[发明专利]一种调控低温环境试验装置及试验方法

说明书

本发明提供了一种调控低温环境试验装置及试验方法，涉及低温试验装置技术领域，包括：双层不锈钢板构成冷却箱的夹层空腔，冷却箱的进液口和出液口均与夹层空腔连通，出液口同侧还开设有试件进出口，冷却箱的四壁设置有保温隔热板，探针测温仪设置在冷却箱侧壁，万能试验机的压床顶部和压头底部均设置有树脂玻璃钢管套，冷却箱设置在压床上，压头穿过通孔设置在冷却箱内，冷浴装置的出口和入口分别通过进液管和出液管与冷却箱的进液口和出液口连通，冷浴装置和夹层空腔中设置有冷冻液，应力‑应变数据采集仪通过应变片和应变片连接线与冷却箱内的试样连接。该装置拆装方便，成本较低，提高万能试验机的利用率和测试范围，测试精度高。

技术领域

本发明涉及低温试验装置技术领域，具体涉及一种调控低温环境试验装置及试验方法。

背景技术

我国西北寒冷地区，冬季平均温度在-3.5～-15℃之间，从西向东冬季平均温度相差约12℃，极端最低气温-26～-50之℃间，大部分地区冬季长达5个月以上。该地区大多数混凝土都遭受自然环境低温的影响，混凝土的各个性能(物理性能、力学性能、耐久性)都会产生不同程度的变化，其中力学性能(如抗压强度、弹性模量等)是工程材料中一个重要性能指标。因此，测试研究低温环境对混凝土力学性能的影响，可以更准确的推测混凝土材料的服役性能和使用寿命。

国内外针对混凝土的低温环境受力性能研究，相关研究主要集中在自然环境低温和超低温环境中。但是由于各个地方混凝土组成材料的性能特征具有明显的差异性，因此国内外的研究成果只能作为参考，不能直接进行应用。并且我国尚未制定低温作用下混凝土方面的规范和标准，需要结合不同地区的混凝土提供一定的研究数据和研究成果。

目前，常用的低温环境试验装置可分为两种，一种是只可进行降温的装置例如冰箱以及冻融箱等，另一种是降温与加载一体的装置例如Takashai的低温装置，此装置利用液氮作为冷却介质可以快速的对试验环境进行降温，且也能够实现降温与加载同步进行的操作，但是也存在一些缺点：

(1)其加载装置与保温隔热箱为一体不易拆卸式的，虽然能够保证环境温度的均匀性，但是会影响到后续加载装置的使用，当前多数院校和研究所配备的加载装置为万能试验机，此类试验机压头过大，保温箱的安装配备困难。

(2)混凝土低温试验所使用的温度多为模拟户外建筑环境温度所用，液氮降温可以使温度最低降到-195℃，所降温度范围过大，且在试验操作过程中要实用液氮钢瓶等设备，成本过高且存在一定的危险性。

(3)当万能试验机工作时，试件与万能试验机接触面会产生热量，而以上低温装置中，万能试验机压头以及放置试件的压床上没有隔热的保护措施。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的不足，本发明提供了一种调控低温环境试验装置及试验方法。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种调控低温环境试验装置，包括万能试验机、冷却箱、冷浴装置、探针测温仪和应力-应变数据采集仪；

所述冷却箱由双层不锈钢板焊接构成，双层不锈钢板构成所述冷却箱的夹层空腔，所述冷却箱的底部为镂空状，所述冷却箱的顶部开设有通孔，所述冷却箱一侧靠近上方设置有进液口，所述冷却箱另一侧靠近下方设置有出液口，所述进液口和出液口均与所述夹层空腔连通，所述出液口同侧还开设有试件进出口，所述试件进出口处设置有与所述冷却箱侧壁铰接的密封门，所述冷却箱的四壁设置有保温隔热板，所述探针测温仪设置在所述冷却箱侧壁，所述探针测温仪的探针设置在所述冷却箱内部，所述冷浴装置和夹层空腔中设置有冷冻液；