一種高溫環境下的混凝土受壓徐變試驗裝置制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種高溫環境下的混凝土受壓徐變試驗裝置，由傳統徐變試驗裝置，以及大理石墊塊、上蓋、烘箱外殼、烘箱加熱設備、下蓋、開蓋孔和腳座組成，烘箱加熱設備呈柱體結構，其中部設有柱形通孔，所述通孔的結構與混凝土試件相匹配，所述混凝土試件放置于所述通孔部位，烘箱加熱設備頂部設有上蓋，底部設有下蓋，起密封作用，一塊大理石墊塊穿過上蓋，所述大理石墊塊位于大墊板與上壓板之間，同時另一塊大理石墊塊穿過下蓋，所述大理石墊塊位于墊板和力傳感器之間。本發明可在土木工程、水利工程、礦山工程等領域，進行于高溫環境下的混凝土受壓徐變測試。本發明在現有受壓徐變測試儀上進行設備加裝與改造，成本低，操作方便。
【專利說明】一種高溫環境下的混凝土受壓徐變試驗裝置
【技術領域】
[0001]本發明屬于混凝土室內試驗【技術領域】，具體涉及一種高溫環境下的混凝土受壓徐變試驗裝置。
【背景技術】
[0002]徐變是混凝土在長期應力作用下，其應變隨時間而持續增長的特性。混凝土的徐變可以緩解早齡期混凝土的收縮溫度應力，也可能造成結構混凝土長期預應力損失。準確的預估結構混凝土的徐變變形，有著重要的學術意義和工程應用價值。
[0003]目前，國內外用于測定混凝土受壓徐變的試驗裝置都至于常溫下進行，或在短期高溫條件，尚無長期高溫環境條件下的混凝土受壓徐變試驗裝置。而某些特殊混凝土結構則長期位于80~300°C的高溫試驗環境下，例如存放核廢料等的核容器結構，位于地熱環境的地下混凝土結構等。(更高的溫度下，混凝土將發生分解破壞，沒有長期徐變試驗的可能性與必要性)混凝土的長期高溫徐變對結構的耐久性有著重要影響。
[0004]混凝土徐變系統由加載持荷系統和變形量測系統組成，而加載系統分為杠桿式、彈簧式、和液壓伺服式等三種方法，其中以彈簧式最為常見。如果給混凝土受壓徐變試驗裝置裝配上高溫環境是一個難題。首先，混凝土徐變裝置本身較為龐大，并且在試驗過程中可能對混凝土進行多次加載或卸載等人工操作。如何在高溫環境下完成應力施加，并保證試驗人員在高溫環境下的安全，是第一個難點。其次，混凝土徐變時，混凝土在軸向承受著較大的壓應力。如何在混凝土軸向進行高壓力、高溫度環境下進行保溫處理，也是難點。因為普通有機保溫材料在300°C下將發生燃燒，散失工作性能；巖棉等柔性材料在高壓力作用下將產生大體積形變，也喪失工業性能；而金屬材料雖然能夠承受壓力，但不具備保溫特性。再次，大部分混凝土徐變的變形量測系統只能在常溫常壓下工作。
[0005]因此，研宄一種能夠在高溫環境下進行混凝土受壓徐變的試驗裝置已經成為本領域眾多研宄人員的目標。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在于提供一種高溫環境下的混凝土受壓徐變試驗裝置，用于高溫下的混凝土受壓徐變測試，是一種用于實驗室的測試技術。
