[發明專利]侵蝕服役環境下混凝土受壓持荷與徐變性能測試裝置及其操作方法

在審

• 申請號: 202010587973.5
• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111707545A
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 葛文杰;王彥銘;王儀;嚴衛華;宋婉蓉;郭輝;曹大富;陸偉剛
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/02
• 代理公司: 揚州蘇中專利事務所(普通合伙) 32222
• 代理人: 許必元

侵蝕服役環境下混凝土受壓持荷與徐變性能測試裝置及其操作方法，四根預應力精軋螺紋鋼筋依次穿過兩塊正方形鋼板，兩塊正方形鋼板的外側端分別設有與對應預應力精軋螺紋鋼筋旋接的精軋螺母；所述圓柱形鋼套筒位于左側正方形鋼板與混凝土受壓試件左端面之間，所述圓柱形鋼套筒的外表面貼有應變片，該應變片通過連接導線與電阻應變儀相連接，所述混凝土受壓試件的兩端分別設有千分表。在正常使用狀態下的持續荷載通過裝置一端的拉拔儀施加，拉拔儀推動正方形鋼板對試件施加壓力，再緊固精軋螺母實現持荷。持續荷載大小通過電阻應變儀得出，輕微旋轉精軋螺母實現對荷載的微調。同時持荷裝置也可兼做測試裝置，用于測試侵蝕服役環境下試件的徐變性能和受壓持荷。

技術領域

本發明屬于土木工程測試領域，具體涉及侵蝕服役環境下混凝土受壓持荷與徐變性能測試裝置及其操作方法，尤其適用于研究混凝土受壓試件在荷載與侵蝕環境耦合作用下受壓持荷與徐變性能測試試驗裝置及其操作方法。

背景技術

混凝土結構因性能優越、造價低、施工簡單而被廣泛應用于城市建筑、道路橋梁、港口堤壩、海底隧道等建設項目中，是目前應用最為廣泛的結構形式之一。然而，隨著混凝土結構應用范圍和服役時間的不斷增長，混凝土材料發生徐變、力學性能下降，部分結構或構件由于各種各樣的原因發生過早破壞，達不到預定的設計使用壽命，除了結構設計抗力不足之外，更多的原因則是由于結構的耐久性不足導致。混凝土結構的耐久性是指結構及其各組成部分，在所處的自然環境和使用條件等因素的長期作用下，能夠抵抗材料性能劣化且不需花費大量資金維修，仍能維持結構安全性、適用性和外觀要求的能力。影響混凝土結構耐久性下降的因素主要包括：混凝土的碳化、化學腐蝕、凍融循環破壞、堿集料反應等。海工混凝土結構服役環境惡劣，不僅遭受海洋環境因素如溫度、濕度變化、氯離子侵蝕，而且還承受一些長期荷載的作用。在侵蝕環境服役下的混凝土結構，力學性能下降致使結構承載能力下降，混凝土材料發生徐變使結構產生內力重布、預應力混凝土結構產生預應力損失。這些荷載與侵蝕環境的耦合作用，導致混凝土結構在設計使用期內出現保護層剝落、鋼筋銹蝕和預應力損失等問題，結構過早發生材料劣化、承載能力下降，最終喪失結構的耐久性能，已成為影響混凝土結構使用壽命的重要問題。

侵蝕服役環境混凝土結構因耐久性不足而破壞情況十分普遍，造成了巨大的工程損失，特別是海工混凝土結構的耐久性問題導致的損失更為明顯，并且表現出逐年加劇的趨勢。隨著我國對外貿易和海洋經濟的快速發展，港口、近岸工程及海洋工程建設中發揮了越來越重要的作用，處于海洋環境下的港口碼頭、跨海跨江大橋、海底隧道、石油鉆井平臺等海工結構基本仍以鋼筋混凝土結構為主要結構形式。因此，需要對荷載與侵蝕環境的耦合作用下混凝土結構、構件的耐久性進行研究。

近些年來，人們對混凝土受壓試件在持續荷載下的長期性能尤其是在侵蝕服役環境（荷載與侵蝕環境耦合作用）下的力學性能與耐久性進行了一些研究，但是不同研究者選用的試驗方法與試驗設備各不相同，難以進行橫向比較。已有的持荷裝置雖然能夠實現持荷加載，但也存在著很多缺點有待研究解決。如運用杠桿加載方式進行加載，用于加載的重物容易受環境影響而變化，不夠安全；試驗裝置需要用到反力架，所占空間較大。在以往研究中，對混凝土受壓試件在荷載長期作用下耐久性研究的持荷裝置體積大、長期占用實驗室常用設備，如荷載傳感器等。因此亟需制定一套簡便快捷的侵蝕服役環境下混凝土受壓持荷與徐變性能測試試驗裝置。

發明內容

本發明針對已有混凝土受壓持荷裝置，加載時需要同時擰動端部的四個螺母、需要兩人配合完成導致試驗操作過程較為復雜的問題，提供了一種采用拉拔儀的方法。通過拉拔儀對試件施加荷載，降低了試驗操作難度，節省了人力。該套持荷裝置能提供穩定、有效的持續荷載。同時持荷裝置也可兼做測試裝置，用于測試侵蝕服役環境下試件的徐變性能和受壓持荷。

此裝置不需要采用單獨的荷載傳感器，采用圓柱形鋼套筒外貼應變片的方法使其用做荷載傳感器，簡化了試驗裝置，降低了長期持荷需占用大量荷載傳感器的成本問題。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：