專利名稱：拉應力下混凝土碳化性能的單軸拉伸加載裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種混凝土碳化性能測試方法及其加載裝置，特別涉及一種 能在不同拉應力水平條件下使處于連續單軸拉伸狀態下的混凝土試件進行試驗 室加速碳化的性能測試的試驗裝置。
背景技術：
混凝土是一先天不足帶裂縫工作的材料，它在壓應力作用下的微觀和細觀結 構的變形研究己經很多，但在拉伸應力作用下微細觀結構變化特征研究相對有 限。目前，對混凝土試件施加的拉應力的研究主要是通過彎曲應力的裝置來實現， 而單純的單軸拉伸加載裝置還沒有相關的報道。一個關鍵原因就是實現混凝土的
單軸拉伸狀態的難度較大，而且將單軸拉伸應力和碳化進行耦合試驗，由于加載 裝置復雜就更難實現了，所以這方面的研究更是鮮有報道。
發明內容
針對現有技術存在的難以對混凝土試件持續保持單軸拉伸狀態下和碳化試 驗進行耦合的缺點，本實用新型提供了一種拉應力下混凝土碳化性能的單軸拉伸 測試的加載裝置，可以使混凝土試件在持續單軸拉伸狀態下測試碳化變化規律及 影響機理。
本實用新型的技術方案為一種拉應力下混凝土碳化性能的單軸拉伸加載裝 置，所述的裝置由上下兩塊鋼板組成，在兩塊鋼板的四角處各設有一個孔，由四 根端部設有螺紋的鋼管將上鋼板和下鋼板相互連接，上下鋼板能夠延鋼管平行滑 動，在螺栓上還套有四個具有相同特征參數的彈簧將上鋼板與下鋼板隔開，鋼管 與螺母配合固定鋼板位置；在上下兩個鋼板的中軸線處分別設有一個孔和混凝土
試件兩端的預埋螺栓相互配合，預埋螺栓通過螺母與上下鋼板固定。
主要原理依據虎克定律原理，使用彈簧加載體系，荷載通過彈簧對試件施加荷載。先測定彈簧剛度，通過控制彈簧的壓縮變形量來控制拉應力的大小。通 過在混凝土試件中軸線兩端的預埋螺栓將圓柱體或長方體形混凝土試件連接在 兩段平行的鋼板之間，上下鋼板和混凝土試件的上下表面緊密接觸。四根具有相 同特征參數的壓縮彈簧套在四根直徑略比彈簧內徑小的鋼柱上，當測試時候，將 兩塊鋼板四角上螺栓的螺母擰松，此時由于混凝土試件已經由預埋螺栓將其固定 在了上下兩塊鋼板間了，這時被壓縮的四根彈簧就開始持續向兩塊鋼板施加荷 載。根據彈簧材料參數和彈簧的壓縮量可以計算出作用在試件上的軸向拉伸荷 載，采用這種方法施加荷載，實驗過程中應力松弛對試件受荷幾乎沒有影響。只 要更換四角鋼柱上的彈簧，就可以施加不同的載荷。為了確定試件不同部位實際 拉應力，在混凝土試樣軸向方向貼三個應變片，根據不同拉力作用下的應變值可 以確定試件受到的拉應力。
有益效果l.可以使混凝土處于持續的單軸拉伸狀態。根據虎克定律，彈簧 從壓縮狀態還原的時候，所提供的回彈力和壓縮變形量成正比，所以本實用新型 在實驗時可以使混凝土處于持續的單軸拉伸狀態。
2. 能提供不同應力水平的拉應力，從而實現對混凝土結構在拉應力耦合作用 下的抗碳化耐久性進行評價的目的。只要同時更換具有不同的特征參數的彈簧， 就可以提供不同應力水平的拉應力了。
3. 操作方便。結構簡單，操作方便。
4. 采用本實用新型的裝置施加荷載，實驗過程中應力松弛對試件幾乎沒有影響。


圖1為混凝土單軸拉伸加載裝置主視圖。
其中1.鋼柱，2.鋼柱螺帽，3.彈簧，4鄰板，5.試件，6.預埋螺栓，7.螺帽
圖2為混凝土單軸拉伸加載裝置俯視圖。
具體實施方式實施例l一種拉應力下混凝土碳化性能的單軸拉伸加載裝置，所述的裝置由上下兩塊鋼板組成，在兩塊鋼板的四角處各設有一個孔，由四根端部設有螺紋的鋼管將上鋼板和下鋼板相互連接，上下鋼板能夠延鋼管平行滑動，在螺栓上還套有四個具有相同特征參數的彈簧將上鋼板與下鋼板隔開，鋼管與螺母配合固定鋼板位置；在上下兩個鋼板的中軸線處分別設有一個孔和混凝土試件兩端的預埋螺栓相互配合，預埋螺栓通過螺母與上下鋼板固定。使用方法為
第一步，采用圓形的PVC管，長度為300醒，管的直徑為100咖，作為制作混凝土圓柱形試件的套模；成型時將預埋螺栓埋入試件兩端的中心軸位置，埋入深度為4on。混凝土采用分層振搗的方式成型，成型一天后拆模，養護到試驗要求齡期后拿出。
第二步，將四根鋼管插入下鋼板四角處的四個孔內，并將四根具有相同特征參數的彈簧置于其上，將制好的圓柱體形混凝土試件置于下鋼板上，讓混凝土試件的下端面的預埋螺栓從下鋼板中軸線處的孔中穿出，然后再同套上上鋼板，對彈簧施加壓力使上鋼板與試件的上表面緊密接觸，擰緊四角的鋼柱上的螺母。扦緊混凝土試件兩端的預埋螺栓上的螺母，將其固定在上下鋼板間。
