[发明专利]一种用于表征混凝土高温爆裂程度试验炉及试验方法

说明书

技术领域

本发明属于试验炉技术领域，具体涉及一种用于表征混凝土高温爆裂程度试验炉及试验方法。

背景技术

高强混凝土材料在城市化的进程中扮演着重要的角色，在几乎所有的道路、桥梁以及住房上，高强混凝土随处可见。随着高强混凝土大范围的使用，其自身的性能也被人们不断探索着。在探索的进程中，人们发现，一些高强混凝土在高温环境下会爆裂；而在实验过程中，随着环境温度的升高，其爆裂次数会随着时间以及周围环境温度的升高而增加，混凝土试块会不断爆裂脱落碎片，试块质量会不断减少。关于高强混凝土在高温环境下的爆裂，众多学者进行了深入的研究，但是多数学者都集中于将高强混凝土高温加热后再将其恢复常温观察其质量变化、碎块多少及大小，以此来判定混凝土的爆裂程度，在诸多文献中研究高强混凝土在高温下质量的变化并未多见。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以实时测量在高温环境下混凝土试块的用于表征混凝土高温爆裂程度试验炉，用于填补这一空白，同时不影响试验的正常进行。

本发明为实现上述目的而采取的技术方案为：

一种用于表征混凝土高温爆裂程度试验炉，包括电炉和试件放置装置，所述的电炉由外壳、内仓和电炉温度控制器组成，所述的内仓由两层耐火砖砌筑而成，在两层耐火砖之间的顶面和左、右、后三个侧面上分布设置有加热元件，温度控制器与外壳活动连接，所述电炉温度控制器与加热元件相连接用于控制加热元件的开和关，在内仓内设有1号热电偶，所述1号热电偶与外接数据采集装置相连接将采集的温度信息传送给外接数据采集装置，在外壳的正前方设有炉门，在炉门的中间设有耐高温玻璃用于观察电炉内的情况，在炉门上设有隔热把手用于保证试验人员的安全；

所述的试件放置装置由托盘、连接棒、电机、压力传感器和2号热电偶组成，电机设置在内仓的底部，电机的输出轴与连接棒的下端相连接，连接棒的上端与托盘活动连接，压力传感器设置在外壳和内仓之间的空腔内，压力传感器与外接数据采集装置相连接，2号热电偶活动设置在试验时的试块内且与外接数据采集装置相连接。

作为本发明的一种优选实施方式，本发明在外壳的外表面喷涂一层耐高温油漆。

作为本发明的一种优选实施方式，本发明在外壳和内仓之间设置一层保温隔热层。

作为本发明的一种优选实施方式，本发明所述的保温隔热层为石棉。

作为本发明的一种优选实施方式，本发明所述的加热元件为硅碳棒。

作为本发明的一种优选实施方式，本发明在炉门的内表面设置一层耐火砖。

作为本发明的一种优选实施方式，本发明所述的托盘可以为盘状或者网状。

本发明用于表征混凝土高温爆裂程度试验炉的试验方法，包括以下步骤：

第一步：打开炉门，根据试件尺寸选择托盘并将托盘固定到连接棒上；

第二步：开启电脑电源，打开电脑控制软件；

第三步：将压力传感器及1号、2号热电偶的数据传输线与电脑数据接收端连接后，调整数字控制端，将压力清零；

第四步：将1号热电偶置于电炉1内，2号热电偶随试块放置在托盘上，关好炉门；

第五步：开启电炉电源，打开电炉温控器电源，设定加热温度及加热速率，按动加热按钮开始加热；

第六步：观察电脑显示屏上的温度—力曲线；

第七步：采集所有的突变压力变化，将所有的突变压力相加，再除以9.8，则为爆裂掉落质量m；

第八步：取最后的压力示数除以9.8再加上试件爆裂掉落质量为试件的质量M，则可得每个试块的爆裂掉落质量百分率X_i＝m_i/M_i，取得平均爆裂质量率

第九步：为避免单一试件偶然因素的影响，可将本试验重复N次，则试件总数为N，可在试验过程中记录得到爆裂试件个数n，则可得到爆裂概率P＝n/N；

第十步：根据爆裂度计算得到爆裂度

本发明采用上述技术方案，具有以下有益效果：

1、本试验电炉可根据不同的试块选择托盘，使爆裂后的小碎块可以掉落下托盘，方便试验和后续的计算，得到精确的试验结果；

2、本发明试验电炉可转动加热，使试件均匀受热，更接近真实情况；

3、本发明试验电炉可实时测量得到试件爆裂质量及爆裂后剩余试件质量，减少工作强度，方便实验人员的操作；

4、本发明试验方法不是传统的肉眼观察得出经验爆裂结果，而是量化爆裂程度，得到的试验结果具有很强的参考价值；