一种持续三轴加载并测混凝土吸水特性的试验装置及试验方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种持续三轴加载并测混凝土吸水特性的试验装置及试验方法，包括三轴加载系统、试件应变检测系统、试件吸水量实时测量系统和钢架结构；三轴加载系统包括轴向加载部分和围压加载部分，通过错位夹持的方法，将混凝土试件夹持在系统内部；通过安装在配重盘正下方升降台上的激光位移计来测量混凝土试件的应变；通过注水管和平衡管的一端分别与穿过加载板小孔的两根小钢管相连接，注水管另一端依次分别装有储水器、流量管、微量气体流量计，平衡管另一端与外界联系，构成试件吸水量实时测量系统，将水倒入储水器时混凝土试件为吸水过程，将水从储水器内抽出后，通入干燥气体为混凝土试件干燥过程。混凝土试件干燥过程。混凝土试件干燥过程。

【技术实现步骤摘要】
一种持续三轴加载并测混凝土吸水特性的试验装置及试验方法


[0001]本专利技术涉及混凝土材料耐久检测
，具体涉及一种持续三轴加载并测试件吸水特性的试验装置及试验方法。

技术介绍

[0002]荷载和水的入侵是混凝土劣化的两个关键因素，目前有大量的试验研究混凝土试件在荷载或持续荷载情况下的强度劣化，也有研究混凝土在不同含水率或干湿循环下的强度劣化情况。在实际情况中，混凝土劣化不仅仅由单个因素所导致的，大部分情况下都是受多种环境耦合作用所影响，利用控制变量的方法虽然能够分析影响因素的主次，但多因素的耦合作用并不是单个因素影响的简单叠加。
[0003]为满足探究多因素耦合作用下混凝土试件劣化的规律与机理，提供一种持续三轴加载并测混凝土吸水特性的试验装置及试验方法，主要针对在三轴持续荷载作用下，探究混凝土试件劣化的规律与机理。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了解决，现有的测试系统难以实现混凝土持续三轴加载、干湿循环和吸水过程的耦合作用，以及无法对试件的吸水量进行实时的计量问题，为此本专利技术提供一种持续三轴加载并测试件吸水特性的试验装置及试验方法。
[0005]本专利技术的一种三轴持续加载并测试件吸水特性的试验装置，包括三轴加载系统、试件应变检测系统、试件吸水量实时测量系统和钢架结构。
[0006]进一步的，所述三轴加载系统其加载方式借鉴RRTS
‑Ⅱ
型岩石流变扰动效应试验仪的加载方式，试件夹持方式借鉴目前真三轴试件夹持方式采用错位夹持方法；具体包括轴向加载部分和围压加载部分，轴向加载部分包括配重盘、传动链条、传动转盘、传动齿轮、传动齿条、轴向加载小油缸、轴向加载大油缸、钢板、液压泵以及Y型油管；围压加载部分包括配重盘、传动链条、传动转盘、传动齿轮、传功齿条、围压加载小油缸、围压加载盒、液压泵以及Y型油管；轴向加载部分和围压加载部分都是采用同一种扩力机构，即所述液压泵通过Y型油管向小油缸和轴向加载大油缸或围压加载盒内传输液压油，使得混凝土试件受到一定的预荷载；在所述配重盘上加配重块，将重力通过所述传动链条向所述传动转盘传递，再从所述传动装盘传递到所述传动齿轮，以达到第一级扩力目的；所述传动齿轮再将力传递到所述传动齿条，所述传动齿条将力传递到所述小油缸，所述小油缸再通过Y型油管将力传递到所述轴向荷载大油缸或围压荷载盒，以此达到第二级扩力目的；所述液压泵将液压油输送到小液压缸的目的在于可以通过这两级的扩力机械装置，保证在混凝土试件产生应变后，及时将液压油补入轴向荷载大油缸或围压加载盒以达到三轴持续荷载对混凝土试件作用的目的。
[0007]进一步的，所述围压加载盒，包括环形油缸、加载杆和加载板；所述环形油缸内壁
环向均匀分布四个同等直径的小孔，且每个小孔都装有油封；所述加载杆呈T型，由光轴和钢板铰接组成，其光轴一端插入所述环形油缸内侧小孔，钢板一端与所述加载板滑动连接；所述加载板为中间有凹槽的钢板，其一侧与所述加载杆滑动连接，另一与混凝土试件直接接触，四块加载板中有两块加载板在相应的位置开有小孔，用以连接试件吸水量实时测量系统。
[0008]进一步的，所述试件应变检测系统包括激光位移计、升降台、支座；所述升降台呈T型，其上端平面用以放置激光位移计，下端具有螺纹结构与支座连接，用以调节激光位移计的高程。
[0009]进一步的，所述混凝土试件，为空心方形混凝土试件，对应的两侧各有一根小钢管用以连接混凝土试件的空心处与外界。
[0010]进一步的，所述试件吸水量实时测量系统包括微量气体流量计、储水器、注水管、平衡管、流量管；所述流量管，其一端与外界联系，另一端与储水器顶部相连，且管身装有微量气体流量计；所述储水器，为储存试验用水的一个容器，其顶部和底部各有一个小孔，顶部的小孔用于连接流量管，底部的小孔用于连接注水管；所述注水管，为L型石英玻璃管，其一端与储水器底部连接，另一端与穿过所述加载板小孔的混凝土小钢管相连接；所述平衡管，为L型石英玻璃管，其一端与穿过所述加载板小孔的混凝土小钢管相连接，另一端与外界连接，用以平衡试件吸水量实时测量系统两端的气压。
[0011]进一步的，所述钢架结构包括支柱、底座、顶板，为整个设备提供稳定的框架结构。
[0012]一种持续三轴加载并测混凝土吸水特性的试验装置及试验方法，包括以下步骤：
[0013]1)混凝土试件的制备：本试验装置所对应的混凝土试件必须为特制的，其所特别之处在于它具有空心结构，且在制备过程中，预留两根小孔径钢管分别从对应的两侧连接空心位置与外界，以保证能通过这两根小钢管将水注入混凝土的空心处。
[0014]2)加载试验步骤：
