一種混凝土構(gòu)件徐變高溫試驗箱的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種混凝土構(gòu)件徐變高溫試驗箱，其包括徐變試驗箱、交流接觸器、溫度控制儀、干燒型電加熱管、啟動電源、數(shù)據(jù)線、電源線等設(shè)備。本發(fā)明高溫試驗箱適用所有混凝土結(jié)構(gòu)徐變試驗：包括普通混凝土結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼管混凝土結(jié)構(gòu)等；可以控制在20℃～100℃的高溫徐變試驗，即可使溫度控制在恒定的某一固定值，進行長期徐變試驗；溫度精度為1℃，實現(xiàn)溫度自動控制，在設(shè)定溫度后，無需人員操作，其可根據(jù)高溫箱內(nèi)的溫度進行自動啟動和停止，準確控制在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)；儀器易于操作，工程成本??；實現(xiàn)了混凝土構(gòu)件徐變的高溫試驗研究。
【專利說明】一種混凝土構(gòu)件徐變高溫試驗箱
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種混凝土構(gòu)件徐變高溫試驗箱。
【背景技術(shù)】
[0002]徐變是在持續(xù)荷載作用下，混凝土結(jié)構(gòu)的變形隨時間不斷增加的現(xiàn)象。通?；炷两Y(jié)構(gòu)徐變比彈性變形大I?3倍，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中徐變是必須要考慮的重要因素。影響普通混凝土(素混凝土)徐變的內(nèi)部原因有:水泥、骨料、水膠比、灰漿率、外加劑、粉煤灰等；影響混凝土(素混凝土)徐變的外部因素有:加載齡期、加載應(yīng)力、持續(xù)時間、相對濕度、溫度、時間尺寸，形狀、浸泡介質(zhì)、碳化等。而影響鋼管混凝土的因素既有上述中的部分因素，又有其鮮明的特征，如濕度影響沒有，而含鋼率則有影響。針對影響混凝土結(jié)構(gòu)徐變的不同影響因素，可以使試驗優(yōu)化，比如在其它因素不變的情況下，改變一種因素，對混凝土結(jié)構(gòu)徐變進行研究，從而得出其影響程度，如改變水灰比、改變骨料，改變外加劑、改變試件尺寸、改變持續(xù)時間及加載應(yīng)力等，這些均較容易實現(xiàn)，目前有較為成熟的試驗方法。但由于溫度對混凝土構(gòu)件徐變影響非常明顯，溫度對混凝土構(gòu)件徐變的影響成為當前混凝土研究的一個重要領(lǐng)域，特別是在特殊的氣候環(huán)境下，如高溫、低溫或溫差較大的地區(qū)，準確確定混凝土結(jié)構(gòu)的徐變性能，成為這些地區(qū)必須考慮的問題。由于混凝土結(jié)構(gòu)分布在不同地區(qū)，各地區(qū)的溫度有很大區(qū)別，不同地區(qū)由于溫度不同，不能用一種溫度試驗得到的混凝土徐變性能對全國的混凝土結(jié)構(gòu)徐變進行設(shè)計。系統(tǒng)深入的研究混凝土構(gòu)件收縮徐變是混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工中必須解決的問題。
[0003]針對混凝土結(jié)構(gòu)徐變國內(nèi)外學(xué)者作了許多有意義的探索，如一種混凝土徐變試驗系統(tǒng)、一種混凝土受壓徐變儀、一種混凝土構(gòu)件徐變試驗加載器、混凝土受壓徐變試驗測試儀等，這些有意義的研究和發(fā)明，在不同的混凝土工程中發(fā)揮了重要的作用。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)之一:一種混凝土徐變試驗系統(tǒng)，提供一種混凝土徐變試驗系統(tǒng)，包括機座、絲杠、頂板、電液伺服作動器、應(yīng)變計、荷載傳感器及碟形彈簧，所述絲杠底部固定于機座，所述頂板固定于絲杠頂部，所述絲杠上安裝可移動的下壓板及上壓板，所述碟形彈簧設(shè)置在上壓板和頂板之間，所述荷載傳感器裝設(shè)于上壓板底部，所述應(yīng)變計嵌入試件中，所述電液伺服作動器設(shè)置在機座與下壓板之間。通過在試件上部采用碟形彈簧實現(xiàn)反力加載，底部采用電液伺服作動器加載，可實現(xiàn)直接測量全級配混凝土的徐變特性，較為真實地反映全級配混凝土的徐變特性，使工程設(shè)計更安全可靠和經(jīng)濟合理。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)一存在以下缺點:
