專利名稱：水泥基材料恒載復合腐蝕試驗儀的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種采用長期機械應力測試固體材料在復合環境下耐腐蝕性能 的設備。
背景技術：
水泥基材料的建筑在服役期內必定承受一定的荷載，因而，水泥基材料在 遭受腐蝕的過程中，必然同時承受著荷載的作用，即材料面臨荷載-腐蝕離子復 合因素作用下的損傷。研究表明， 一種作用(包括機械和環境作用)引起的材 料破壞會加劇其他因素的影響。而實際上多種因素的作用之間存在著很大的關 聯性，從而使復合因素對材料腐蝕性能的影響變得更加錯綜復雜。所以，荷載 的存在會在很大程度上影響到水泥基材料的耐久性。
同時，水泥基材料的腐蝕過程是一個長期過程，在長期腐蝕試驗中，如何 對試件施加長期荷載，并形成水泥基材料損傷的全過程是當前研究的難點。根
據加載原理，國內外對試件施加彎曲荷載的裝置有根據杠桿原理設計的加載 裝置、拉桿加載裝置、懸掛重物加載裝置、下置千斤頂加載裝置及根據虎克定 律利用彈簧加載等。杠桿加載盡管原理簡明，但只能用于所需荷載較小、規模 不大的試驗，也受到腐蝕溶液和實驗場地的限制；拉桿加載裝置原理也較筒單， 但精度較低，控制較難；重物加載荷載點易變動，精度較低，并且不適用于浸 泡腐蝕；長期千斤頂加載荷載量程大，但體積也大，不適合于特定容積的大量 耐久性試驗；彈簧加載系統的長期穩定性和精度較好，但荷載施加存在一定困, 難。另外，進行長期荷載作用下水泥基材料耐久性研究所采用的儀器設備普遍 存在使用壽命短，荷載施加和控制困難，試件形式單一等缺陷。
也有采用便攜式結構進行腐蝕液腐蝕試驗的，如2003年12月17日授權公 告的中國專利，授權公告號為CN2593182Y,^開了一種便攜式拉伸應力腐蝕試驗 裝置，由支架、彈簧、墊塊、試樣上下夾頭、定位套筒、壓緊螺母及保護罩組 成，受力支架為四面鏤空的腔體，下夾頭嵌入支架下方的孔中，上夾頭的心軸穿出支架的上方，定位套筒及加載彈簧套在其上，墊塊套在上夾頭的上端和加 載彈簧上并由螺母壓緊，其外加裝保護帽罩。此裝置能夠用于實驗室內、外的 應力腐蝕研究，但其結構復雜，且控制精度不高。且此裝置只能用于軸向拉伸， 不能用于壓載試驗。

發明內容
本發明的技術效果能夠克服上述缺陷，提供一種水泥基材料恒載復合腐蝕 試驗裝置，該裝置操作方便，荷載施加和控制簡單，能夠長期保持恒定荷載， 并便于將試件置于相應的腐蝕環境中，為研究荷載和侵蝕環境復合作用下水泥 基材料的耐久性問題提供了可靠的試驗裝置和手段。
為實現上述目的，本發明采用如下技術方案其包括底板，底板的正上方 設有壓板，底板與壓板之間連接支撐立柱，支撐立柱的一端固定在底板上，另 一端設有螺紋并貫通壓板；每根支撐立柱上設有與螺紋配合的兩個螺母，兩個 螺母分別位于壓板的上下側；壓板下側的中間部位設置彈簧，彈簧的下端固接 夾板，夾板與底板之間夾持試件。
壓板上側的中間部位設有千斤頂，千斤頂上側設有上頂板。上頂板與支撐立 柱有多種結合方式l.上頂板與支撐立柱采用螺栓連接，即上頂板通過螺栓與支 撐立柱直接連接；2.上頂板的下側面設有連接桿，連接桿與支撐立柱采用螺栓連 接。上頂板與支撐立柱之間以及連接桿與支撐立柱之間采用了活動式的絲桿連接 形式，加載系統在加載完畢之后可以很容易地移離試驗裝置， 一方面減少試驗裝 置的自重，便于搬運；另一方面，便于多套試驗儀共用一套加載裝置，減少鋼材 的耗用，降低設備加工的成本。千斤頂采用普通的液壓式千斤頂即可，操作筒單， 施力方便，并可直接讀取反力的大小，便于荷載水平的直接控制。本裝置也可以 不采用千斤頂與上頂板的加載系統，而直接采用其它外力進行加載。
