[实用新型]制作混凝土试件自然裂缝的装置

说明书

技术领域

本实用新型是关于制作混凝土试件自然裂缝的装置，特别涉及一种可以根据试验的要求精确控制混凝土裂缝宽度的装置。 

背景技术

 混凝土是现代建筑工程中最常用的建筑材料之一，改善混凝土材料的服役性能对提高建筑结构的使用寿命具有非常重要的意义。目前，对混凝土材料耐久性的理论与试验研究是土木工程研究的热点。但是，目前的研究大都针对完好的混凝土结构，对于开裂后的混凝土结构与材料的研究目前还比较少，而实际上，混凝土结构在施工阶段，就容易出现因温度、收缩等原因引起的非受力裂缝。在使用阶段，由于荷载作用等原因，还会出现受力裂缝，所以，大多数的混凝土结构实际上都是带裂缝工作的。因此，在混凝土材料试验研究中，通过预设裂缝的混凝土试件研究开裂状态下混凝土材料的力学性能和耐久性对预测混凝土结构的服役寿命具有非常重要的意义。 

 混凝土是由骨料、砂浆和界面组成的多相复合材料，并且硬化混凝土中还存在着一定量的孔隙缺陷。各种材料组分以及缺陷在混凝土中的随机分布也导致混凝土裂缝的开裂路径具有随机性，同时，在荷载作用下，混凝土裂缝尖端位置存在一个微裂纹区，并且混凝土中未开裂区域中都存在荷载作用。目前的理论研究表明，混凝土裂缝尖端微裂纹区、裂缝曲折度、裂缝壁面粗糙度与混凝土为开裂区域中的荷载作用对侵蚀性离子在开裂混凝土中的扩散具有重要影响。因此，要研究开裂混凝土材料的耐久性与服役性能，就必须首先制备出具有自然裂缝的混凝土试件，但由于混凝土是一种脆性材料，通过简单施加拉荷载的方法往往导致混凝土试件的脆性破坏，无法有效控制混凝土中裂缝的产生过程，也无法根据试验要求精确控制裂缝宽度。因此，目前的试验研究中通常采用在混凝土试件中预埋一定厚度的钢片的方法来仿制具有自然裂缝的混凝土试件，但通过这种方法制备的混凝土试件无法反映出自然开裂的混凝土的裂缝特征以及自然开裂混凝土内部的应力状态。 

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于克服现有技术中的不足，提供一种新型并且简便的可以制作混凝土试件自然裂缝的装置。为解决上述技术问题，本实用新型的解决方案是： 

提供一种制作混凝土试件自然裂缝的装置，包括混凝土试件预应力加载系统、混凝土裂缝扩展控制系统和测试系统，所述混凝土试件预应力加载系统包括预应力加载钢板、加载螺帽、预应力加载螺杆、应变片和应变测试仪，两块预应力加载钢板通过预应力加载螺杆连接，且加载螺帽设在预应力加载钢板和预应力加载螺杆的连接处，应变片粘贴在预应力加载螺杆上，并通过导线与应变测试仪相连接；所述混凝土裂缝扩展控制系统包括埋设在混凝土试件底面的I类预埋螺栓、控制螺杆和控制螺帽，两个I类预埋螺栓通过控制螺杆连接，且控制螺帽设在I类预埋螺栓和控制螺杆的连接处；所述测试系统包括埋设在混凝土试件侧面的两个II类预埋螺栓、测试螺杆、固定螺帽和数字千分表，一个II类预埋螺栓上通过固定螺帽固定有测试螺杆，另一个II类预埋螺栓上通过固定螺帽固定有数字千分表； 

所述I类预埋螺栓包括金属杆和螺帽，所述螺帽焊接在金属杆的一端，螺帽的直径大于控制螺杆的直径；所述II类预埋螺栓包括金属杆A和金属帽，金属杆A的一端设有与金属杆A垂直方向的孔和沿金属杆A方向的螺孔，金属帽包括金属杆B和金属螺杆，金属杆B和金属螺杆焊接固定，金属杆B的直径大于金属螺杆的直径，金属螺杆的直径小于金属杆A上沿金属杆A方向的螺孔直径，金属螺杆的一段安装在金属杆A沿金属杆A方向的螺孔内。 

作为进一步的改进，所述两个II类预埋螺栓的连线与混凝土试件底面平行。 

作为进一步的改进，所述加载螺帽用于通过调整加载螺帽在预应力加载螺杆上的位置控制预应力加载螺杆中的荷载大小。 

作为进一步的改进，所述控制螺帽用于通过调整两个I类预埋螺栓之间的距离控制混凝土试件裂缝的宽度。 

作为进一步的改进，所述金属杆A垂直方向的孔直径大于数字千分表与测试螺杆的直径。 

作为进一步的改进，所述混凝土试件与混凝土试件预应力加载系统设置在加载试验机上，加载试验机用于对混凝土试件提供三点荷载作用。 

本实用新型的工作原理为： 

本实用新型通过调整加载螺帽在预应力加载螺杆上的位置，控制预应力加载钢板之间的距离，对混凝土试件施加压荷载作用，使混凝土中产生初始压应力，通过应变片与应变测试仪监控混凝土中的荷载作用大小。