[0006]1、技術(shù)一提供了 一種做徐變的試驗箱器，可以按照規(guī)范控制在20 ± 2°C，無法實現(xiàn)高溫的混凝土徐變試驗。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)之二:一種混凝土受壓徐變儀。包括上底板、千斤頂、上中板、試件墊板、下中板、彈簧、下底板、立柱和固定螺母；其特征在于立柱為可容納多個試件的加長立柱，在兩個試件間設(shè)有滑動塊，在疊放試件的上、下端面有鋼球?；瑒訅K為三角形，并卡在立柱上固定。本發(fā)明的混凝土受壓徐變儀在原有徐變儀結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，采用加長立柱，使徐變儀試驗容量增加，對疊放試件的上、下端面采用鋼球與約束滑塊產(chǎn)生軸向傳遞荷載，同時對試件在高荷載作用下的偏心具有一定的扶持作用，保證安全生產(chǎn)，并提高設(shè)備的利用率，減少投資。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)二的缺點同技術(shù)一相同。
[0009]現(xiàn)有技術(shù)之三:一種混凝土構(gòu)件徐變試驗加載器，包括剛架、杠桿、千斤頂和支座。剛架固定在支座上，杠桿的一端鉸接在剛架的立柱上，杠桿下方放置千斤頂，千斤頂放置在支座上。旨在提供一種加載方便快捷、加載噸位大的構(gòu)件徐變加載器，利用杠桿原理，配合千斤頂可方便快捷地對構(gòu)件施加恒荷載，加載量大，大大減輕勞動強度，試驗數(shù)據(jù)準確可靠，解決了傳統(tǒng)加載設(shè)備無法長期對構(gòu)件施加大噸位荷載及加載不均衡的難題。
[0010]現(xiàn)有技術(shù)三的缺點同技術(shù)一相同。
[0011]現(xiàn)有技術(shù)之四:一種混凝土受壓徐變試驗測試儀，包括位移傳感器，荷載傳感器，其特征在于，還包括約束框架，約束框架兩端分別安裝有荷載施加裝置和彈性蓄能裝置，荷載傳感器位于荷載施加裝置和彈性蓄能裝置之間，荷載傳感器與荷載施加裝置或彈性蓄能裝置連接，位移傳感器安裝于待測試件表面，位移傳感器和荷載傳感器與多元數(shù)據(jù)自動采集儀連接?；炷潦軌盒熳冊囼灉y試儀操作方便、數(shù)據(jù)自動采集的高精度、低成本、在試驗過程中可維持荷載穩(wěn)定。
[0012]現(xiàn)有技術(shù)四的缺點同技術(shù)一相同。
[0013]通過以上現(xiàn)有技術(shù)的查新及目前國內(nèi)外混凝土構(gòu)件徐變試驗箱器的查閱發(fā)現(xiàn)，目前沒有任何實現(xiàn)混凝土構(gòu)件徐變高溫的試驗箱，但是，實際混凝土構(gòu)件徐變均在自然條件下經(jīng)歷高溫，開展混凝土構(gòu)件高溫的試驗是結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工、運營必須要解決的問題，而發(fā)明一種適應(yīng)混凝土構(gòu)件徐變高溫的試驗箱也是混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)展必須經(jīng)歷的一個過程，本發(fā)明從無到有創(chuàng)造了一種混凝土構(gòu)件徐變高溫的試驗箱。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對目前沒有可以實現(xiàn)混凝土構(gòu)件徐變高溫試驗箱的現(xiàn)狀，提供一種結(jié)構(gòu)可行，設(shè)計合理，能夠滿足混凝土構(gòu)件徐變高溫試驗的一種混凝土構(gòu)件徐變高溫試驗箱。