作為長期加載試驗設備，最關鍵的問題是如何將荷載保持在適當的水平而不 隨時間的推移松弛過大。本裝置選用了螺旋壓縮彈簧，取得了較好的壓載效果。 依據試驗對荷載大小的要求，可對彈簧的系數和根數進行適當的調整，以備長期 加載過程中定期觀測荷載水平，從而判斷荷載的恒定性。另外，為了保證彈簧的 正確位置，采用螺桿作為彈簣的導向裝置。對于一般大氣條件下腐蝕環境的模擬，可以結合現有的試驗設備完成，如 將裝有試件的設備整體放入碳化箱或環境模擬試驗箱等。針對侵蝕性溶液腐蝕
(如cr侵蝕，硫酸鹽腐蝕等)條件的模擬，則專門在夾板與底板之間設有水箱， 水箱的下部設有出水閥門，可根據試驗的具體要求，采取相應的干濕循環制度。 由于設置了專門的不銹鋼水箱，只需將試件放入水箱內即可，不必將設備整體 浸泡在腐蝕液中，將腐蝕溶液對儀器本身的腐蝕影響降低到了最小的程度，延 長了儀器的使用壽命。
底板的上側面設有定位墊塊，定位墊塊位于夾板的正下方。定位墊塊上設 有凹槽，凹槽內設置滾柱，滾柱嵌在凹槽內，凹槽可起到固定滾柱位置的作用， 滾柱只能在凹槽內轉動，但不能水平移動。定位墊塊一般采用不銹鋼制作，在 彎曲-腐蝕試驗過程中與滾柱結合起到支點的作用，定位墊塊相對于底板可任意 移動，具體位置依據試驗要求確定，定位墊塊也可以放置在水箱內部的下側面。 上下相對設置的試件之間以及試件與夾板之間均設置滾柱。
本裝置構造簡單，操作方便，荷載施加和控制容易；可以使試件長期保持穩 定的荷載水平；腐蝕試驗中對裝置本身的影響可降低到最小的程度，為研究荷載 和侵蝕環境復合作用下材料的耐久性問題提供了可靠的實驗裝置和手段。


圖1為本發明實施例1的結構示意圖； 圖2為本發明實施例2的結構示意圖； 圖3為本發明實施例3的結構示意圖。
具體實施方式
實施例1
本裝置包括底板1，底板1的正上方設有壓板7,底板1與壓板7之間連接 支撐立柱3，支撐立柱3的一端固定在底板1上，另一端設有螺紋并貫通壓板7; 每根支撐立柱3上設有與螺紋配合的兩個螺母10,兩個螺母10分別位于壓板7 的上下側；壓板7下側的中間部位設置彈簧8,彈簧8的下端固接夾板9,夾板 9與底板1之間夾持兩個試件6。
壓板7上側的中間部位設有千斤頂11，千斤頂11上側與上頂板2接觸。上頂板2的下側面設有連接桿12，連接桿12與支撐立柱3采用螺栓15連接。夾 板9與底板1之間設有水箱13,水箱13的下部設有出水閥門14。定位墊塊4 放置在水箱13內部的下側面上，定位墊塊4位于夾板9的正下方。定位墊塊4 上設置凹槽，滾柱5嵌入凹槽內。上下兩試件6之間以及試件6與夾板9之間 均設置滾柱5。
將試件6置于試驗裝置中，放松壓板7下面的螺母10,通過液壓千斤頂11 對壓板7施力，待試件6達到預期的荷載水平，將壓板7上側的螺母10向下旋 轉，緊固壓板7，使荷載保持恒定。此時，可將加載裝置撤掉，即將上頂板2以 及設置在上頂板2上的連接桿12、千斤頂11 一并拆除。然后向水箱13中注入 事先準備好的海水或適當濃度的NaCl溶液或其它腐蝕性溶液至合適的液面。水 箱13下部設置出水閥門14，出水閥門14可方便地根據需要采取一定的干濕循 環試驗條件。 實施例2
本裝置包括底板1,底板1的正上方設有壓板7,底板1與壓板7之間連接 支撐立柱3,支撐立柱3的一端固定在底板1上，另一端i殳有螺紋并貫通壓斧反7; 每根支撐立柱3上設有與螺紋配合的兩個螺母10,兩個螺母10分別位于壓板7 的上下側；壓板7下側的中間部位設置彈簧8，彈簧8的下端固接夾板9，夾板 9與底板1之間夾持一個試件6。
壓板7上側的中間部位設有千斤頂11，千斤頂11上側與上頂板2接觸。上 頂板2與支撐立柱3采用螺栓15連接，即上頂板2采用螺栓15直接固定在支 撐立柱3上。夾板9與底板1之間設有水箱13。
