[发明专利]徐变、碳化和湿热耦合作用试验装置及其使用方法

权利要求书

1.徐变、碳化和湿热耦合作用试验装置，其特征在于，包括防护箱体、徐变加载系统、碳化系统、加热加湿系统和控制系统；

所述防护箱体呈密封结构，内部设有所述徐变加载系统，并与所述碳化系统和所述加热加湿系统连接，通过所述碳化系统和所述加热加湿系统使所述防护箱体内产生碳化和湿热环境；

所述徐变加载系统、所述碳化系统和所述加热加湿系统均由所述控制系统控制工作。

2.根据权利要求1所述的徐变、碳化和湿热耦合作用试验装置，其特征在于，所述徐变加载系统包括用于固定钢筋混凝土试件(8)的加载支架(2)，以及加载装置；

所述加载支架(2)内设有能够沿竖直方向往复移动的压板和顶板，用于分别从所述钢筋混凝土试件(8)的上面和下面夹持所述钢筋混凝土试件(8)；

所述压板上设有所述加载装置，并由所述加载装置驱动沿竖直方向往复移动；

所述顶板的下面设有若干弹簧(7)；每一所述弹簧(7)的压缩回弹方向均为竖直方向；

所述钢筋混凝土试件(8)的上面与所述压板之间设有拉压传感器(4)，下面与所述顶板之间设有球铰支座(6)，侧面设有千分表(9)；

所述拉压传感器(4)用于采集所述钢筋混凝土试件(8)承载的压力载荷；

所述千分表(9)用于采集所述钢筋混凝土试件(8)的变形量。

3.根据权利要求2所述的徐变、碳化和湿热耦合作用试验装置，其特征在于，所述加载装置为电动液压千斤顶(3)；

所述拉压传感器(4)与所述钢筋混凝土试件(8)之间设有钢片(5)。

4.根据权利要求1所述的徐变、碳化和湿热耦合作用试验装置，其特征在于，所述碳化系统包括二氧化碳产生装置(12)和二氧化碳浓度测试仪(14)；

所述二氧化碳产生装置(12)包括溶液箱和干燥盒；

所述溶液箱内设有蒸馏水和干冰用于产生二氧化碳气体；所述干燥盒内设有氯化钙干燥剂用于干燥所述二氧化碳气体；

所述二氧化碳浓度测试仪(14)用于检测所述二氧化碳气体的浓度。

5.根据权利要求4所述的徐变、碳化和湿热耦合作用试验装置，其特征在于，所述碳化系统通过管道与所述防护箱体连接，所述管道上设有阀门(11)。

6.根据权利要求5所述的徐变、碳化和湿热耦合作用试验装置，其特征在于，所述碳化系统与所述防护箱体连接的位置位于所述徐变加载系统的上方；

所述碳化系统的所述二氧化碳产生装置(12)下面设有支架(13)。

7.根据权利要求1所述的徐变、碳化和湿热耦合作用试验装置，其特征在于，所述加热加湿系统包括干燥箱(15)、加热器(16)、加湿器(17)、防腐轴流风机(18)、保护外壳(19)、通风管道(20)和温湿度传感器(21)；

所述保护外壳(19)内设有所述干燥箱(15)、所述加热器(16)和所述加湿器(17)；所述干燥箱(15)和所述加热器(16)串联后在与所述加湿器(17)与所述加热系统并联用于产生热量和/或水蒸气；

所述防腐轴流风机(18)用于将所述热量和/或水蒸气通过所述通风管道(20)输入所述防护箱体；

所述温湿度传感器(21)设置于所述防护箱体内，用于采集所述防护箱体内的湿度和温度。

8.根据权利要求1所述的徐变、碳化和湿热耦合作用试验装置，其特征在于，所述控制系统包括若干显示仪表(22)和可编程控制器(23)；

若干所述显示仪表(22)用于显示所述防护箱体内的温度、湿度和二氧化碳的浓度；

所述可编程控制器(23)根据所述防护箱体内的温度、湿度和二氧化碳的浓度与设定值之间的差距，控制所述徐变加载系统、所述碳化系统和所述加热加湿系统工作；

当所述防护箱体内的温度、湿度或者二氧化碳的浓度超过预设阈值时所述可编程控制器(23)发出警报。

9.根据权利要求1所述的徐变、碳化和湿热耦合作用试验装置，其特征在于，所述防护箱体采用透明有机玻璃材料制成，并与地面用玻璃胶密封。

10.根据权利要求1所述的徐变、碳化和湿热耦合作用试验装置的使用方法，步骤如下：

步骤1、按照试验方案制作相应的钢筋混凝土试件(8)并放入标准环境养护；

步骤2、将养护完成的所述钢筋混凝土试件(8)放入所述徐变加载系统；然后，启动所述徐变加载系统的加载装置对所述钢筋混凝土试件(8)分级加载，并通过千分表(9)采集所述钢筋混凝土试件(8)的变形量；加载后应定期检查所述加载装置的荷载情况；

步骤3、打开所述加热加湿系统，先对所述防护箱体内进行加热和干燥；当所述防护箱体内内温度达到设定温度后，对所述防护箱体内进行加湿，使湿度达到试验设定值；

步骤4、按照试验方案计算试验所需干冰量，将所述干冰放入所述碳化系统的二氧化碳产生装置(12)中；产生的二氧化碳气体通过设有氯化钙干燥剂的干燥盒后输入所述防护箱体内；

当二氧化碳浓度达到试验设计值时，关闭阀门(11)，停止向所述防护箱体内输入二氧化碳，并将多余的二氧化碳排出；

步骤5、打开所述加热加湿系统，并除去其中的干燥箱(15)，确保防护箱体内保持恒温恒湿；

步骤6、通过所述控制系统监控所述防护箱体内的温度、湿度和二氧化碳的浓度，以及所述钢筋混凝土试件(8)所述加载的载荷和发生的应变；在试验完成后，将经过徐变、碳化和湿热耦合作用后的所述钢筋混凝土试件(8)取出测试其力学性能。