[发明专利]侵蚀服役环境下混凝土受压持荷与徐变性能测试装置及其操作方法

说明书

侵蚀服役环境下混凝土受压持荷与徐变性能测试装置及其操作方法，四根预应力精轧螺纹钢筋依次穿过两块正方形钢板，两块正方形钢板的外侧端分别设有与对应预应力精轧螺纹钢筋旋接的精轧螺母；所述圆柱形钢套筒位于左侧正方形钢板与混凝土受压试件左端面之间，所述圆柱形钢套筒的外表面贴有应变片，该应变片通过连接导线与电阻应变仪相连接，所述混凝土受压试件的两端分别设有千分表。在正常使用状态下的持续荷载通过装置一端的拉拔仪施加，拉拔仪推动正方形钢板对试件施加压力，再紧固精轧螺母实现持荷。持续荷载大小通过电阻应变仪得出，轻微旋转精轧螺母实现对荷载的微调。同时持荷装置也可兼做测试装置，用于测试侵蚀服役环境下试件的徐变性能和受压持荷。

技术领域

本发明属于土木工程测试领域，具体涉及侵蚀服役环境下混凝土受压持荷与徐变性能测试装置及其操作方法，尤其适用于研究混凝土受压试件在荷载与侵蚀环境耦合作用下受压持荷与徐变性能测试试验装置及其操作方法。

背景技术

混凝土结构因性能优越、造价低、施工简单而被广泛应用于城市建筑、道路桥梁、港口堤坝、海底隧道等建设项目中，是目前应用最为广泛的结构形式之一。然而，随着混凝土结构应用范围和服役时间的不断增长，混凝土材料发生徐变、力学性能下降，部分结构或构件由于各种各样的原因发生过早破坏，达不到预定的设计使用寿命，除了结构设计抗力不足之外，更多的原因则是由于结构的耐久性不足导致。混凝土结构的耐久性是指结构及其各组成部分，在所处的自然环境和使用条件等因素的长期作用下，能够抵抗材料性能劣化且不需花费大量资金维修，仍能维持结构安全性、适用性和外观要求的能力。影响混凝土结构耐久性下降的因素主要包括：混凝土的碳化、化学腐蚀、冻融循环破坏、碱集料反应等。海工混凝土结构服役环境恶劣，不仅遭受海洋环境因素如温度、湿度变化、氯离子侵蚀，而且还承受一些长期荷载的作用。在侵蚀环境服役下的混凝土结构，力学性能下降致使结构承载能力下降，混凝土材料发生徐变使结构产生内力重布、预应力混凝土结构产生预应力损失。这些荷载与侵蚀环境的耦合作用，导致混凝土结构在设计使用期内出现保护层剥落、钢筋锈蚀和预应力损失等问题，结构过早发生材料劣化、承载能力下降，最终丧失结构的耐久性能，已成为影响混凝土结构使用寿命的重要问题。

侵蚀服役环境混凝土结构因耐久性不足而破坏情况十分普遍，造成了巨大的工程损失，特别是海工混凝土结构的耐久性问题导致的损失更为明显，并且表现出逐年加剧的趋势。随着我国对外贸易和海洋经济的快速发展，港口、近岸工程及海洋工程建设中发挥了越来越重要的作用，处于海洋环境下的港口码头、跨海跨江大桥、海底隧道、石油钻井平台等海工结构基本仍以钢筋混凝土结构为主要结构形式。因此，需要对荷载与侵蚀环境的耦合作用下混凝土结构、构件的耐久性进行研究。

近些年来，人们对混凝土受压试件在持续荷载下的长期性能尤其是在侵蚀服役环境（荷载与侵蚀环境耦合作用）下的力学性能与耐久性进行了一些研究，但是不同研究者选用的试验方法与试验设备各不相同，难以进行横向比较。已有的持荷装置虽然能够实现持荷加载，但也存在着很多缺点有待研究解决。如运用杠杆加载方式进行加载，用于加载的重物容易受环境影响而变化，不够安全；试验装置需要用到反力架，所占空间较大。在以往研究中，对混凝土受压试件在荷载长期作用下耐久性研究的持荷装置体积大、长期占用实验室常用设备，如荷载传感器等。因此亟需制定一套简便快捷的侵蚀服役环境下混凝土受压持荷与徐变性能测试试验装置。

发明内容

本发明针对已有混凝土受压持荷装置，加载时需要同时拧动端部的四个螺母、需要两人配合完成导致试验操作过程较为复杂的问题，提供了一种采用拉拔仪的方法。通过拉拔仪对试件施加荷载，降低了试验操作难度，节省了人力。该套持荷装置能提供稳定、有效的持续荷载。同时持荷装置也可兼做测试装置，用于测试侵蚀服役环境下试件的徐变性能和受压持荷。

此装置不需要采用单独的荷载传感器，采用圆柱形钢套筒外贴应变片的方法使其用做荷载传感器，简化了试验装置，降低了长期持荷需占用大量荷载传感器的成本问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：