[0015]先将混凝土试件两侧预留的小钢管分别插入对应加载板的预留小孔中并放在轴向加载大油缸的活塞杆一端，利用围压加载盒的四块加载板，以首尾相连的错位夹持方式，将混凝土试件夹持在围压加载盒中间，启动围压加载部分的液压泵，对试件进行一个预加载(具体情况见说明书附图图3)；
[0016]将试件吸水量实时测量系统的注水管和平衡管分别连接混凝土试件两侧的小钢管，再将储水器与注水管相连；
[0017]启动轴向和围压两部分的液压泵，对试件施加三轴荷载，待小油缸的活塞杆伸出一部分的时候，再往配重盘上堆加配重块，达到预定试验要求的轴向荷载和围压荷载。
[0018]3)测量试验步骤：
[0019]调节试件应变检测系统的升降台，以达到激光位移计的量程，通过测量配重盘的上下位移来分别得出试件不同方向的应变量；
[0020]将水加入储水器，并将流量管与储水器顶部小孔连接，将微量气体流量计与流量管相连。
[0021]4)干湿循环试验步骤：
[0022]在微量气体流量计的示数不发生明显变动的时候，可以认定试件处于饱和状态此时拆除流量管以及流量计，将水从储水器顶部的小孔抽出，再向储水器顶部的小孔持续通
入干燥的气流，一定时间后，试件将会从饱和状态转为干燥状态。
附图说明
[0023]图1为本专利技术装置的结构示意图；
[0024]图2为围压加载盒的正视图；
[0025]图3为围压加载盒的俯视图；
[0026]图4为加载杆与加载板组合的侧视图；
[0027]图5为混凝土试件图；
[0028]图中：1、传动转盘；2、传动齿条；3、传动链条；4、配重盘；5、围压加载小油缸；6、激光位移计；7、升降台；8、传动齿轮；9、顶板；10、顶柱；11、围压加载盒；12、轴向加载小油缸；13、轴向加载大油缸；14、Y型油管；15、轴向加载液压泵；16、Y型油管；17、围压加载液压泵；18、支座；19、底座；20、支柱；21、混凝土试件；
[0029]其中：11
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1、环形油缸；11
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2、加载杆；11
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3、加载板；11
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4、油压表；11
‑
5、流量管；11
‑
6、微量气体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三轴持续加载并测试件吸水特性的试验装置及试验方法，其特征在于，包括三轴加载系统、试件应变检测系统、试件吸水量实时测量系统和钢架结构；所述三轴加载系统包括轴向加载部分和围压加载部分，两部分均包括配重盘(4)、传动链条(3)、传动齿轮(8)、传动齿条(2)，所述轴向加载部分还包括轴向加载小油缸(12)、Y型油管(14)、轴向加载液压泵(15)、轴向加载大油缸(13)，所述围压加载部分还包括围压加载小油缸(5)、Y型油管(16)、围压加载液压泵(17)、围压加载盒(11)；所述试件应变检测系统包括支座(18)、升降台(7)、激光位移计(6)；所述试件吸水量实时测量系统包括流量管(11
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5)、微量气体流量计(11
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6)、储水器(11
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8)、注水管(11
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9)、平衡管(11
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7)；所述钢架结构包括顶板(9)、顶柱(10)、底座(19)、支柱(20)；所述混凝土试件(21)放在所述围压加载盒(11)内部，轴向加载大油缸(13)置于混凝土试件(21)底部，顶柱(10)置于混凝土试件(21)顶部。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述围压加载盒(11)，包括环形油缸(11
‑
1)、加载杆(11
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2)、加载板(11
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3)和油压表(11
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4)；所述环形油缸(11
‑
1)内壁环向均匀分布四个同等直径的加载孔(11
‑
11)，且每个加载孔(11
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11)都装有油封，所述加载杆(11
‑
2)呈T型，由光轴(11
‑2‑
a)与钢板(11
‑2‑
b)铰接组成，光轴(11
‑2‑
a)一端插入所述环形油缸(11
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【专利技术属性】
技术研发人员：高明中，汪林志，尧帆帆，于翠凤，鲍鸣，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：