[发明专利]模拟双向拉压力作用电加速混凝土溶蚀试验装置及方法

权利要求书

1.一种模拟双向拉压力作用电加速混凝土溶蚀试验装置，包括电解室，其固定在反力架操作平台上，还包括对混凝土试件多面进行拉压应力加载的多组应力施加装置；

其特征在于：前述的电解室包括电解室底板，其四周固定密封钢板形成腔体，混凝土试件的底部固定在电解室底板中央位置，且混凝土试件的顶部高出密封钢板的顶部，将电解室的腔体分成位于X轴的正轴与负轴两个方向的左空腔与右空腔，在左空腔、右空腔内分别布设阴极电板、阳极电板，两者通过导线连接布设在电解室外部的整流器；电解室顶端开口部分通过架立在密封钢板上的电解室顶盖封闭，在电解室顶盖上开设进水口， 通过进水口向左空腔和右腔体内注入液体；

前述的多组应力施加装置共设有三组，其中一组位于混凝土试件的顶部，即Z轴的正轴方向，另外两组分别布设在混凝土试件的两侧，即Y轴的正轴方向与Y轴的负轴方向；每组应力施加装置包括软钢垫层和拉压钢板，软钢垫层与混凝土试件相接触，压力螺栓的端头依次穿过拉压钢板、软钢垫层抵住混凝土试件，拉压钢板的一侧与软钢垫层连接，另一侧连接高刚度弹簧的底端，高刚度弹簧的顶端连接空心螺杆，空心螺杆的顶端安装六边形螺帽；前述的空心螺杆内部空心部分布设多组应变片，应变片与布设在电解室外部的应变采集箱相连通。

2.根据权利要求1所述的模拟双向拉压力作用电加速混凝土溶蚀试验装置，其特征在于：所述的试验装置还包括反力架结构，其固定在地面上，包括工字钢反力架、反力架加筋肋和三角形钢板，工字钢反力架的底端用过反力架底部螺栓固定在地面上，三角形钢板通过三角形钢板固定螺栓固定在工字钢反力架的底端，反力架加筋肋通过反力架侧面固定螺栓固定在工字钢反力架的顶端；在工字钢反力架上开设多个预留孔，其开设的部位与空心螺杆的顶端部位相对应，预留孔内带有螺纹，空心螺杆穿过预留孔。

3.根据权利要求1所述的模拟双向拉压力作用电加速混凝土溶蚀试验装置，其特征在于：电解室顶盖上开设的进水口上安装进水口密封橡胶盖，在电解室顶盖上还设置电解室顶盖把手；电解室顶盖、密封钢板以及混凝土试件伸出电解室部分三者之间的接缝处设置电解室顶部止水橡皮；密封钢板和混凝土试件接缝处设置电解室底部止水橡皮；在电解室顶盖上设置预留孔，在左空腔、右空腔内分别布设的阴极电板、阳极电板通过穿过预留孔的导线与布设在电解室外部的整流器相连通，且导线与预留孔之间通过橡胶密封处理，整流器连接外部220V交流电源，转变为稳定的直流电源。

4.根据权利要求1所述的模拟双向拉压力作用电加速混凝土溶蚀试验装置，其特征在于：电解室顶盖与密封钢板相接处设置电解室顶部止水橡皮，电解室底板通过电解室底部螺栓固定在反力架操作平台上。

5.根据权利要求1所述的模拟双向拉压力作用电加速混凝土溶蚀试验装置，其特征在于：在电解室底板上设置电解室排水管，在电解室排水管上设置电解室排水管阀门。

6.根据权利要求1所述的模拟双向拉压力作用电加速混凝土溶蚀试验装置，其特征在于：混凝土试件的底端通过结构胶粘贴竖立在电解室底板中央位置处，将电解室的腔体分成位于X轴的正轴与负轴两个方向的左空腔与右空腔，两个空腔均为封闭空间，左腔体和右腔体内由进水口引入纯净水，前述的纯净水内只含有水分子，不含其它离子。

7.根据权利要求1所述的模拟双向拉压力作用电加速混凝土溶蚀试验装置，其特征在于：高刚度弹簧的底端与拉压钢板焊接固定，高刚度弹簧的顶端与空心螺杆的底端焊接固定。

8.一种模拟双向拉压力作用电加速混凝土溶蚀试验装置的试验方法，其特征在于：包括以下步骤：

第一步，混凝土试件制作，按照规范要求制作混凝土试件，在室温环境中成型并养护；

第二步，应力施加装置组装，压力螺栓的端头依次穿过拉压钢板、软钢垫层抵住混凝土试件，软钢垫层与混凝土试件相接触，拉压钢板的一侧与软钢垫层连接，另一侧焊接固定在高刚度弹簧的底端，高刚度弹簧的顶端与空心螺杆的底端焊接固定，空心螺杆的顶端安装六边形螺帽，空心螺杆内部空心部分布设多组应变片，应变片与布设在电解室外部的应变采集箱相连通；

第三步，电解室组装，电解室底板通过电解室底部螺栓固定在反力架操作平台上，电解室底板四周固定密封钢板形成腔体，在电解室底板上设置电解室排水管；

第四步，混凝土试件密封，混凝土试件的底端通过结构胶粘贴竖立在电解室底板中央位置处，将三组组装完成的应力施加装置进行布设，其中一组位于混凝土试件的顶部，即Z轴的正轴方向，另外两组分别布设在混凝土试件的两侧，即Y轴的正轴方向与Y轴的负轴方向；在工字钢反力架上开设多个预留孔，其开设的部位与空心螺杆的顶端部位相对应，预留孔内带有螺纹，空心螺杆穿过预留孔；采用结构胶将制作完成的混凝土试件与软钢垫层粘结，控制个组件紧密连接；

第五步，阴阳极电板组装，混凝土试件将电解室的腔体分成位于X轴的正轴与负轴两个方向的左空腔与右空腔，在左空腔、右空腔内分别布设阴极电板、阳极电板，两者通过导线连接布设在电解室外部的整流器，通过控制整流器可获得稳定的直流电源；

第六步，电解室密封，电解室顶端开口部分通过架立在密封钢板上的电解室顶盖封闭，同时电解室顶盖抵住混凝土试件，在电解室顶盖上还设置电解室顶盖把手，电解室顶盖、密封钢板以及混凝土试件伸出电解室部分三者之间的接缝处设置电解室顶部止水橡皮；密封钢板和混凝土试件接缝处设置电解室底部止水橡皮，完成密封；

第七步，施加拉压力，使用扭力扳手旋转空心螺杆顶端的六边形螺帽，顺时针旋转施加压应力，逆时针旋转施加拉应力，通过空心螺杆内部的应变片值的变化，计算弹簧压缩或拉伸的长度，从而计算出所施加的拉力和压力的大小，直至达到指定值；

第八步，注入纯净水，在电解室排水管上安装电解室排水管阀门，关闭电解室排水管阀门，向电解室顶盖上的进水口注入纯净水，完成后采用进水口密封橡胶盖密封电解室；

第九步，电加速混凝土溶蚀操作，控制整流器获得恒定的直流电源，控制拉应力、压应力值恒定，若出现某一方向力的损失超过允许值，采用扭力扳手旋转该方向处的空心螺杆，利用高刚度弹簧计算力的大小，补充拉力和压力直至指定值，继续试验；

第十步，排水取样，试验完成后，打开电解室排水管阀门，使电解室左空腔、右空腔内内的水分别流入不同容器，利用电解室顶盖把手提起电解室顶盖，取出混凝土试件。