[0007]本發明提出的高溫環境下的混凝土受壓徐變試驗裝置，由傳統徐變試驗裝置，以及大理石墊塊13、上蓋14、烘箱外殼15、烘箱加熱設備16、下蓋17、開蓋孔18和腳座19組成，所述傳統徐變試驗裝置由作動器1、球跤2、混凝土試件3、力傳感器4、碟形彈簧5、反力板6、上壓板7、螺桿8、下壓板9、底板10和墊板11組成，反力板6、上壓板7、下壓板9和底板10通過兩根豎桿連接組成框架結構，所述作動器I位于反力板6和上壓板7之間，所述混凝土試件3位于上壓板7和下壓板9之間，混凝土試件3頂部通過球跤2和墊板連接上壓板7，底部通過力傳感器4和墊板連接下壓板9，下壓板9和底板10之間設有若干根碟形彈簧5 ;烘箱加熱設備16呈柱體結構，其中部設有柱形通孔，所述通孔的結構與混凝土試件3相匹配，所述混凝土試件3放置于所述通孔部位，烘箱加熱設備16頂部設有上蓋14，底部設有下蓋17，起密封作用，一塊大理石墊塊13穿過上蓋14，所述大理石墊塊13位于大墊板11與上壓板7之間，同時另一塊大理石墊塊13穿過下蓋17，所述大理石墊塊13位于墊板和力傳感器4之間。
[0008]本發明的基本原理:通過類似于烘箱的試驗裝置，僅僅把棱柱型或圓柱形的混凝土試件置于高溫環境。這樣蓄能彈簧、力傳感器、反力板等徐變試驗裝置均置于常溫環境，利于試驗人員進行加荷卸荷試驗操作，大部分設備也可工作在常溫環境，而且僅僅給混凝土試件提供高溫環境，這樣最小化的加熱空間也有利于節約能源。
[0009]難點在于“烘箱”結構的上下蓋部分。這部分材料必須在高溫下保證保溫性能，同時還要傳遞來自反力板和彈簧的較高壓力。本方法的提供的思路是將上下“蓋子”開孔，開設與混凝土試件橫截面相當的方孔(100*100m)或圓孔(Φ 100)，在開孔處放置同截面高度為50mm的大理石塊體。大理石塊體一端抵住混凝土試件，一端通過球跤與反力板相連，起到了傳遞軸向荷載，并保持烘箱內部溫度的作用。
[0010]采用大理石塊體的原因是:1、大理石的受壓強度在50MPa以上，而混凝土受壓徐變的應力水平最高為40%，假設進行ClOO的超高強混凝土受壓徐變試驗，其軸向力為40MPa，也能滿足要求。2、大理石的分解溫度接近900°C，遠高于300°C的高溫徐變環境溫度。3、大理石的導熱系數僅為2W/m.K，遠低于奧氏體合金等金屬材料，能夠提供較好的保溫性能。
[0011]本發明保留了傳統彈簧式徐變儀提供荷載試件及保持、位移及力數據監測等常規混凝土徐變試驗功能。同時采用烘箱加熱設備給混凝土試件提供高溫環境，上下蓋及大理石墊塊等解決了高溫下試件軸向力的傳遞，以及高溫環境的保持等功能。
[0012]本發明的有益效果在于:
本發明解決了受壓徐變試驗環境的高溫保持與軸向高應力傳遞的問題，是高溫環境下混凝土的受壓徐變測試的有效方法。
[0013]本發明可在土木工程、水利工程、礦山工程、核電工程等工程領域，進行于高溫環境(100~300°C)下的混凝土受壓徐變測試(注:高于300°C時混凝土強度將大幅下降，沒有進行徐變試驗的可能性與必要性)。本發明可以在現有普通受壓徐變測試儀上進行設備加裝與改造，成本低，操作方便，是一種新型可靠的高溫混凝土徐變試驗裝置。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1為傳統彈簧式徐變試驗裝置；
圖2為本發明的高溫試驗烘箱及墊塊裝置剖面圖；
圖3為本發明的高溫試驗烘箱及墊塊裝置俯視圖；
圖4為本發明的結構示意圖。
[0015]圖中標號:1.作動器，2.球跤，3.混凝土試件，4.力傳感器，5.碟形彈簧，6.反力板，7.上壓板，8.螺桿，9.下壓板，10.底板，11.墊板，12.螺母，13為大理石墊塊，14為上蓋，15為烘箱外殼，16為烘箱加熱設備，17為下蓋，18為開蓋孔。