將試件6置于試驗裝置中，放松壓板7下面的螺母10,通過液壓千斤頂11 對壓板7施力，待試件6達到預期的荷載水平，壓板7上側的螺母10向下旋轉， 緊固壓板7，使荷載保持恒定。此時，加載裝置可隨時移去，即將上頂板2以及 千斤頂11一并拆除。然后向水箱13中注入事先準備好的海水或適當濃度的NaCl 溶液至合適的液面，進行復合作用下的腐蝕試驗。 實施例3
本裝置包括底板1,底板1的正上方設有壓板7,底板1與壓板7之間連接支撐立柱3,支撐立柱3的一端固定在底板1上，另一端設有螺紋并貫通壓板7; 每根支撐立柱3上設有與螺紋配合的兩個螺母10，兩個螺母10分別位于壓板7 的上下側；壓板7下側的中間部位設置彈簧8,彈簧8的下端固接夾板9,夾板 9與底板1之間夾持兩個試件6。
底板的上側面設有定位墊塊4，定位墊塊4位于夾板9的正下方。定位墊塊 4上設置凹槽，滾柱5嵌入凹槽內。上下兩試件6之間以及試件6與夾板9之間 均設置滾柱5。
將試件6置于試驗裝置中，放松壓板7下面的螺母IO，通過外界恒載的壓 力對壓板7施力，待試件6達到預期的荷載水平時，壓板7上側的螺母10向下 旋轉，緊固壓板7，使荷載保持恒定，此時，可撤銷外界加載的壓力。
將整個試驗裝置置于碳化箱中，即可進行長期荷載作用下的水泥基材料碳 化性能研究，即在荷載一碳化復合作用下，進行水泥基材料耐久性研究。
權利要求
1. 一種水泥基材料恒載復合腐蝕試驗儀，包括底板，其特征在于底板的正上方設有壓板，底板與壓板之間連接支撐立柱，支撐立柱的一端固定在底板上，另一端設有螺紋并貫通壓板；每根支撐立柱上設有與螺紋配合的兩個螺母，兩個螺母分別位于壓板的上下側；壓板下側的中間部位設置彈簧，彈簧的下端固接夾板，夾板與底板之間夾持試件。
2. 根據權利要求1所述的水泥基材料恒載復合腐蝕試驗儀，其特征在于壓板上 側的中間部位設有千斤頂，千斤頂上側設有上頂詩反。
3. 根據權利要求2所述的水泥基材料恒載復合腐蝕試驗儀，其特征在于上頂板 與支撐立柱釆用螺栓連接。
4. 根據權利要求2所述的水泥基材料恒載復合腐蝕試驗儀，其特征在于上頂板 的下側面設有連接桿，連接桿與支撐立柱采用螺栓連接。
5. 根據權利要求1所述的水泥基材料恒載復合腐蝕試驗儀，其特征在于夾板與 底板之間i殳有水箱。
6. 根據權利要求5所述的水泥基材料恒載復合腐蝕試驗儀，其特征在于水箱的 下部"&有出水閥門。
7. 根據權利要求1所述的水泥基材料恒載復合腐蝕試驗儀，其特征在于底板的 上側面設有定位墊塊，定位墊塊位于夾板的正下方。
8. 根據權利要求7所述的水泥基材料恒載復合腐蝕試驗儀，其特征在于定位墊 塊上設有凹槽，凹槽內設置滾柱。
9. 根據權利要求7所述的水泥基材料恒載復合腐蝕試驗儀，其特征在于上下相 對設置的試件之間以及試件與夾板之間均設置滾柱。
全文摘要
本發明涉及一種用機械應力測試固體材料強度特性的設備，本發明的水泥基材料恒載復合腐蝕試驗儀，水泥基材料恒載復合腐蝕試驗儀，包括底板，底板的正上方設有壓板，底板與壓板之間連接支撐立柱，支撐立柱的一端固定在底板上，另一端設有螺紋并貫通壓板；每根支撐立柱上設有與螺紋配合的兩個螺母，兩個螺母分別位于壓板的上下側；壓板下側的中間部位設置彈簧，彈簧的下端固接夾板，夾板與底板之間夾持試件。本裝置構造簡單，操作方便，荷載施加和控制容易；可以使試驗樣品長期保持穩定的荷載水平，為研究荷載和侵蝕環境復合作用下材料的耐久性問題提供了可靠的實驗裝置和手段。
文檔編號G01N33/38GK101281189SQ200810016159
公開日2008年10月8日 申請日期2008年5月15日 優先權日2008年5月15日
發明者萬小梅, 姜福香, 卿 蘇, 趙鐵軍 申請人:青島理工大學