[发明专利]一种模拟海水侵蚀和轴向拉伸荷载对混凝土耦合作用装置及实验方法

说明书

本发明涉及建筑技术领域，具体涉及一种模拟海水侵蚀和轴向拉伸荷载对混凝土耦合作用装置及实验方法，适用于混凝土耐久性测试技术。该装置包括固定刚架，所述固定刚架上设置有用于轴向拉伸柱状混凝土试件的杠杆式轴向拉伸机构，所述柱状混凝土试件上设置有开口端与柱状混凝土试件侧面密封连接的水槽，所述水槽上设置有用于模拟海水侵蚀的模拟海水侵蚀机构。该装置利用杠杆加载原理，在模拟海水侵蚀的同时，保持长期轴向拉伸且无应力松弛，实现模拟海水侵蚀和轴向拉伸荷载对混凝土的耦合作用。

技术领域

本发明涉及建筑技术领域，具体涉及一种模拟海水侵蚀和轴向拉伸荷载对混凝土耦合作用装置及实验方法，适用于混凝土耐久性测试技术。

背景技术

在滨海环境或海洋环境中使用的混凝土结构往往受到荷载与海水侵蚀的共同作用。在这种复杂的作用环境下，混凝土耐久性能不能达到正常水平。特别是在混凝土结构受拉区，其抗海水侵蚀能力减弱。目前的研究主要集中在模拟海洋环境对混凝土进行侵蚀试验，其试验结果可能造成混凝土抗侵蚀性能被高估，造成结构提前出现耐久性破坏。因此，开展轴向荷载与海洋环境耦合对混凝土抗侵蚀作用影响研究是极为重要的。

模拟海水侵蚀和轴向拉伸荷载对混凝土耦合作用时，需解决2个技术问题：第一，对混凝土试件持续施加准确的荷载；第二，自动化地模拟海水侵蚀环境。

国内外对拉应力作用下的混凝土耐久性有一定研究，主要集中在弯曲荷载作用下的研究，即便是在轴拉作用下，目前比较常用的是弹簧式拉伸装置来维持荷载恒定，而拉伸是处于高应力水平下的试验，由于弹簧的应力松弛特性，对试验造成误差。也有学者在拉伸作用下通过快速氯离子渗透装置来测定氯离子渗透系数，但这并不能真实反应在实际干湿循环作用下氯离子渗透行为，从目前搜集的文献资料来看，并无相关学者提出类似装置，然而其对评价混凝土结构耐久性具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种模拟海水侵蚀和轴向拉伸荷载对混凝土耦合作用装置及实验方法，该装置利用杠杆加载原理，在模拟海水侵蚀的同时，保持长期轴向拉伸且无应力松弛，实现模拟海水侵蚀和轴向拉伸荷载对混凝土的耦合作用。

本发明的技术方案在于：一种模拟海水侵蚀和轴向拉伸荷载对混凝土耦合作用装置，包括固定刚架，所述固定刚架上设置有用于轴向拉伸柱状混凝土试件的杠杆式轴向拉伸机构，所述柱状混凝土试件上设置有开口端与柱状混凝土试件侧面密封连接的水槽，所述水槽上设置有用于模拟海水侵蚀的模拟海水侵蚀机构。

进一步地，所述模拟海水侵蚀机构包括水箱，所述水箱内设置有输出端经进水管与水槽上端相连接的水泵，所述水槽的上部设置有液位传感器，水槽的下端连接有另一端与水箱相连通的出水管，所述出水管上设置有电控阀门，所述水箱上还设置有与水泵、液位传感器、电控阀门电连接的电控装置。

进一步地，所述水槽为透明亚克力板，水槽经密封胶与柱状混凝土试件的侧面密封连接。

进一步地，所述固定刚架上设置有三个杠杆式轴向拉伸机构。

进一步地，所述杠杆式轴向拉伸机构包括铰接在柱状混凝土试件下端的杠杆，所述杠杆的一端与固定刚架相铰接，杠杆的另一端设置有配重块，所述柱状混凝土试件的上端经力值传感器悬吊在固定刚架的顶部。

进一步地，所述柱状混凝土试件的上端经预埋螺栓穿过固定刚架的顶部与力值传感器相连接；所述柱状混凝土试件的下端经预埋螺栓连接有加载处夹具，所述加载处夹具与杠杆相铰接。

进一步地，所述固定刚架上设置有铰接台，所述铰接台上固定有固定端夹板，所述固定端夹板与杠杆的一端相铰接。

进一步地，所述杠杆的另一端铰接有配重端夹具，所述配重端夹具的下侧固定有吊杆，所述吊杆的下端固定连接有用于置放配重块的托盘。

一种模拟海水侵蚀和轴向拉伸荷载对混凝土耦合作用的实验方法，包括一种模拟海水侵蚀和轴向拉伸荷载对混凝土耦合作用装置，步骤如下：