混凝土構(gòu)件施加軸向拉伸荷載的試驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種混凝土構(gòu)件施加軸向拉伸荷載的試驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]服役過(guò)程中的混凝土結(jié)構(gòu)都是在荷載和環(huán)境共同作用下工作的，無(wú)荷載作用下混凝土耐久性的研究成果不能合理反映結(jié)構(gòu)所處的實(shí)際狀態(tài)?；炷两Y(jié)構(gòu)在承受荷載作用的同時(shí)，往往經(jīng)受海水、除冰鹽和二氧化碳等侵蝕，在荷載與環(huán)境雙重或多重因素耦合作用下，混凝土構(gòu)筑物往往未達(dá)到設(shè)計(jì)年限就破壞的事故時(shí)有發(fā)生，由此帶來(lái)的巨大經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡，已引起國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注?；炷潦堑湫偷亩嗫撞牧?，侵蝕介質(zhì)正是通過(guò)混凝土孔隙侵入混凝土內(nèi)部，由此導(dǎo)致鋼筋銹蝕、混凝土保護(hù)層開(kāi)裂，進(jìn)而影響混凝土的服役性能。荷載作用對(duì)侵蝕介質(zhì)向混凝土內(nèi)傳輸?shù)挠绊懼饕w現(xiàn)在:荷載損傷使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生微裂紋，從而加速了侵蝕介質(zhì)在混凝土中的傳輸速率。
[0003]研究荷載作用對(duì)介質(zhì)傳輸?shù)挠绊?，目前主要考慮持續(xù)荷載作用。又由于彎曲荷載加載容易，被廣泛采用，并陸續(xù)出現(xiàn)了兩根混凝土梁試件背對(duì)背持續(xù)加載、基于杠桿原理的持續(xù)加載等試驗(yàn)方法，以進(jìn)行荷載作用下氯鹽傳輸試驗(yàn)研究。然而，由于沿著鋼筋混凝土梁截面高度荷載損傷程度不同，難以將荷載損傷對(duì)介質(zhì)傳輸速率的影響進(jìn)行定量分析，研究結(jié)果也只能得到一些定性的結(jié)論。從荷載作用對(duì)介質(zhì)傳輸?shù)挠绊憗?lái)看，拉伸荷載對(duì)介質(zhì)傳輸?shù)挠绊懽顬橥怀?。軸拉荷載作用下，混凝土試件中荷載損傷均勻，可以結(jié)合耐久性試驗(yàn)，有效的建立荷載作用與介質(zhì)傳輸之間的關(guān)系為耐久性預(yù)測(cè)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供參考。
[0004]跟軸心受壓試驗(yàn)不同，直接拉伸試驗(yàn)由于需要將混凝土兩端夾持存在很大困難，且難以實(shí)現(xiàn)試件軸心與試驗(yàn)機(jī)夾具中心對(duì)中，基于軸心受拉荷載施加的報(bào)道較為少見(jiàn)，目前主要采用的方法是將混凝土試件做成兩端大頭的“狗骨”試件以利于夾持，在試件與試驗(yàn)機(jī)交界處設(shè)置球鉸來(lái)減少試件與試驗(yàn)機(jī)不能有效對(duì)中帶來(lái)的誤差。例如，中國(guó)專利公告號(hào)CN104330314A，申請(qǐng)公布日是2015年2月4日，名稱為“用于超高溫陶瓷高溫直接拉伸強(qiáng)度測(cè)試裝置的裝夾機(jī)構(gòu)”，中國(guó)專利授權(quán)公告號(hào)CN103175733B，授權(quán)公告日是2015年7月2日，名稱為“不可壓縮材料的直接拉伸試驗(yàn)夾具”，中國(guó)專利申請(qǐng)公布號(hào)CN103267682A，申請(qǐng)公布日是2013年8月28日，名稱為“拉應(yīng)力與環(huán)境耦合作用下材料徐變的測(cè)試裝置及測(cè)試方法”。這些裝置和方法在混凝土軸拉試驗(yàn)方法上有可借鑒之處，但是試驗(yàn)裝置相對(duì)復(fù)雜，成本高、體積大、操作要求高，無(wú)法連同混凝土試件一起放置于人工環(huán)境箱或浸泡于鹽溶液中進(jìn)行侵蝕介質(zhì)傳輸試驗(yàn)。
[0005]可見(jiàn)，設(shè)計(jì)一種體積小、操作簡(jiǎn)單、方法可靠、成本低，并且可以隨同混凝土試件共同處于侵蝕環(huán)境中進(jìn)行試驗(yàn)的加載裝置，對(duì)研究荷載作用下混凝土中介質(zhì)傳輸機(jī)理至關(guān)重要，而基于此裝置的耐久性研究成果也將對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)耐久性預(yù)測(cè)和基于耐久性的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)保障。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]為了克服現(xiàn)有混凝土構(gòu)件軸拉荷載加載方法的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種體積小、操作簡(jiǎn)單、方法可靠、成本低廉，方便混凝土構(gòu)件施加軸向拉伸荷載，且能與混凝土構(gòu)件一起共同處于侵蝕環(huán)境進(jìn)行介質(zhì)侵蝕試驗(yàn)的混凝土構(gòu)件施加軸向拉伸荷載的試驗(yàn)裝置。
