[发明专利]一种拉应力加载和变形测量装置及混凝土试件在拉应力下变形量的测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及浆、土型建筑材料耐久性能的研究及测试，尤其涉及一种既能够加载拉应力又能够进行变形测量的加载装置。该装置适用于研究净浆、砂浆、混凝土或其它块状建筑材料在荷载与环境因素耦合作用下的耐久性能破坏规律及退化机理。 

背景技术

混凝土的耐久性能与其服役寿命密切相关。实践证明，混凝土耐久性能的退化是荷载和环境因素耦合作用的结果，因此，建立模拟荷载和环境因素耦合作用的实验条件、研究混凝土及其原材料在荷载和环境因素下的耐久性能破坏规律及退化机理，对于增强混凝土耐久性和延长混凝土服役寿命具有非常重要的社会和经济意义。 

在现有混凝土耐久性测试和研究中，已公开的加载试验装置都是实现弯曲荷载的加载，受载的试样在中性层两侧承受压应力和拉应力这两种截然不同的荷载作用，但在试验结果分析时一般将两者均视为同一因素进行考虑，使试验结果并不完全符合事实，降低了试验的准确性和可靠度。 

此外，目前的加载装置主要关注于实现加载装置操作方便，减少应力松弛，增加稳定性，节约设备投资和减少传感元件的腐蚀等方面，没有能够实现测量试样在拉应力与环境因素作用过程中变形量的加载装置。由于混凝土材料具有应力松弛和蠕变等与变形直接相关的现象，这些现象是材料特性，能够反映材料在受力和环境因素作用后的服役行为。考虑到大部分环境因素对材料性能的破坏作用都会反应到应力松弛和蠕变等与变形有关的现象中来，因此测量应力与环境作用下混凝土材料的变形对研究混凝土材料的破坏规律和退化机理具有重要的指导意义。 

发明内容

基于上述问题，本发明的目的是提供一种拉应力加载和变形测量装置，消除弯曲荷载因荷载形式不明确所造成的试验误差。该装置在实现拉应力加载的同时，还能够测量受载试样在拉应力及环境因素耦合作用下的变形量。 

基于上述目的，本发明采取的技术方案为：一种拉应力加载和变形测量装置，其特征在于：该装置包括一带有螺杆的手轮，螺杆旋接在带有横梁的框架上，螺杆的底端连接有一滑杆，所述滑杆上套设有一经过校正的压缩弹簧，压缩弹簧设置在螺杆底部与横梁之间，滑杆底端带有凹形接头且穿过横梁，所述凹形接头与一球形 铰接头连接；所述球形铰接头的底端通过环氧树脂粘接在试件上，试件竖直设立在框架中，底端通过环氧树脂粘接在底部接头上，所述底部接头固定在框架上；所述试件上套设一带有肋板的定位夹具，肋板上安装有调节螺栓，与安装在横梁上的千分表测头保持良好接触。 

所述螺杆、框架、横梁、滑杆、凹形接头、球形铰接头、定位夹具、调节螺栓均为不膨胀钢制成，在-80℃～100℃内不变形。 

所述螺杆内部为空心，底部封闭但有中心小孔，所述滑杆从小孔中穿入，并通过螺母固定。进一步地，所述螺杆底部带有一横板，在横板上开设有中心小孔，所述滑杆从中心小孔中穿入后用螺母固定。 

所述定位夹具通过定位螺栓固定在试件上，松开螺栓可调节。 

所述千分表通过定位螺栓固定在横梁上，松开螺栓可调节。 

所述肋板有两个，对称设置在定位夹具的两侧，两肋板上各安装一调节螺栓，分别与安装在横梁上的两个千分表测头保持良好接触，旋转螺栓可调节千分表读数用以清零。 

本发明另一目的在于提供一种混凝土试件在拉应力下变形量的测量方法。 

该方法首先按下述操作将试件装载于前述装置中，再将试件连同加载装置一同置于具有侵蚀性的溶液、干湿循环、冻融循环、碳化等环境体系中，进行环境因素与拉应力作用下混凝土试件的变形测量；所述操作包括： 

第一步：将定位夹具套在试件上，用环氧树脂将试件的一端粘接在底部接头的顶端，用螺母将底部接头固定在框架上；用环氧树脂将试件的另一端粘接在球形铰接头的底端； 

第二步：旋转手轮使压缩弹簧压缩，从而使滑杆伸出合适的距离，将球形铰接头带有球形的一端塞入滑杆底部的凹形接头中；然后反方向旋转手轮，使压缩弹簧升起到合适的变形量，至此拉应力加载完成； 

第三步：将定位夹具放置在试件的顶端靠近球形铰接头的地方，旋紧定位螺栓，将定位夹具固定在试件上，保证定位夹具和试件之间没有滑移；定位夹具的肋板上设置有可旋转的调节螺栓。 

第四步：将两个千分表放在横梁两侧的孔中，旋紧定位螺栓将千分表固定在横梁上，旋转调节螺栓，使千分表的测头与调节螺栓的顶端良好接触，将千分表清零，即可开始测量试件在拉应力下的变形量。