[发明专利]一种用于混凝土耐久性试验的劈裂抗拉加载装置

说明书

本发明公开了一种用于混凝土耐久性试验的劈裂抗拉加载装置，包括螺母、弹簧、上搁板、上底板、支架、下底板、混凝土试件，所述支架的下端固定于下底板上，上端依次从上底板和上搁板穿出后与螺母螺纹连接，所述上底板和上搁板之间设置有弹簧，所述上底板和下底板的对应位置固定有垫条，所述混凝土试件沿所述垫条左右对称设置于上底板和下底板之间，通过旋紧螺母压缩弹簧施加应力，并通过上底板和下底板上的垫条将应力传递至混凝土试件上，在混凝土试件中间竖向位置形成一个稳定的拉应力区域。该装置能够用于拉伸应力同环境因素共同作用下混凝土耐久性的试验，可以填补混凝土多因素耐久性研究的不足，具有重要的应用价值。

技术领域

本发明涉及的是一种用于混凝土劈裂抗拉应力与环境因素协同作用下多因素耐久性试验加载装置，属于混凝土耐久性研究与测试技术领域，主要用于建筑、水利、桥梁和交通等领域。

背景技术

混凝土结构的耐久性问题一直以来都是土木建设工程领域的研究重点。由于耐久性不足而导致的混凝土结构过早失效的事件屡见不鲜，给国家带来巨大的经济损失。正因为此，国家对混凝土结构的服役寿命提出了相应的要求，特别是一些重要的战略性工程，比如跨海大桥、海底隧道等，都要求有至少一百年的服役寿命。因此，研究混凝土结构在服役环境下的损伤劣化机理，研究混凝土耐久性提升方法和评估混凝土结构服役寿命就成为近些年来结构混凝土领域的研究热点和难点。

进行混凝土结构在服役环境下的损伤劣化研究时，一种常用的方法是在实验室环境模拟实际工程环境条件下混凝土结构的损伤劣化。在进行实验室模拟时需要分析混凝土结构在实际服役环境下遭受哪些不利环境因素影响，哪些环境因素可能会对混凝土结构产生损伤劣化。同时，由于在实际工程中结构混凝土是在承受荷载的状态下运行的，在进行实际工程环境条件的模拟时，不但要对环境所处的温湿度、侵蚀性介质等进行模拟，还要对工程部位所承受的应力进行模拟。要求同时考虑工程部位所承受的应力及环境因素(温湿度、侵蚀性介质)对结构混凝土的共同作用。

结构混凝土在服役寿命期内承受的应力主要可以分为拉伸应力、弯曲应力、压缩应力以及疲劳荷载所带来的疲劳应力这几种作用形式。在目前考虑应力同环境因素共同作用对结构混凝土耐久性影响的研究，应力的作用形式主要有压缩应力、弯曲应力，相应的加载装置及方法如CN200820031924，CN201110268840和CN201420140819。但是拉伸应力同环境因素共同作用对结构混凝土耐久性的影响研究并不常见，究其原因在于混凝土是一种脆性材料，直接施加轴向拉伸荷载，极易由于某些位置产生应力集中现象，而发生脆断，导致试验失败，同时轴向拉伸加载装置设计加工比较困难，难以保证试验精度，试验结果也存在很大离散性。这些都导致研究拉伸应力同环境因素共同作用的耐久性研究比较滞后。在研究中，常用弯曲应力来近似替代拉伸应力研究应力同环境因素的共同作用。

发明内容

本发明的目的在于针对目前混凝土多因素耐久性测试技术中存在的不足和缺陷，利用混凝土劈裂抗拉试验可以间接测量混凝土抗拉强度的原理，以弹簧加载应力、设置拉杆及支撑稳定系统保持被加载试件长时间处于劈裂抗拉状态，同时以应力传感器长期监测试验过程中的应力水平，确保应力无松弛，且体积小巧便于移动的用于混凝土多因素耐久性测试的劈裂抗拉加载装置。

本发明采用如下技术方案：

一种用于混凝土耐久性试验的劈裂抗拉加载装置，包括螺母、弹簧、上搁板、上底板、支架、下底板、混凝土试件，所述支架的下端固定于下底板上，上端依次从上底板和上搁板穿出后与螺母螺纹连接，所述上底板和上搁板之间设置有弹簧，所述上底板和下底板的对应位置固定有垫条，所述混凝土试件沿所述垫条左右对称设置于上底板和下底板之间，通过旋紧螺母压缩弹簧施加应力，并通过上底板和下底板上的垫条将应力传递至混凝土试件上，在混凝土试件中间竖向位置形成一个稳定的拉应力区域。

更进一步地，所述上底板和下底板的左右两侧分别设有L形限位板。