【具體實施方式】
[0016]下面通過實施例結合附圖進一步說明本發明。
[0017]實施例1:
所述裝置的結構如圖2 —圖4所示，由傳統徐變試驗裝置，以及大理石墊塊13、上蓋14、烘箱外殼15、烘箱加熱設備16、下蓋17、開蓋孔18和腳座19組成。所述傳統徐變試驗裝置的結構如圖1所示，由作動器1、球跤2、混凝土試件3、力傳感器4、碟形彈簧5、反力板6、上壓板7、螺桿8、下壓板9、底板10、墊板11和螺母12組成，所述烘箱加熱設備為柱形結構，由烘箱外殼15、上蓋14和下蓋17組成，烘箱外殼15頂部通過上蓋14密封，底部通過下蓋17密封，上蓋14和下蓋17上開有與大理石墊塊13結構相匹配的通孔，二塊大理石墊塊13分別裝于上蓋和下蓋17的通孔部位，將烘箱加熱設備16套在傳統徐變試驗裝置的混凝土試件3外部。在混凝土試件3上部，用大理石墊塊13安置在墊板11與上壓板7之間，在混凝土試件3下部，也用大理石墊塊13安置在墊板11與力傳感器4之間，并通過腳座18將此裝置放置在下底板9上。
[0018]本發明的工作過程如下:
將墊板11和大理石墊塊13依次置于力傳感器4之上，裝入烘箱外殼15，并調整腳座18的位置，使大理石墊塊(下)13穿過下通孔18，一半高度位于烘箱內，一半高度位于烘箱外。將混凝土試件3放入烘箱，置于大理石墊塊13之上。將大理石墊塊(上)13和球跤2依次置于混凝土試件之上，蓋上上蓋14，使得大理石墊塊(上)13穿過上通孔。調整螺母12，即可開始徐變試驗。
【權利要求】
1.一種高溫環境下的混凝土受壓徐變試驗裝置，由傳統徐變試驗裝置，以及大理石墊塊(13)、上蓋(14)、烘箱外殼(15)、烘箱加熱設備(16)、下蓋(17)、開蓋孔(18)和腳座(19)組成，所述傳統徐變試驗裝置由作動器(1)、球跤(2)、混凝土試件(3)、力傳感器(4)、碟形彈簧(5)、反力板(6)、上壓板(7)、螺桿(8)、下壓板(9)、底板(10)和墊板(11)組成，反力板(6)、上壓板(7)、下壓板(9)和底板(10)通過兩根豎桿連接組成框架結構，所述作動器(I)位于反力板(6)和上壓板(7)之間，所述混凝土試件(3)位于上壓板(7)和下壓板(9)之間，混凝土試件(3)頂部通過球跤(2)和墊板連接上壓板(7)，底部通過力傳感器(4)和墊板連接下壓板(9)，下壓板(9)和底板(10)之間設有若干根碟形彈簧(5);其特征在于烘箱加熱設備(16)呈柱體結構，其中部設有柱形通孔，所述通孔的結構與混凝土試件(3)相匹配，所述混凝土試件(3)放置于所述通孔部位，烘箱加熱設備(16)頂部設有上蓋(14)，底部設有下蓋(17)，起密封作用，一塊大理石墊塊(13)穿過上蓋(14)，所述大理石墊塊(13)位于大墊板(11)與上壓板(7)之間，同時另一塊大理石墊塊(13)穿過下蓋(17)，所述大理石墊塊(13)位于墊板和力傳感器(4)之間。
【文檔編號】G01N3/18GK104483204SQ201410587434
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年10月29日 優先權日:2014年10月29日
【發明者】姜偉, 袁勇, 楊正宏 申請人:同濟大學