[實用新型]混凝土瞬態(tài)高溫變形與破壞的同步測試系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201921939815.0
• 申請日: 2019-11-12
• 公開（公告）號: CN210923335U
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張一鳴;楊雪晴;高之然
• 申請（專利權(quán)）人: 河北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01N3/18
• 分類號: G01N3/18
• 代理公司: 天津翰林知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12210
• 代理人: 付長杰

本實用新型為混凝土瞬態(tài)高溫變形與破壞的同步測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括混凝土力學(xué)性能測試試驗裝置、加熱器、隔熱板以及測量裝置，試驗裝置的加載端夾持混凝土標(biāo)準(zhǔn)試件，所述混凝土標(biāo)準(zhǔn)試件的前后兩側(cè)分別同軸固定兩個加熱器，所述加熱器為鹵素?zé)艏訜峁荜嚵校诿總€加熱器的上部朝向混凝土標(biāo)準(zhǔn)試件的方向固定隔熱板，隔熱板的高度與混凝土標(biāo)準(zhǔn)試件等高；測量裝置包含多個用于混凝土標(biāo)準(zhǔn)試件溫度測量的紅外測溫儀和多個高速攝影機，紅外測溫儀及高速攝影機的布置位置以能檢測到混凝土標(biāo)準(zhǔn)試件上的溫度及清晰拍攝到相應(yīng)的圖片信息為準(zhǔn)。該系統(tǒng)能實時測溫、同步試驗、并行記錄變形及破壞，實現(xiàn)了混凝土高溫應(yīng)變特征的同步瞬態(tài)測試。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種巖土工程技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種混凝土瞬態(tài)高溫變形與破壞的同步測試系統(tǒng)及測試方法。

背景技術(shù)

混凝土是我國各類基礎(chǔ)設(shè)施主體建設(shè)材料，混凝土在應(yīng)力作用下由于溫度變化產(chǎn)生瞬態(tài)應(yīng)變，瞬態(tài)應(yīng)變使混凝土結(jié)構(gòu)在高溫狀態(tài)下發(fā)生差異明顯的變形特征，瞬態(tài)應(yīng)變或高溫應(yīng)變統(tǒng)稱為溫度應(yīng)變(Load Induced Thermal Strain)。伴隨我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，大規(guī)模基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)蓬勃發(fā)展，特別是一大批以大型跨海工程、山嶺交通隧道及超高層超深建筑為代表的復(fù)雜地域環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施陸續(xù)興建運營，針對囊括大部分城市建筑、高溫受火混凝土變形特征亟待展開深入研究，具有顯著的經(jīng)濟和社會意義。然而，傳統(tǒng)測試混凝土高溫應(yīng)變特征實驗存在一定不足：首先，傳統(tǒng)實驗高溫試件多選用箱式電爐加熱至一定溫度，恒溫數(shù)小時，冷卻后對試件進行加載測試，這種將試件持續(xù)高溫再降溫的方式影響了試件結(jié)構(gòu)性狀，混凝土內(nèi)水分急劇減少，膠結(jié)體結(jié)晶水分解，改變了混凝土性質(zhì)，缺乏高溫同步測量，導(dǎo)致結(jié)果不準(zhǔn)確；其次，試件在升溫過程中的變形或破壞僅能用肉眼觀察，難以測量(加熱過程中試件在電爐中)。另外，眾多混凝土的高溫瞬態(tài)試驗研究中，試件加熱依舊沿用電爐，整個恒定加載過程在試驗爐中完成，僅能測量試件在恒定升溫速率下的變形，即由壓頭底端鋼架的位移傳感器獲得，混凝土高溫下的變形、破壞難以同時測量，需要分開做多組實驗才能得到，難以開展同步耦合分析。在現(xiàn)有技術(shù)中，缺乏一種混凝土瞬態(tài)高溫的實時測試的裝置，能夠?qū)⒒炷猎诟邷丨h(huán)境下的瞬態(tài)高溫應(yīng)變特征準(zhǔn)確反映出來，并且使高溫變形及破壞情況一體化顯示，將是我們研究的重要課題。

實用新型內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型擬解決的技術(shù)問題是，提供一種混凝土瞬態(tài)高溫變形與破壞的同步測試系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用鹵素?zé)艏訜崞麟S時加熱隨時實驗的特性，采用紅外測溫儀與高速攝影機同步測量的設(shè)計，實時測溫、同步試驗、并行記錄變形及破壞，實現(xiàn)了混凝土高溫應(yīng)變特征的同步瞬態(tài)測試。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用下述技術(shù)方案：

一種混凝土瞬態(tài)高溫變形與破壞的同步測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括混凝土力學(xué)性能測試試驗裝置、加熱器、隔熱板以及測量裝置，其特征在于，試驗裝置的加載端夾持混凝土標(biāo)準(zhǔn)試件，所述混凝土標(biāo)準(zhǔn)試件的前后兩側(cè)分別同軸固定兩個加熱器，所述加熱器為鹵素?zé)艏訜峁荜嚵校诿總€加熱器的上部朝向混凝土標(biāo)準(zhǔn)試件的方向固定隔熱板，隔熱板的高度與混凝土標(biāo)準(zhǔn)試件等高；隔熱板距離與試驗裝置的加載端間具有間距，測量裝置包含多個用于混凝土標(biāo)準(zhǔn)試件溫度測量的紅外測溫儀和多個高速攝影機，紅外測溫儀和高速攝影機均勻布置在混凝土標(biāo)準(zhǔn)試件前后兩側(cè)與加熱器之間的空隙周圍；紅外測溫儀及高速攝影機的布置位置以能檢測到混凝土標(biāo)準(zhǔn)試件上的溫度及清晰拍攝到相應(yīng)的圖片信息為準(zhǔn)。

一種混凝土瞬態(tài)高溫變形與破壞的同步測試方法，該方法采用上述的同步測試系統(tǒng)，方法的步驟為：

(1)制作混凝土標(biāo)準(zhǔn)試件，在試件前后表面用耐高溫涂料畫網(wǎng)格(網(wǎng)格粗細(xì)由實驗需要確定)，便于加載后變形情況的觀察及測量；

(2)將試件放在巴西劈裂試驗機上，用加熱器給試件前后表面均勻加熱，打開紅外測溫儀，實時測量試件表面溫度；

(3)待試件表面溫度達到試驗要求的初始溫度時，打開高速攝影機，同時打開試驗機，開始加載；