[发明专利]轴拉荷载作用下水泥基材料渗透性测试方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及检测技术领域，尤其涉及一种用于研究水泥基材料在轴拉荷载作用下渗透性能的测试方法及装置，该方法及装置适用于研究水泥基材料在不同拉应力水平及不同拉应变水平作用下渗透性能的变化规律。

背景技术

随着社会的进步与发展，水泥基材料已成为当代最大宗的人造材料，更是最主要的建筑材料。据统计，当今世界水泥产量已经超过15亿吨，折合成混凝土超过60亿m3。水泥基材料的用量之多，社会与经济意义之大，是人所共知的。普通的水泥基材料(普通混凝土)具有脆性大、抗拉强度低、韧性差、易开裂等缺点，在实际工程中，往往导致结构劣化甚至不能使用。水泥基材料剔除了普通水泥基材料中的粗骨料，使材料内部缺陷减少到最小，掺入钢纤维以提高韧性和抗拉强度，并通过热水养护来加速水泥水化反应、改善微观结构与界面粘结力，从而提高各项性能。

在水泥基材料应用于土木工程的150多年问，大量的水泥基材料构件由于各种各样的原因提前失效，达不到预期的服役年限。分析其原因，有的是由于结构设计抗力不足引起的，有的是由于使用荷载的不利变化造成的，但更多的是由于结构的耐久性不足导致的。特别是沿海及近海地区，混凝土结构长期受海水的腐蚀，导致钢筋锈蚀，从而使结构提前失效。这已成为实际工程中的一个重要问题。

在造成水泥基材料耐久性破坏的的众多方式当中，氯盐渗入到水泥基材料内部引起钢筋锈蚀是主要破坏方式之一。国内外虽然在有关氯盐侵蚀环境作用下水泥基材料的渗透性能研究已有数十年，但研究内容大多都是水泥基材料在单一氯盐侵蚀环境作用下的渗透性能。然而在实际工程中，混凝土结构均处于承载状态。在氯盐侵蚀环境作用下实际工程中的水泥基材料渗透性应是在荷载与氯盐侵蚀共同作用下测得的。因此，将荷载与氯盐侵蚀环境作用进行耦合，系统研究拉伸荷载作用下水泥基材料的渗透性能对水泥基材料耐久性设计及寿命预测具有重要。CN 101482477B公开了一种拉应力作用下混凝土渗透系数测试装置及测试方法，该装置由拉伸装置和电加速氯离子快速渗透装置两部分组成。该装置能够实时调整荷载，并能保持拉应力稳定，并能使拉伸应力与渗透作用进行耦合，但测试时间较长、传感器造价较高。CN 201266163Y公开了一种拉应力下混凝土渗透性测试装置，该装置结构简单，易于操作，但拉伸过程中试件容易偏心，无法精确施加拉应力，并且会出现应力松弛现象。

轴拉荷载作用下水泥基材料渗透性测试装置能够为水泥基材料结构耐久性评价提供科学的依据，因此，研制轴拉荷载作用下水泥基材料渗透性测试装置具有重要意义，前景十分广阔。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于研究水泥基材料在轴拉荷载作用下渗透性能的测试方法及装置，该方法及装置适用于研究水泥基材料在不同拉应力水平及不同拉应变水平作用下渗透性能的变化规律，可以克服传统拉应力作用下拉伸过程中试件容易偏心，无法精确施加拉应力，并且会出现应力松弛现象等缺陷。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种轴拉荷载作用下水泥基材料渗透性测试装置，其包括底板、主承力框架、上支撑板、荷载传感器、定位支架、球铰、位移传感器、活动夹头、传动齿轮、蜗旋减速器。

其中，所述主承力框架为四个高强度的支撑杆，构成四面镂空的腔体，四个支撑杆各自和上支撑板和底板相连。

其中，所述活动夹头为两个，分别为上活动夹头，下活动夹头，下活动夹头通过球铰连接于底板，上活动夹头通过球铰连接于荷载传感器。

其中，所述荷载传感器与所述定位支架和所述蜗轮减速器的作用轴相连。

其中，所述两个活动夹头分别设有两个主螺栓，六个辅助螺栓，主螺栓位于每个夹头两侧中间位置，辅助螺栓呈三角形排列位于每个夹头两侧。

其中，所述位移传感器通过粘贴式固定支座粘贴于测试试件上。

其中，所述测试试件可以是哑铃形、长条形板材或I字形板材。

其中，所述水泥基材料渗透性测试装置装有腐蚀物质的腐蚀器皿。

其中，所述腐蚀器皿由两部分组成，内侧为一侧敞开的长方体容器，用以增大腐蚀液与试件的接触面积，中间设有圆孔，外侧容器形状类似于烟斗，管口向上，刻有刻度，粘贴于内侧容器中间的圆孔上，该器皿能够避免对实验装置自身的腐蚀。