[發(fā)明專利]水泥基材料恒載復(fù)合腐蝕試驗(yàn)儀

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810016159.7
• 申請(qǐng)日: 2008-05-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101281189A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙鐵軍;姜福香;萬(wàn)小梅;蘇卿
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N33/38
• 分類號(hào): G01N33/38;G01N3/08
• 代理公司: 青島發(fā)思特專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 鞏同海

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種采用長(zhǎng)期機(jī)械應(yīng)力測(cè)試固體材料在復(fù)合環(huán)境下耐腐蝕性能的設(shè)備。

背景技術(shù)

水泥基材料的建筑在服役期內(nèi)必定承受一定的荷載，因而，水泥基材料在遭受腐蝕的過(guò)程中，必然同時(shí)承受著荷載的作用，即材料面臨荷載-腐蝕離子復(fù)合因素作用下的損傷。研究表明，一種作用(包括機(jī)械和環(huán)境作用)引起的材料破壞會(huì)加劇其他因素的影響。而實(shí)際上多種因素的作用之間存在著很大的關(guān)聯(lián)性，從而使復(fù)合因素對(duì)材料腐蝕性能的影響變得更加錯(cuò)綜復(fù)雜。所以，荷載的存在會(huì)在很大程度上影響到水泥基材料的耐久性。

同時(shí)，水泥基材料的腐蝕過(guò)程是一個(gè)長(zhǎng)期過(guò)程，在長(zhǎng)期腐蝕試驗(yàn)中，如何對(duì)試件施加長(zhǎng)期荷載，并形成水泥基材料損傷的全過(guò)程是當(dāng)前研究的難點(diǎn)。根據(jù)加載原理，國(guó)內(nèi)外對(duì)試件施加彎曲荷載的裝置有：根據(jù)杠桿原理設(shè)計(jì)的加載裝置、拉桿加載裝置、懸掛重物加載裝置、下置千斤頂加載裝置及根據(jù)虎克定律利用彈簧加載等。杠桿加載盡管原理簡(jiǎn)明，但只能用于所需荷載較小、規(guī)模不大的試驗(yàn)，也受到腐蝕溶液和實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地的限制；拉桿加載裝置原理也較簡(jiǎn)單，但精度較低，控制較難；重物加載荷載點(diǎn)易變動(dòng)，精度較低，并且不適用于浸泡腐蝕；長(zhǎng)期千斤頂加載荷載量程大，但體積也大，不適合于特定容積的大量耐久性試驗(yàn)；彈簧加載系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和精度較好，但荷載施加存在一定困難。另外，進(jìn)行長(zhǎng)期荷載作用下水泥基材料耐久性研究所采用的儀器設(shè)備普遍存在使用壽命短，荷載施加和控制困難，試件形式單一等缺陷。

也有采用便攜式結(jié)構(gòu)進(jìn)行腐蝕液腐蝕試驗(yàn)的，如2003年12月17日授權(quán)公告的中國(guó)專利，授權(quán)公告號(hào)為CN2593182Y，公開(kāi)了一種便攜式拉伸應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)裝置，由支架、彈簧、墊塊、試樣上下夾頭、定位套筒、壓緊螺母及保護(hù)罩組成，受力支架為四面鏤空的腔體，下夾頭嵌入支架下方的孔中，上夾頭的心軸穿出支架的上方，定位套筒及加載彈簧套在其上，墊塊套在上夾頭的上端和加載彈簧上并由螺母壓緊，其外加裝保護(hù)帽罩。此裝置能夠用于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)、外的應(yīng)力腐蝕研究，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且控制精度不高。且此裝置只能用于軸向拉伸，不能用于壓載試驗(yàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)效果能夠克服上述缺陷，提供一種水泥基材料恒載復(fù)合腐蝕試驗(yàn)裝置，該裝置操作方便，荷載施加和控制簡(jiǎn)單，能夠長(zhǎng)期保持恒定荷載，并便于將試件置于相應(yīng)的腐蝕環(huán)境中，為研究荷載和侵蝕環(huán)境復(fù)合作用下水泥基材料的耐久性問(wèn)題提供了可靠的試驗(yàn)裝置和手段。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：其包括底板，底板的正上方設(shè)有壓板，底板與壓板之間連接支撐立柱，支撐立柱的一端固定在底板上，另一端設(shè)有螺紋并貫通壓板；每根支撐立柱上設(shè)有與螺紋配合的兩個(gè)螺母，兩個(gè)螺母分別位于壓板的上下側(cè)；壓板下側(cè)的中間部位設(shè)置彈簧，彈簧的下端固接夾板，夾板與底板之間夾持試件。

壓板上側(cè)的中間部位設(shè)有千斤頂，千斤頂上側(cè)設(shè)有上頂板。上頂板與支撐立柱有多種結(jié)合方式：1.上頂板與支撐立柱采用螺栓連接，即上頂板通過(guò)螺栓與支撐立柱直接連接；2.上頂板的下側(cè)面設(shè)有連接桿，連接桿與支撐立柱采用螺栓連接。上頂板與支撐立柱之間以及連接桿與支撐立柱之間采用了活動(dòng)式的絲桿連接形式，加載系統(tǒng)在加載完畢之后可以很容易地移離試驗(yàn)裝置，一方面減少試驗(yàn)裝置的自重，便于搬運(yùn)；另一方面，便于多套試驗(yàn)儀共用一套加載裝置，減少鋼材的耗用，降低設(shè)備加工的成本。千斤頂采用普通的液壓式千斤頂即可，操作簡(jiǎn)單，施力方便，并可直接讀取反力的大小，便于荷載水平的直接控制。本裝置也可以不采用千斤頂與上頂板的加載系統(tǒng)，而直接采用其它外力進(jìn)行加載。

作為長(zhǎng)期加載試驗(yàn)設(shè)備，最關(guān)鍵的問(wèn)題是如何將荷載保持在適當(dāng)?shù)乃蕉浑S時(shí)間的推移松弛過(guò)大。本裝置選用了螺旋壓縮彈簧，取得了較好的壓載效果。依據(jù)試驗(yàn)對(duì)荷載大小的要求，可對(duì)彈簧的系數(shù)和根數(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以備長(zhǎng)期加載過(guò)程中定期觀測(cè)荷載水平，從而判斷荷載的恒定性。另外，為了保證彈簧的正確位置，采用螺桿作為彈簧的導(dǎo)向裝置。

對(duì)于一般大氣條件下腐蝕環(huán)境的模擬，可以結(jié)合現(xiàn)有的試驗(yàn)設(shè)備完成，如將裝有試件的設(shè)備整體放入碳化箱或環(huán)境模擬試驗(yàn)箱等。針對(duì)侵蝕性溶液腐蝕(如Cl^-侵蝕，硫酸鹽腐蝕等)條件的模擬，則專門在夾板與底板之間設(shè)有水箱，水箱的下部設(shè)有出水閥門，可根據(jù)試驗(yàn)的具體要求，采取相應(yīng)的干濕循環(huán)制度。由于設(shè)置了專門的不銹鋼水箱，只需將試件放入水箱內(nèi)即可，不必將設(shè)備整體浸泡在腐蝕液中，將腐蝕溶液對(duì)儀器本身的腐蝕影響降低到了最小的程度，延長(zhǎng)了儀器的使用壽命。