[发明专利]一种冻融-荷载协同作用下混凝土耐久性试验装置及方法

说明书

本发明的冻融‑荷载协同作用下混凝土耐久性试验装置，包括测试装置、恒定液压源装置和控制电路，测试装置包括冻融箱、试件箱、千斤顶、活动压板、限位杆、电制冷组和电加热组，混凝土试件置于试件箱中，限位杆对混凝土试件的两侧进行限位，千斤顶设置于冻融箱的上部；试件箱上设置进、出水管，冻融箱上设置冻融液进、出管。本发明的混凝土耐久性试验方法包括：a).制作试件；b).放置试件；c).设备连接；d).施加恒定载荷；e).通入水和冻融液；f).冻融循环控制；g).试验分析。本发明的混凝土耐久性试验装置，可自动实施混凝土试件的冻融循环‑荷载协同作用下混凝土耐久性试验，有益效果显著，适于应用推广。

技术领域

本发明涉及一种混凝土耐久性试验装置及方法，更具体的说，尤其涉及一种冻融-荷载协同作用下混凝土耐久性试验装置及方法。

背景技术

混凝土是我国基础设施建设中应用最为广泛的工程材料。对于处在寒冷地区的水工混凝土结构，服役期间持续受到荷载和冻融循环的协同作用，导致混凝土结构由表及里的逐渐损伤，降低了结构的安全性能，严重时可能导致混凝土结构失效倒塌，造成巨大人员伤亡和经济损失。因此，采用合理的试验装置和方法，对荷载-冻融循环协同作用下的混凝土结构耐久性进行研究，是目前国内外学者关注的热点问题。

通过论文检索发现：Ⅰ)Sun W, Zhang Y M, Yan H D, et al. Damage anddamage resistance of high strength concrete under the action of load andfreeze-thaw cycles[J]. Cement and Concrete Research, 1999, 29(9): 1519-1523;Ⅱ)Petersen L, Lohaus L, Polak M A. Influence of freezing-and-thawing damageon behavior of reinforced concrete elements[J]. ACI Materials Journal, 2007,104(4): 369-378; Ⅲ)梁黎黎. 冻融循环作用下混凝土力学性能试验研究[J]. 混凝土,2012(3):55-57; Ⅳ)持续荷载—冻融对混凝土耐久性劣化的耦合效应研究[D]. 青岛理工大学, 2018. 上述研究分析了冻融循环和荷载对混凝土结构耐久性能的影响，指出多因素对混凝土耐久性的影响并不是单一因素效应的简单叠加，必须充分考虑各种耐久性因素之间的耦合作用。因此，对于寒冷地区的水工混凝土结构进行耐久性研究，考虑荷载-冻融循环的协同作用具有重要的理论和工程意义。

为了研究荷载和冻融循环作用下混凝土结构的耐久性问题，首要任务是建立合理、高效的试验方法体系。公开号为CN206930527U、发明创造名称为“一种混凝土冻融循环与轴向受压组合装置”的中国专利文件，公开了一种首先对混凝土试件进行循环的冻融处理，在对其进行轴向压力测试的组合装置，主要部件包括混凝土冻融箱、千斤顶控制器和液压双爪夹钳等，混凝土试件的恒荷载通过千斤顶施加，而试件的冻融循环通过冻融箱实现。然而本申请的技术方案，并没有考虑到冻融与载荷的同时作用，而对混凝土试件造成的影响。

公开号为CN109374420A的中国专利，公布了一种荷载与冻融循环共同作用下混凝土耐久性试验装置，该装置通过扭紧固定架上的转轮和梯形丝杆，给冻融环境下的混凝土试件施加稳定的荷载。虽然该装置可以通过定期调节转轮对试件荷载进行补偿，但每次调节转轮来补偿荷载差值，误差较大，补偿次数的增加会导致荷载误差的不断累积，无法满足持续施加稳定荷载的要求。另外，反复观测和补偿过程繁琐，耗费较多人力和物力，自动化程度低。因此，有必要发明一种自动补偿荷载的多因素混凝土耐久性试验装置及方法。

发明内容

本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种冻融-荷载协同作用下混凝土耐久性试验装置及方法。