[发明专利]高温条件下单轴受压混凝土渗透性评价装置及评价方法

说明书

本发明公开了一种高温条件下单轴受压混凝土渗透性评价装置，包括支架和上钢盘，上钢盘位于试件上，上钢盘上设有载荷加载装置，在试件的侧表面安装有螺旋加热器，在螺旋加热器外设有保温层，试件的下方安装有下钢盘，下钢盘和上钢盘与试件通过高温密封胶层密封，在上钢盘上设有进气通道，下钢盘上设有出气通道，进气通道与惰性气体缸连通，出气通道与气体压力计连通，在上钢盘和下钢盘上安装有热电偶。本发明采用特殊设计的中空圆柱试件和钢盘夹持装置，使气体可以从试件内部向外部进行渗透进行渗透率测量，无需在试件外部设置密封筒体，试件可通过螺旋加热环直接进行加热，从而实现高温条件下单轴压缩混凝土的渗透率的在线测定。

技术领域

本发明涉及高温条件下单轴受压混凝土渗透性评价装置及评价方法，属于混凝土测试领域。

背景技术

混凝土材料被广泛用于工程建造之中，其经济性高，可塑性好，且具有较高的抗压能力。研究发现在较高的温度下，例如发生火灾时，渗透性较差的混凝土容易出现混凝土层爆炸剥落的现象。爆炸剥落是一种非常剧烈的混凝土破坏形式，其特征是混凝土碎块的破裂和强力分离，并伴有典型的巨大爆炸噪声。这种破坏会大大降低钢筋混凝土结构的安全性。因此需要直接测量受压状态的混凝土材料在高温下的的渗透性能，这对于模拟和了解火灾等特殊环境下混凝土结构的性能是很重要的。

高温条件下测量混凝土的渗透率或开展混凝土试件的注气试验难度很大，以往的渗透性测量试验方法通过将高温气体从装载圆柱体试件的筒体的一端注入，然后测量从圆柱另一端流出的气体。然而这个过程中试件通过高温气体实现加热，其加热效果并不明显，而且可能导致试件内部加热不均匀等情况出现。另外一方面，在这个过程中必须保证气体从试件内穿过，核心问题在于如何密封试件，因为这种密封性能直接决定了实验结果的准确性。一种方法是要在圆柱体整体侧面与外部筒体的内壁之间都填满密封材料，这使得试验准备非常繁琐；另一种方法是将试件放入密封橡胶套等材料中压紧以达到类似效果，但这种方法并不适用于高温情况。这些方案常常造成装置的结构十分复杂，同时也很难实现真正的高温环境。因此有必要设计一套简单有效的装置，可以更加真实模拟受压混凝土高温环境下的状态，并能够准确测量其渗透性。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种高温条件下单轴受压混凝土渗透性评价装置，能够在高温和单轴压缩下开展不同温度和应力状态下的混凝土渗透率测定试验，装置结构合理使得操作大大简化，解决目前此类装置高温模拟效果差，试验操作繁琐的问题。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种高温条件下单轴受压混凝土渗透性评价装置，包括支架和上钢盘，上钢盘位于试件上，上钢盘上设有载荷加载装置，在试件的侧表面安装有螺旋加热器，在螺旋加热器外设有保温层，试件的下方安装有下钢盘，下钢盘和上钢盘与试件通过高温密封胶层密封，在上钢盘上设有进气通道，下钢盘上设有出气通道，进气通道与惰性气体缸连通，出气通道与气体压力计连通，试件为中空状，在上钢盘和下钢盘上安装有热电偶。

作为优选，所述载荷加载装置包含移动板和单轴加载系统，移动板安装在支架顶端，在移动板下方安装有载荷传感器，载荷传感器安装在上钢盘上，单轴加载系统位于移动板上方。

作为优选，所述单轴加载系统包括支撑钢梁和液压泵，所述上支撑钢梁固定在支架上，液压泵固定在支撑钢梁上，液压泵作用在移动板上。

作为优选，所述上钢盘和下钢盘的外径大于试件的外径，上钢盘和下钢盘与试件的上下接触面完全涂抹高温密封胶，厚度为1mm。

作为优选，将装置安装完毕后，加热试件至指定温度，然后向试件内部充入一定量的气体，同时测定试件外部和试件内部的气压，静置一段时间后，再次测定试件内部的气压，通过测定试件内部气压差的变化，测定高温下试件的渗透率，渗透率为：