[发明专利]一种可调控温湿度及荷载的水泥基材料轴压徐变测试装置

权利要求书

1.一种可调控温湿度及荷载的水泥基材料轴压徐变测试装置，其特征在于：包括固定钢架(40),稳定钢板，承重支柱一(10)，承重杠杆一(5)，承重支柱二(13)，承重杠杆二(9)，固定装置(41)，钢绞线(11)，支撑钢架(34)，上连接孔(6)，下连接孔(37)，上可调连接螺栓(7)，下可调连接螺栓(38)，受力螺管(8)，连接钢条(3)，钢滑轮(35)，传力套管(27)，配重物(2)，温度控制器(16)，湿度控制器(22)，恒温控制隔间(28)，位移传感器LVDT(26)，电源及数据采集器(12)；所述装置承重支柱一(10)和承重支柱二(13)的上端分别与承重杠杆(5)和(9)连接，下端和固定钢架(40)连接，构成装置整体框架；稳定钢板(36)、(39)与固定钢架(40)连接；配重物托盘(1)经由连接钢条(3)通过开口(4)与承重杠杆(5)、(9)连接；钢绞线(11)连接受力螺管(8)与钢压板(25)，经由钢滑轮(35)转换力的方向构成压力传递链；测试仓(42)经由支撑钢架(34)固定于稳定钢板(36)；温度控制器(16)与湿度控制器(22)分别固定于恒温控制隔间(28)的上下两端；水泥基试样放置于测试仓(42)内；LVDT(26)固定于每个试样两侧，测得持续徐变应力作用下的试件变形信息，经过数据传输线(30)传递到数据采集器(12)。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述承重支柱一(10)和承重支柱二(13)通过上可调连接螺栓(7)分别与承重杠杆一(5)和承重杠杆二(9)连接，且可以移动至不同的上连接孔(6)处；所述承重杠杆(5)和承重杠杆(9)由受力螺管(8)连接；所述承重支柱一(10)和承重支柱二(13)与固定钢架(40)由可以移动到不同下连接孔(37)的固定装置(41)和下可调连接螺栓(38)连接；根据测试所需荷载分布情况移动承重支柱，并保证上下连接孔位置对齐。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述测试所需徐变应力由配重物(2)产生，经由钢绞线(11)和受力螺管(8)平均分配到承重杠杆一(5)和承重杠杆二(9)。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：测试仓(42)最外层为恒温控制隔间(28)，温度控制器(16)与湿度控制器(22)分别固定于恒温控制隔间(28)的上下两端；随后为四根传力套管(27)；恒温控制隔间(28)和传力套管(27)的中间部位为可调控长短的伸缩套(19)；最内部为围绕测试试样(32)组成的应变测试系统。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述温度控制器(16)采用电子反射式温度控制器(15)，通过电能转化为红外辐射控制温度；恒温控制隔间(28)外侧为保温效果较好的聚氨酯发泡材料；通气管(18)为PVC材质；温度计(17)为准确度高的电子温度计；温度控制系统满足20℃～80℃。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述湿度控制器(22)包括电子加湿器(23)和普通电子湿度计(21)；直角通气管(20)为PVC材质。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述传力套管(27)为PVC材质，厚度1.55mm，直径20mm。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述测试试样(32)为底边长5mm-50mm，高度10mm-150mm的水泥基材料试样；所述试样上端与钢压板(25)相接触，下端与压缩平台(33)相接触；可调控伸缩套(19)改变测试室的高度以达到同时测试多个试样的目的；当测试多个试样时，试样之间通过固定环带(31)与间隔钢板(29)连接固定。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述LVDT(26)量程为2mm，分辨率为0.0001mm，重复误差≤0.0005mm。

10.利用权利要求1-9任意一项所述的装置的方法，其特征在于，测试步骤如下：

步骤一：将两个LVDT(26)安装在待测试样(32)相对的侧面，同时连接数据传输线(30)与数据采集器(12)；

步骤二：提拉挂钩(24)，同时根据试样的高度和个数调整伸缩套(19)，将测试试样(32)放置在压缩平台(33)；

步骤三：根据试样进行压缩徐变测试所需徐变应力计算得到钢绞线(11)需提供的拉力，同时钢绞线(11)在受力螺管(8)处将拉力平均分配到承重杠杆一(5)和承重杠杆二(9)，调节承重杠杆一(10)和承重杠杆二(13)与上连接孔(6)和下连接孔(37)的位置，旋紧上可调连接螺栓(7)和下可调连接螺栓(38)；在由液压千斤顶支撑的承重托板(1)上放置适当的配重物(2)后，缓慢撤掉液压千斤顶；

步骤四:将温度控制器(16)和湿度控制器(22)通过电线(14)连接电源(12)并设置测试所需的固定温湿度；

步骤五：在测试所需的间隔时间记录数据采集器(12)给出的变形数据，根据GBT50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》中压缩徐变测试计算公式得到水泥基材料试样(32)在确定时间内的徐变度C_t；水泥基材料徐变度C_t的计算公式如下：

式中，ΔL_t(mm)表示加荷后t时刻的变形值，精确到0.0001mm/m，ΔL₀(mm)表示加荷瞬时测得的变形值，精确到0.0001mm/m，L_b(mm)表示测量标距，精确到1mm，δ表示徐变应力(MPa)。