一种模拟环境作用的混凝土徐变测试装置的制作方法

1.本实用新型涉及混凝土徐变测试装置技术领域，特别涉及一种模拟环境作用的混凝土徐变测试装置。


背景技术：

2.混凝土在荷载保持不变的情况下随时间而增长的变形称为徐变。混凝土在工程中的应用场景广泛，大量的应用于桥梁、建筑和海洋工程等，其所处环境多种多样，诸如桥梁和建筑常处于日晒雨淋的环境，海洋工程常浸泡于海水环境等。不同的环境对混凝土的影响不同，其产生的附加徐变也不同。
3.专利公布号为cn113310811a的专利公开了一种可调控温湿度及荷载的水泥基材料轴压徐变测试装置，其测试过程中的温度和湿度易受所处环境的影响，不能准确的模拟所需环境。专利公布号为cn104483204a的专利公开了一种高温环境下的混凝土受压徐变试验装置，其仅能模拟混凝土徐变的高温环境，但是，对混凝土服役环境的模拟不够充分。专利公布号为cn107860644b的专利公开了一种可模拟自然环境条件的混凝土徐变试验装置，该装置安装了喷头，可模拟降雨环境，但是，其不能模拟混凝土处于积水浸泡的环境，也不能模拟海洋环境，对混凝土不同服役环境的模拟不够充分，而且，该装置的加载方法较为复杂。
4.混凝土的徐变过程通常受到服役环境的作用，而现有的测试方法尚未考虑环境作用对混凝土徐变的影响。因此，如何准确的模拟混凝土徐变过程中的环境，并对混凝土徐变进行准确测试，是亟需解决的工程问题。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术存在的技术问题，本实用新型提供了一种模拟环境作用的混凝土徐变测试装置，其能够模拟混凝土徐变过程中的服役环境，并对环境作用下的混凝土徐变进行测试，得到与工程使用情况相符合的测试结果。
6.为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：
7.一种模拟环境作用的混凝土徐变测试装置，包括环境模拟箱、徐变仪和上位机；
8.所述环境模拟箱包括箱体以及设置于箱体内部的温度调节器和水槽；
9.所述徐变仪放置于所述水槽内；所述徐变仪包括底板以及竖直设置于底板的若干个竖杆，所述竖杆外从下至上依次设置有弹簧、下压板和上压板，所述下压板和上压板之间设置有混凝土试件，所述混凝土试件的内部埋设有应变计，所述混凝土试件的顶部设置有压力传感器；
10.所述上位机分别与应变计和压力传感器连接。
11.进一步的，所述箱体为不锈钢制成的上盖可开合的长方体结构。
12.进一步的，所述温度调节器安装在箱体内部上顶面，所述温度调节器的温度调节范围为-20℃～60℃，能够在低温下对保水混凝土进行徐变测试；所述温度调节器的开关安
装在箱体外部的侧面，所述开关标有刻度，用于对温度调节器进行温度调节。
13.进一步的，所述水槽安装在箱体内部下底面，所述水槽为不锈钢制成的上部开口的长方体结构。
14.进一步的，所述混凝土试件的顶部设置有上垫块，所述混凝土试件的底部设置有下垫块，具体的，下垫块安装在下压板的顶部。
15.进一步的，所述压力传感器安装于上压板的底面，并且压力传感器的探头与上垫块的顶面接触。
16.进一步的，所述底板的底面安装有圆台形支座，用于实现徐变仪的支撑和固定。
17.进一步的，所述竖杆的底端与螺母连接，所述竖杆的上部安装有两个调节螺母，两个调节螺母分别位于上压板的上下两侧，用于调节上压板和下压板之间的距离，具体的，螺母位于底板的底面。
18.优选的，所述竖杆设置有4个，所述下压板和上压板均为方形钢板，4个竖杆分别穿过下压板和上压板的4个角。
19.优选的，所述应变计通过振弦式采集仪与上位机连接，所述压力传感器通过数字变送器与上位机连接。
20.本实用新型的有益效果：
21.1)本实用新型操作简便、科学合理，能够模拟实际工程工况，能够准确模拟不同环境作用对混凝土徐变过程的影响。
22.2)本装置可以对环境作用下的混凝土徐变进行准确测试，获得不同环境作用下的混凝土徐变测试数据，徐变测试数据为应变计采集的混凝土试件的应变数据。
23.3)本实用新型通过拧紧调节螺母获得所需压力的加载方式简单快捷且数据采集方便。
24.本实用新型的其他特征和优点将在下面的具体实施方式中部分予以详细说明。
附图说明
25.图1是本实用新型实施例提供的一种模拟环境作用的混凝土徐变测试装置的结构示意图；
26.图2是本实用新型实施例提供的箱体的结构示意图；
27.图3是本实用新型实施例提供的温度调节器的结构示意图；
28.图4是本实用新型实施例提供的水槽的结构示意图；
29.图5是本实用新型实施例提供的开关的结构示意图；
30.图6是本实用新型实施例提供的徐变仪的结构示意图；
31.图7是本实用新型实施例提供的底板、圆台形支座和螺母的设置示意图。
32.说明书附图中的附图标记包括：
33.1-箱体，2-温度调节器，3-水槽，4-开关，5-徐变仪，6-圆台形支座，7-螺母，8-底板，9-弹簧，10-下压板，11-竖杆，12-上压板，13-调节螺母，14-下垫块，15-混凝土试件，16-应变计，17-上垫块，18-探头，19-压力传感器。
具体实施方式
34.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。
35.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
36.在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
