[发明专利]用于混凝土耐久性试验的自调节持载装置和加载方法

说明书

用于混凝土耐久性试验的自调节持载装置和加载方法，属于混凝土耐久性试验装置及加载方法。为了解决冻融循环试验过程中持载的应力水平会产生较大波动使试验结果失真的问题，本发明所述装置包括为混凝土试验件施加轴向载荷的试件加载机构，用以实现载荷调节件在各自滑杆上的轴向移动和锁紧的载荷补偿机构，用于测量每根滑杆上的应力的应力检测机构。本发明所述方法利用应力检测机构测量出每根高强螺杆上的应力并转化成电信号，在冻融试验过程中载荷补偿机构实时检测持压应力损失，并根据预设荷载值进行实时补偿，当外界环境变化导致试件加载机构所施加的荷载发生变化时，通过载荷补偿机构将施加的荷载校正至预定的荷载，实现持载自补偿。

技术领域：

本发明属于混凝土耐久性试验装置及加载方法，具体涉及一种用于冻融循环下混凝土耐久性试验的自调节持载装置及加载方法。

背景技术：

混凝土作为最常见的建筑材料，其服役的环境多种多样。北方寒冷地区及高原低温地区的建筑常受到冻融循环的反复侵蚀。目前混凝土材料的冻融耐久性试验大多数是将试验件4放入冻融循环试验箱中进行加速试验以测试其耐久性。然而这样的试验方法与材料真实服役情况有很大区别，大多数混凝土结构中的混凝土在服役过程中往往是处于荷载和环境腐蚀等多种因素共同作用情况。为了获得材料在真实服役环境下的耐久性，对混凝土材料施加持续荷载的同时再对其进行耐久性试验才是符合工程实际的情况。目前持载装置施加持载的方式一般分为两种：一种是利用杠杆放大配重重力从而达到施加持载的效果，例如中国专利“CN215574197U”公开的“一种具有二次杠杆的长期载荷试验架”，利用配重的重力及传力杠杆二次放大后施加到混凝土试验件4上，达到持载效果；另一种是利用弹簧压缩及紧固件来施加预应力，例如中国专利“CN107543755B”公开的“一种荷载与冻融循环耦合下混凝土耐久性试验装置及评价方法”，使用弹簧螺母等组合成的持载装置进行耐久性试验，并用应变片采集混凝土的应变确定施加的持载的大小。但是上述两种方式都无法在长期耐久性试验中稳定维持持载应力水平，常用的持载装置大多采用人工加载的方式，施加荷载误差大，且试验过程中荷载水平波动大，以施加轴心受压荷载为主，无法准确施加偏心荷载。并且在冻融循环试验过程中，往往会伴随环境温度的变化，该变化会使持载装置发生温度变形，伴随材料性能的退化，持载的应力水平会产生较大波动，使试验结果失真，目前的技术尚无法很好的解决该问题。

发明内容：

为解决上述背景技术中提及的问题，本发明的目的在于提供一种用于冻融循环下混凝土耐久性试验的自调节持载装置和加载方法。

一种用于冻融循环下混凝土耐久性试验的应力自调节持载装置，包括试件加载机构、载荷补偿机构和应力检测机构；所述的试件加载机构为混凝土试验件施加轴向载荷，其包括N根滑杆、三块高强钢板、N个载荷调节件、弹性压缩组件和N个锁止件；所述的三块高强钢板横向相对并排设置，所述的混凝土试验件轴向设置在其中相邻的两块高强钢板之间并被夹持，所述的弹性压缩组件设置在另外相邻的两块高强钢板之间并被夹持；N根所述的滑杆围绕混凝土试验件和弹性压缩组件周向均匀设置，并分别与三块高强钢板轴向滑动连接；N个所述的载荷调节件处于高强钢板的一侧，并分别套在N根滑杆的一端，所述的载荷调节件抵接在与其临近的高强钢板的板面上；N个所述的锁止件处于高强钢板的另一侧，并分别套装在N根滑杆的另一端，所述的锁止件锁紧在滑杆上并抵接在与其临近的高强钢板的板面上；所述的载荷补偿机构包括N个驱动端，每个驱动端对应一个载荷调节件，用以实现载荷调节件在各自滑杆上的轴向移动和锁紧，所述的应力检测机构用于测量每根滑杆上的应力；所述的滑杆、高强钢板、载荷调节件、弹性压缩组件和锁止件的线膨胀系数不同。

一种用于冻融循环下混凝土耐久性试验的应力自调节持载装置的轴心加载方法，基于所述的一种用于冻融循环下混凝土耐久性试验的应力自调节持载装置实现轴心加载，具体加载过程如下：

步骤1、安装和调试好装有混凝土试验件的持载装置；

步骤1.1、将混凝土试验件和若干片碟簧分别置于三块高强钢板之间，保证混凝土试验件和碟簧与高强钢板的同轴度；