[0007 ]本發(fā)明所述的混凝土構(gòu)件施加軸向拉伸荷載的試驗(yàn)裝置，其特征在于:包括混凝土軸拉試件、裝于混凝土軸拉試件兩端的承載鋼板、帶內(nèi)螺紋的T型預(yù)埋件、承載螺桿和應(yīng)變計(jì)，所述的混凝土軸拉試件設(shè)有軸向排布的預(yù)留通孔，所述的混凝土軸拉試件兩端分別預(yù)埋多個(gè)T型預(yù)埋件，并且所述的T型預(yù)埋件的螺紋段指向混凝土軸拉試件外部;所述的承載螺桿貫穿預(yù)留通孔，并且在所述承載螺桿兩端配置螺帽，所述的螺帽外側(cè)配有承載鋼板，所述的T型預(yù)埋件的螺紋段與緊固螺栓螺接，保證所述的承載鋼板與所述的混凝土軸拉試件端面貼合;所述的應(yīng)變計(jì)安裝在所述的混凝土軸拉試件側(cè)壁，所述的應(yīng)變計(jì)的信號(hào)輸出端與外部的應(yīng)變儀電連。
[0008]所述的混凝土軸拉試件的預(yù)留通孔設(shè)置在混凝土軸拉試件的幾何形心處，并且保持預(yù)留通孔的中心軸與混凝土軸拉伸試件的中心軸重合。
[0009]所述的混凝土軸拉試件的兩端設(shè)有與預(yù)留通孔同軸的凹坑，并且凹坑的大小與螺帽匹配。
[0010]所述的混凝土軸拉試件的兩端留有突出翼緣，翼緣與混凝土試件同寬。
[0011]所述的承載鋼板設(shè)置與緊固螺栓一一對(duì)應(yīng)的安裝通孔以及與預(yù)留通孔對(duì)應(yīng)的預(yù)留圓孔，其中所述的預(yù)留圓孔設(shè)置在承載鋼板的幾何形心處，預(yù)留圓孔周圍圍著與螺帽匹配的錯(cuò)臺(tái)；所述的螺帽卡置于混凝土凹坑和承載鋼板錯(cuò)臺(tái)中。
[0012]所述的承載螺桿的螺桿直徑與預(yù)留通孔匹配，螺桿兩端帶有外螺紋，螺桿兩端具有供扳手夾持的平行面，兩端螺紋方向相反，所述的承載螺桿與所述的螺帽形成自鎖結(jié)構(gòu)。
[0013]所述的應(yīng)變計(jì)采用應(yīng)變片、千分表或位移傳感器，用以反映荷載作用對(duì)混凝土損傷的影響。
[0014]所述的承載螺桿采用耐蝕不銹鋼。
[0015]所述的承載鋼板、緊固螺栓和T型預(yù)埋件可以在澆筑混凝土前緊固為整體，作為澆筑混凝土軸拉試件所用模板的端模，可保證T型預(yù)埋件精確預(yù)埋定位，承載鋼板和緊固螺栓可以反復(fù)使用。
[0016]工作原理:本發(fā)明的翼緣截面是梯形，由標(biāo)準(zhǔn)尺寸鋼模具成型，具體使用時(shí)，安裝承載螺桿、螺帽和承載鋼板后，通過(guò)旋轉(zhuǎn)兩端帶有反絲細(xì)螺紋的承載螺桿使兩端螺帽產(chǎn)生施加于承載鋼板的推力，從而實(shí)現(xiàn)軸向拉伸荷載的施加，荷載大小由固定在試件兩側(cè)的應(yīng)變計(jì)定量。承載螺桿周圍的混凝土約束承載螺桿防止加載過(guò)程中承載螺桿失穩(wěn)。施加軸拉荷載的試件可以置于環(huán)境箱中進(jìn)行介質(zhì)傳輸研究，也可以在介質(zhì)傳輸試驗(yàn)的同時(shí)施加不斷變化荷載，以確定持續(xù)荷載或漸變荷載對(duì)介質(zhì)傳輸?shù)挠绊憽?br>[0017]本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在:
[0018]1.加載裝置可以克服施加軸向荷載的困難，操作簡(jiǎn)單，成本低且不銹蝕，能重復(fù)使用；
[0019]2.試驗(yàn)裝置體積小，幾乎不額外占用空間，能施加持續(xù)荷載和可變荷載，能滿足持續(xù)拉伸荷載下混凝土的耐久性試驗(yàn)；
[0020]3.螺桿兩端帶有細(xì)螺紋，加載省力，荷載大小易控制，螺桿直徑與混凝土預(yù)留孔匹配，螺桿不失穩(wěn)，螺桿兩端配有螺帽，避免混凝土斷裂分離。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2為軸拉混凝土試件示意圖。
[0023]圖3是承載螺桿及配套螺帽示意圖。
[0024]圖4是承載鋼板不意圖。
[0025]圖5是軸拉荷載對(duì)混凝土中氯離子分布的影響曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明
[0027]參照附圖:
[0028]實(shí)施例1本發(fā)明所述的混凝土構(gòu)件施加軸向拉伸荷載的試驗(yàn)裝置，包括混凝土軸拉試件1、裝于混凝土軸拉試件兩端的承載鋼板7、帶內(nèi)螺紋的T型預(yù)埋件5、承載螺桿3和應(yīng)變計(jì)8，所述的混凝土軸拉試件1設(shè)有軸向排布的預(yù)留通孔2，所述的混凝土軸拉試件1兩端分別預(yù)埋多個(gè)T型預(yù)埋件5，并且所述的T型預(yù)埋件5的螺紋段指向混凝土軸拉試件1外部;所述的承載螺桿3貫穿預(yù)留通孔2，并且在所述承載螺桿3兩端配置螺帽4，所述的螺帽4外側(cè)配有承載鋼板7，所述的T型預(yù)埋件5的