37.为了解决现有技术存在的问题，如图1至图7所示，本实用新型提供了一种模拟环境作用的混凝土徐变测试装置，包括环境模拟箱、徐变仪5和上位机；
38.环境模拟箱包括箱体1以及设置于箱体1内部的温度调节器2和水槽3；
39.徐变仪5放置于水槽3内；徐变仪5包括底板8以及竖直设置于底板8的若干个竖杆11，竖杆11外从下至上依次设置有弹簧9、下压板10和上压板12，下压板10和上压板12之间设置有混凝土试件15，混凝土试件15的内部埋设有应变计16，混凝土试件15的顶部设置有压力传感器19；
40.上位机分别与应变计16和压力传感器19连接。
41.本实用新型中，箱体1为不锈钢制成的上盖可开合的长方体结构。温度调节器2安装在箱体1内部上顶面，温度调节器2的温度调节范围为-20℃～60℃，能够在低温下对保水混凝土进行徐变测试；温度调节器2的开关4安装在箱体1外部的侧面，开关4标有刻度，用于对温度调节器2进行温度调节。水槽3安装在箱体1内部下底面，水槽3为不锈钢制成的上部开口的长方体结构。
42.本实施例中，如图2所示，箱体1外部尺寸为3000mm
×
2000mm
×
1200mm，内部尺寸为2960mm
×
1960mm
×
1160mm，厚度20mm。如图3所示，温度调节器2可采用半导体空调，型号为ahp-1200。如图4所示，水槽3的外部尺寸为2500mm
×
2000mm
×
600mm，内部尺寸为2460mm
×
1960mm
×
580mm，厚度为20mm。如图5所示，开关4的底座尺寸为300mm
×
200mm
×
30mm，旋钮半径为60mm，厚30mm。
43.本实用新型中，混凝土试件15的顶部设置有上垫块17，混凝土试件15的底部设置有下垫块14，具体的，下垫块14安装在下压板10的顶部。压力传感器19安装于上压板12的底面，并且压力传感器19的探头18与上垫块17的顶面接触。底板8的底面安装有圆台形支座6，用于实现徐变仪5的支撑和固定。竖杆11的底端与螺母7连接，竖杆11的上部安装有两个调节螺母13，两个调节螺母13分别位于上压板12的上下两侧，用于调节上压板12和下压板10之间的距离，具体的，螺母7位于底板8的底面。竖杆11设置有4个，下压板10和上压板12均为方形钢板，4个竖杆11分别穿过下压板10和上压板12的4个角。应变计16通过振弦式采集仪与上位机连接，压力传感器19通过数字变送器与上位机连接。
44.本实施例中，如图6和图7所示，圆台形支座6上底半径为25mm，下底半径为45mm，高
50mm；螺母7半径为45mm，厚度为20mm，起固定作用；底板8为尺寸640mm
×
640mm
×
20mm的钢板；弹簧9的螺距为20mm，圈数为10；下压板10为尺寸450mm
×
450mm
×
20mm的钢板；竖杆11半径为25mm，长为795mm；上压板12为尺寸450mm
×
450mm
×
20mm的钢板；调节螺母13半径为45mm，厚度为20mm；下垫块14为尺寸200mm
×
200mm
×
20mm的钢板；混凝土试件15为尺寸100mm
×
100mm
×
300mm的标准试件；应变计16为预埋式应变计16，优选的，应变计16采用振弦式内埋应变计；上垫块17为半径100mm、厚度20mm的钢板；压力传感器19的半径为50mm，厚度为40mm，其探头18为半径为25mm的半球体。
45.本实用新型一种模拟环境作用的混凝土徐变测试装置的测试过程：
46.s1、将待测试的混凝土试件15安装在徐变仪5内，徐变仪5对混凝土进行加载，具体的，通过拧紧调节螺母13对混凝土试件15进行加载，弹簧9能够保证混凝土试件15受力均匀，同时，压力传感器19采集混凝土试件15的应力数据并通过数字变送器传送到上位机进行显示和存储，当上位机上显示应力数据达到设定的应力值时，停止调整调节螺母13，保持当前的应力不变；
47.s2、混凝土试件15安装完成后，将混凝土试件15和徐变仪5的整体放入环境模拟箱的水槽3中，水槽3内根据模拟环境要求放入水或掺有nacl和nahco3溶液等，来模拟雨水或海水对混凝土试件15的浸湿作用，在测试时，可以通过加入水或溶液的多少来模拟水位；当模拟干湿交替的环境时，将水或溶液抽出，隔一定时间再注入水或溶液，如此循环；
48.s3、通过旋转开关4控制环境模拟箱内的温度调节器2，对环境模拟箱内温度进行调节，将环境模拟箱内的温度调节至设定环境温度，用以模拟混凝土试件15服役过程的温度场景；
49.s4、保持混凝土试件15在上述测试环境中至设定时间，同时，通过应变计16采集混凝土试件15的形变数据，并通过振弦式采集仪发送到上位机进行显示和存储。
50.本实用新型实际测试时，可以同时对多个混凝土试件15进行测试，进行多个测试时，将多个混凝土试件15分别安装入徐变仪5，再将多个安装有混凝土试件15的徐变仪5同时放入水槽3内，进行测试，当然，各个混凝土试件15可以加载相同或者不同的应力。根据应变计16采集的形变数据即可得到不同模拟环境作用下混凝土徐变测试数据，根据形变数据与测试时间的关系即可得到不同模拟环境作用下混凝土的徐变过程。
51.本实用新型是基于工程实际问题而提出，并结合混凝土服役环境的特点，来模拟混凝土服役环境，具有显著的科学性和合理性，采用本实用新型提供的测试装置能够准确的模拟混凝土服役环境，并能对环境作用下的混凝土徐变进行准确测试，而且加载方式简单快捷，操作简单、方便。
52.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。