的施力點，其中第 一施力點在下橫梁的中部，第二施力點在下橫梁靠近下橫梁鉸鏈一 側，第二施力點至下橫梁鉸鏈的距離等於第一施力點至下橫梁鉸鏈 距離的一半；第三施力點在下橫梁遠離下橫梁鉸鏈的一側，第三施 力點至下橫梁鉸鏈的距離等於第 一施力點至下橫梁鉸鏈距離的2 倍；所述支承板的上平面有2條平行凹槽，2個平行凹槽的間距等 於2根下加力錕的間距，下加力錕置於2個平行凹槽之上；支承板 的下平面上有定位銷，在所述機架底座的承壓面上包括3個定位孔， 當試樣、加力錕架、加力錕組合後位於任何1個固定施力點的正下 方時，支承板的下平面上的有定位銷正好插入定位孔，所述的l個 固定施力點作用於傳力杆的上端。
6. 根據權利要求5所述的混凝土試樣在應力作用下腐蝕試驗的加載設 備，其特徵在於，所述的施力點為固定在下橫梁上60度至90度的 倒錐體，所述的傳力杆上端有IOO度至140度圓錐承窩，所述的倒 錐體插入所述的圓錐承窩內；傳力杆的底面上有2條平行凹槽，2 個平行凹槽的間距等於2根上加力錕的間距，傳力杆通過2條平行 凹槽對上加力錕施力。
7. 根據權利要求5或6所述的混凝土試樣在應力作用下腐蝕試-險的加 載設備，其特徵在於，所述試樣的縱軸與上、下橫梁在水平面中的 投影相互垂直。
8. 根據權利要求5或6所述的混凝土試樣在應力作用下腐蝕試驗的加 載設備，其特徵在於，所述的機架為上端開口的箱體。
專利摘要本實用新型公開了一種混凝土試樣在應力作用下腐蝕試驗的加載設備，包括機架、有刻度的上橫梁、下橫梁、加載砝碼、傳力杆、上加力錕和下加力錕，所述上橫梁的一端同機架一側鉸接，另一端懸掛加載砝碼，中間有沿上橫梁縱向滑動的上滑塊；所述的混凝土試樣置於上加力錕和下加力錕之間，傳力杆的下部通過上加力錕傳力於混凝土試樣，下加力錕由機架的底座支承，所述的下橫梁位於上橫梁的下面，其一端與同機架另一側鉸鏈連接，所述的上滑塊壓在下橫梁的上部，下橫梁壓在傳力杆的上部。本實用新型加載準確、荷載穩定、整體體積較小，便於在試驗箱中模擬實際結構中的恆定、持續的受力情況。
文檔編號G01N19/00GK201225979SQ20082009278
公開日2009年4月22日 申請日期2008年3月26日 優先權日2008年3月26日
發明者馮乃謙, 剛 王, 鋒 邢 申請人:深圳大學