[发明专利]一种压应力加载和变形测量装置及一种试件在压应力下变形量的测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及块状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压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压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压应力加载和变形测量的装置，消除弯曲荷载因荷载形式不明确所造成的试验误差。该装置在实现压应力加载的同时，还能够测量受载试样在压应力及环境因素耦合作用下的变形量。 

基于上述目的，本发明采取以下技术方案：一种压应力加载和变形测量装置，包括一带有螺杆的手轮，螺杆旋接于框架上，螺杆的底端连接有一滑杆，滑杆上套设有一经过校正的压缩弹簧，滑杆的底端带有平板，压缩弹簧设置在螺杆与滑杆的平板之间，平板直接接触试件的顶部；试件竖直放置在框架中，底部与一承压接头顶端粘接，承压接头卧设在所述框架中；在试件上端和下端分别固定套设一上部夹 具和一下部夹具，上部夹具和下部夹具各自带有一对对称的开孔肋板，上部夹具的开孔肋板上固定有两千分表，下部夹具的开孔肋板上固定有两调节螺栓，两调节螺栓分别与两千分表底部测头保持良好接触。 

上述螺杆、框架、滑杆、承压接头、上部夹具、下部夹具、调节螺栓均为不膨胀钢制成，在-80℃～100℃内形状基本不受温度影响。 

上述螺杆可以做成内部为空心，底部封闭但有中心小孔，使得所述滑杆从小孔中穿入，并通过螺母旋接。 

进一步，上述螺杆底部可带有一横板，在横板上开设有中心小孔，所述滑杆从中心小孔中穿入，压缩弹簧压设在横板与滑杆平板之间。

上述上部夹具和下部夹具分别通过定位螺栓固定在所述试件上，松开定位螺栓可调节。 

上述千分表通过侧向定位螺栓固定在所述上部夹具上，松开定位螺栓可调节。 

进一步地，上部夹具的肋板为两个，对称设置，在每个肋板上都设置有所述千分表；下部夹具的肋板也为两个，对称设置，在每个肋板上都设置有所述调节螺栓。 

上述承压接头的底部为凸出的半球形，与框架底部正中的半球形凹座吻合对接。 

本发明另一目的在于提供一种试件在压应力下变形量的测量方法。 

该方法，使用前述装置按以下操作装载试件，将试件连同加载装置一同置于侵蚀性溶液、干湿循环、水溶蚀、碳化等环境系统中，将下部夹具和调节螺栓以及千分表的测头涂上凡士林，以使其免遭腐蚀，开始测量压应力与环境耦合作用下试件的变形量； 

装载试件的操作包括： 

第一步：将上部夹具套在试件的上部，用四个定位螺栓固定在试件上，并保持上部夹具与试件垂直；将下部夹具套在试件的下端，旋紧定位螺栓，并保持下部夹具与试件垂直； 

第二步：使承压接头的半球端放置在框架的半球凹形中，将完成了第一步中的试件放置在承压接头上，将滑杆的底端平板正对试件，旋转手轮使压缩弹簧压缩，保证滑杆、试件和承压接头的中心线尽量重合，继续旋转手轮，使压缩弹簧压缩到设定的变形量，至此压应力加载完成； 

第三步：将两个千分表放置在上部夹具的肋板开孔中，并旋紧定位螺栓使千分表固定，旋转调节螺栓，使调节螺栓的顶端与千分表的底端测头紧密接触，将千分表清零，即可开始测量试件在压应力下的变形量。