第三步，在混凝土試件的中部軸向方向上貼上三個應變片，然后將電阻應變儀接到混凝土試件的應變片上，電阻應變儀調零，將外部四根鋼柱上的螺母擰松，此時壓緊的彈簧開始回彈，給上下鋼板持續的壓力，壓力通過預埋在試件中心兩端的預埋螺栓給試件持續不斷的軸向拉應力。穩定一段時間后，讀出此時的應變值。
第四步，將整個加載裝置放入到加速碳化箱中進行碳化，并在一定由不同試驗目的確定的碳化齡期，將試件外表面的三分之一用環氧樹脂封好，直至達到預期的全部碳化齡期。也就是直至用環氧樹脂把全部試件表面封完后就達到了全部碳化齡期。這個是根據不同的試驗要求來調整的。
第五步，取出加載裝置，再換一組彈簧，重復測試步驟，也就是將混凝土試件裝于單軸拉伸加載裝置上，對彈簧施加壓力，擰緊上鋼板四角上的鋼柱上的螺母，使上下鋼板與混凝土試件的上下表面接觸，通過混您他試件兩端的預埋螺栓將混凝土試件固定再上下鋼板之間；然后將電阻應變儀接到混凝土試件的應變片上，電阻應變儀調零，將單軸拉伸加載裝置四角上的螺母擰松，穩定后，讀出此時的應變值；將整個加載裝置放入到加速碳化箱中進行碳化，按試驗要求，進行測試。通過調整更換具有不同特征參數的彈簧，就可以測量不同拉應力下單軸拉伸荷載對混凝土抗碳化性能的影響。
實施例2
一種拉應力下混凝土碳化性能的單軸拉伸加載裝置，所述的裝置由上下兩塊鋼板組成，在兩塊鋼板的四角處各設有一個孔，由四根端部設有螺紋的鋼管將上鋼板和下鋼板相互連接，上下鋼板能夠延鋼管平行滑動，在螺栓上還套有四個具有相同特征參數的彈簧將上鋼板與下鋼板隔開，鋼管與螺母配合固定鋼板位置；在上下兩個鋼板的中軸線處分別設有一個孔和混凝土試件兩端的預埋螺栓相互配合，預埋螺栓通過螺母與上下鋼板固定。使用方法為
第一步，采用100X100X300的立方體三聯模具成型長方體試件。成型時將預埋螺栓埋入試件兩端的中心軸位置，埋入深度為7cm。混凝土采用分層振搗的方式成型，成型一天后拆模，養護到試驗要求的齡期后拿出。將長方體試件兩個對面及上下兩個端面用環氧樹脂封死，只留兩個對面。
第二步，如圖1和圖2所示，將四根鋼管插入下鋼板四角處的四個孔內，并將四根具有相同特征參數的彈簧置于其上，將制好的長方體形混凝土試件置于下鋼板上，讓混凝土試件的下端面的預埋螺栓從下鋼板中軸線處的孔中穿出，然后再同套上上鋼板，對彈簧施加壓力使上鋼板與試件的上表面緊密接觸，擰緊四角的鋼柱上的螺母。擰緊混凝土試件兩端的預埋螺栓上的螺母，將其固定在上下鋼板間。
第三步，在混凝土試件的中部軸向方向上貼上三個應變片，然后將電阻應變儀接到混凝土試件的應變片上，電阻應變儀調零，將外部四根鋼柱上的螺母擰松，此時壓緊的彈簧開始回彈，給上下鋼板持續的壓力，壓力通過預埋在試件中心兩端的預埋螺栓給試件持續不斷的軸向拉應力。穩定一段時間后，讀出此時的應變值。
第四步，將整個加載裝置放入到加速碳化箱中進行碳化，并在一定的由不同試驗目的確定的碳化齡期，將試件外表面的三分之一用環氧樹脂封好，直至達到預期的全部碳化齡期。第五步，取出加載裝置，再換一組彈簧，然后重復測試步驟。通過調整更換具有不同特征參數的彈簧，就可以測量不同拉應力下單軸拉伸荷載對混凝土抗碳化性能的影響。
權利要求1. 一種拉應力下混凝土碳化性能的單軸拉伸加載裝置，其特征在于所述的裝置由上下兩塊鋼板組成，在兩塊鋼板的四角處各設有一個孔，由四根端部設有螺紋的鋼管將上鋼板和下鋼板相互連接，上下鋼板能夠延鋼管平行滑動，在螺栓上還套有四個具有相同特征參數的彈簧將上鋼板與下鋼板隔開，鋼管與螺母配合固定鋼板位置；在上下兩個鋼板的中軸線處分別設有一個孔和混凝土試件兩端的預埋螺栓相互配合，預埋螺栓通過螺母與上下鋼板固定。
專利摘要本實用新型公開了一種拉應力下混凝土碳化性能的單軸拉伸加載裝置。它是通過在試件兩端軸心預埋的六角螺母將圓柱形或長方體形試件連接在兩段平行的鋼板之間，四根相同的壓縮彈簧套在四根直徑略比彈簧內徑小的鋼柱上，而且兩塊鋼板可以在四根鋼柱之間平行移動；根據彈簧材料參數和彈簧的壓縮量計算作用在試件上軸向拉伸荷載，同時，在試樣軸向方向貼三個應變片，確定試件不同部位實際拉應力大小。可以通過改變彈簧的特性參數獲得不同拉應力下的碳化試驗參數。
文檔編號G01N33/38GK201266196SQ20082016074
公開日2009年7月1日 申請日期2008年10月17日 優先權日2008年10月17日
發明者巴明芳, 輝 王, 錢春香 申請人:東南大學