[發明專利]一種用于評價混凝土性能的試驗裝置及方法

在審

• 申請號: 201810097915.7
• 申請日: 2018-01-31
• 公開（公告）號: CN108387446A
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發明（設計）人: 朱涵;邵建文;陳龍龍;石萬萬;李宏亮
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/20;G01N3/24
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 劉子文

本發明公開了一種用于評價混凝土性能的試驗裝置及方法，裝置包括厚度均為3mm的底板和斜方體模具，所述斜方體模具為平行四邊形結構，且由兩塊彎折角度為120°的鋼板通過螺栓相互連接而成，斜方體模具與底板通過螺栓相互連接，所述底板兩端通過焊接方式連接有手提支架。本發明旨在科學、方便、準確和規范地研究復雜應力狀態下混凝土的材料性能。例如，有三種配合比的水泥混凝土，使用該裝置及方法可以得出其在承受壓力、拉彎及剪力作用下的最好、最差以及一般的混凝土材料。

技術領域

本發明涉及建筑材料、土木工程領域，具體涉及一種用于評價復雜應力狀態下混凝土性能的試驗裝置及方法。

背景技術

強度是混凝土重要的試驗指標，但隨著混凝土外加劑及摻合料的迅猛發展，尤其對于高性能混凝土而言，用傳統的抗壓強度來反映混凝土的性能顯得有些單薄和片面。國內外開展了大量單、多軸受壓狀態下的混凝土試驗研究，所用試件均以理想狀態為標準，具有高度幾何對稱性，其產生的應力場也是如此。

許多大型混凝土復雜構件一般處于雙向或三向受力狀態，僅用單軸拉壓試驗并不能完全反映實際結構中多軸復雜應力狀態下的強度與變形特征，因此，如何在試驗中探索出一種低對稱性或非對稱性復雜應力狀態下的混凝土試驗裝置一直以來都備注關注。

因此，目前亟需一種用于評價復雜應力狀態下混凝土性能的新型試驗裝置及方法，使其可以較為全面的反映實際結構的材料性能，且方便觀察破壞裂縫。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術中的不足，提供一種用于評價混凝土性能的試驗裝置及方法，旨在科學、方便、準確和規范地研究復雜應力狀態下混凝土的材料性能。例如，有三種配合比的水泥混凝土，使用該模具可以得出其在承受壓力、拉彎及剪力作用下的最好、最差以及一般的混凝土材料。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種用于評價混凝土性能的試驗裝置，包括厚度均為3mm的底板和斜方體模具，所述斜方體模具為平行四邊形結構，且由兩塊彎折角度為120°的鋼板通過螺栓相互連接而成，斜方體模具與底板通過螺栓相互連接，所述底板兩端通過焊接方式連接有手提支架。

優選的，所述底板的長和寬分別為300mm和180mm。

優選的，所述斜方體模具的邊長均為150mm。

優選的，所述手提支架的長和寬分別為100mm和25mm。

一種用于評價混凝土性能的試驗方法，基于用于評價混凝土性能的試驗裝置，包括以下步驟：

(1)采用ANSYS有限元分析軟件，依據Tresca屈服準則，對正方體混凝土模型和傾斜角度分別為2°、4°、6°、8°、10°、20°、30°的7個斜方體混凝土模型進行分析計算；

(2)對比分析正方體混凝土模型與不同傾斜角度的斜方體混凝土模型中最大剪應力τ_max及其分布情況，有限元計算結果表明，隨傾斜角度α的增大，斜方體混凝土模型中各節點的τ_max增大且沿鈍角對角線方向節點數增加；

(3)選用傾斜角度α＝30°的斜方體模具制作混凝土性能試驗裝置；

(4)組裝并清理混凝土性能試驗裝置，在立方體與斜方體模具內側均勻刷油，以便于拆模；

(5)按照各配合比攪拌水泥基材料，分兩次澆筑至模具中，澆筑至完成模具高度1/2處，用搗棒插搗25下后繼續澆筑至完成，成型后抹平，將試件置于振實臺上振實；

(6)將已成型的試件置于溫度20±1℃，相對濕度95％以上的標準養護室內養護24h后拆除試模；

(7)養護結束后取出試件，進行定位劃線以保證斜方體試件中間受壓部分處于壓力試驗機臺座的中央；