[发明专利]一种测试偏心受拉混凝土耐久性的装置及方法

权利要求书

1.一种测试偏心受拉混凝土耐久性的装置，其特征在于，包括：

试验台；

反力架，固定在试验台上，反力架侧壁对称设有两块固定块，所述固定块下方设有沿反力架上下移动的横向加载杆；

拉伸系统，分为上拉伸件与下拉伸件，所述上拉伸件上端与反力架顶部固定，所述下拉伸件下端与横向加载杆固定，所述上拉伸件下端与下拉伸件上端均设有黏贴板，所述固定块和横向加载杆之间对称设置第一千斤顶；

弯曲加载系统，安装在反力架侧壁，用于对混凝土试件提供弯曲载荷；

条件试验循环系统，用于提供混凝土试件的试验环境；

数据采集控制器，与拉伸系统和弯曲加载系统电连接；

所述弯曲加载系统包括：

第二千斤顶，固定在第二千斤顶底部与反力架侧壁之间的第二压力传感器，用于固定混凝土试件的试件固定环，所述第二千斤顶的顶部与试件固定环相抵。

2.根据权利要求1所述的测试偏心受拉混凝土耐久性的装置，其特征在于，所述上拉伸件上端通过球铰与反力架顶部固定，所述下拉伸件下端通过球铰与横向加载杆固定。

3.根据权利要求1所述的测试偏心受拉混凝土耐久性的装置，其特征在于，所述黏贴板为铜板。

4.根据权利要求3所述的测试偏心受拉混凝土耐久性的装置，其特征在于，所述上拉伸件下端、下拉伸件上端均通过8根对称布置螺栓与黏贴板固定。

5.根据权利要求1所述的测试偏心受拉混凝土耐久性的装置，其特征在于，所述千斤顶与横向加载杆之间设有第一压力传感器，所述第一压力传感器与数据采集控制器电连接。

6.根据权利要求1所述的测试偏心受拉混凝土耐久性的装置，其特征在于，所述条件试验循环系统为盐蚀系统，所述的盐蚀系统包括：

橡胶套，包裹在混凝土试件外侧，并用沙土填充之间的空隙；

密封橡胶圈，位于混凝土试件端部将混凝土试件与橡胶套密封；

马氏瓶，装有盐水，与橡胶套相连，通过进气管调节盐水在混凝土试件的侵没高度。

7.根据权利要求1所述的测试偏心受拉混凝土耐久性的装置，其特征在于，所述条件试验循环系统为冻融系统，所述的冻融系统包括：

橡胶套，包裹在混凝土试件外侧，并用沙土填充之间的空隙；

密封橡胶圈，位于混凝土试件端部将混凝土试件与橡胶套密封；

马氏瓶，装有纯水，与橡胶套相连，通过进气管调节纯水在混凝土试件的侵没高度；

冻融环境试验箱，包裹所述试验台、反力架、拉伸系统和弯曲加载系统以提供冻融环境。

8.一种利用权利要求1-7任一项所述测试偏心受拉混凝土耐久性的装置进行试验的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，拉伸系统、弯曲加载系统和条件试验循环系统相互配合，将混凝土试件固定在反力架内；

步骤2，同时等量调节拉伸系统中第一千斤顶，推动横向加载杆向下移动迫使其拉伸混凝土试件，当数据采集控制器采集到拉力达到设定数值时停止加载，这时混凝土轴向拉应力为：

其中，σ₁为混凝土试件轴向拉应力，F₁为数据采集控制器采集到第一千斤顶对横向加载杆的推力，A为混凝土试件截面面积；

步骤3，调节弯曲加载系统中的第二千斤顶，推动试件固定环，使混凝土试件受到偏心压力，当数据采集器采集到压力达到设定数值时停止加载，则第二千斤顶对混凝土试件施加的弯矩值为：

其中，M为混凝土试件承受的最大弯矩值，F₂为数据采集控制器采集的第二压力传感器的压力值，L为混凝土试件长度；

步骤4，将试验完成混凝土试件取出，置于万能混凝土压缩试验机上得到混凝土试件轴心抗压强度标准值，然后计算立方体抗压强度标准值，计算公式为：

其中，f_cu,k为立方体抗压强度标准值，f_ck为轴心抗压强度标准值，α_c1为棱柱体强度与立方体强度的比值，α_c2为混凝土脆性系数。