[0015]一種混凝土構(gòu)件徐變高溫試驗箱，其包括:1_試驗箱體、2-溫度控制儀、3-交流接觸器、4-空氣開關(guān)、5-干燒型電加熱器、6-啟動電源、7-數(shù)據(jù)線及線纜等設(shè)備組件，一種混凝土構(gòu)件徐變高溫試驗箱的系統(tǒng)構(gòu)造圖見附圖1。
[0016]所述的混凝土構(gòu)件徐變高溫試驗箱，其中所述的1-試驗箱體為長X寬X高=1.1mXl.lmX2.2m的，試驗箱體構(gòu)造圖見附圖2。試驗箱體由7-數(shù)據(jù)線及線纜、9-試驗箱框架、10-保溫板、11-觀察窗、12-試驗箱門體等組成。其中9-試驗箱框架由75mmX75mmX 1250mm方鋼通過焊接構(gòu)成試驗箱的框架，為主要受力部分；10_保溫板是由兩層成型金屬面板和直接在面板中間發(fā)泡、熟化成型的高分子隔熱內(nèi)芯組成，填充系統(tǒng)使用的也是閉泡分子結(jié)構(gòu)，可以杜絕水汽的凝結(jié)，外層鋼板的成型充分考慮了結(jié)構(gòu)和強度要求，并兼顧美觀，內(nèi)面層成型為平板以適應(yīng)鋪設(shè)5-干燒型電加熱器的需要，5-干燒型電加熱器干燒加熱管采用優(yōu)質(zhì)不銹鋼、改性氧化鏷粉、高電阻電熱合金絲、不銹鋼散熱片等材料，通過先進的生產(chǎn)設(shè)備和工藝制作而成，并進行了嚴格的質(zhì)量管理，該系列產(chǎn)品可以安裝在吹風管道中或其它靜止、流動空氣的加熱場合，干燒加熱器優(yōu)點:1、翅片干燒加熱器與普通光管相比散熱面積增加了 2.5?4倍，則表面負荷比光管增加了 2?3倍；2、由于散熱片電加熱器件的長度縮短，使將其本身的熱損失減小。5-干燒型電加熱器的布置形式見附圖
3。8-溫度綜合控制系統(tǒng)有13-控制箱、2-溫度控制儀、3-交流接觸器、4-空氣開關(guān)，控制箱及各組件構(gòu)造見附圖4，8_溫度綜合控制系統(tǒng)通過試驗箱內(nèi)安裝的13-鉬電阻溫度傳感裝置，把溫度信號變換成電信號，通過單片機電路控制繼電器使得混凝土構(gòu)件徐變箱實現(xiàn)加熱(或斷電)，即實現(xiàn)恒溫和加溫的控制；8_溫度綜合控制系統(tǒng)內(nèi)安裝啟動5-干燒型電加熱器的交流電解的3-交流接觸器實現(xiàn)開閉總電路，4-空氣開關(guān)實現(xiàn)開閉分電路。11-觀察窗及試驗門體尺寸見附圖2，10-觀察窗為雙層真空玻璃窗，試驗門體的材料為夾芯板。
[0017]所述的混凝土構(gòu)件徐變高溫試驗箱，其中所述5-干燒型電加熱器等設(shè)備組件安裝在試驗箱箱除去門內(nèi)側(cè)以外的三個內(nèi)壁上，每個內(nèi)壁并聯(lián)兩個5-干燒型電加熱器，每兩個一組。當啟動電源時，2-溫度控制儀會通過箱內(nèi)12-鉬電阻溫度傳感裝置，把溫度信號變換成電信號從而屏幕顯示箱內(nèi)溫度，當箱內(nèi)溫度低于實驗設(shè)置溫度時，3-交流接觸器內(nèi)的線圈會自動通電，在鐵芯中產(chǎn)生磁通及電磁吸力，此電磁吸力克服彈簧反力使得銜鐵吸合，帶動觸點機構(gòu)動作，常閉觸點打開，互鎖或接通電路。電路接通后可通過空氣開關(guān)控制開通幾組干燒型電加熱器，以滿足實驗所需控制溫度。
[0018]一種上述混凝土構(gòu)件徐變高溫試驗箱的使用方法，按照試驗?zāi)康募霸O(shè)計要求將混凝土類結(jié)構(gòu)試件澆筑加工好，按照《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法標準》(GBT50082-2009)、《中國工程建設(shè)標準化協(xié)會標準.鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工規(guī)程》(CECS28:90)等規(guī)范規(guī)程下，將制作好的試件加載在彈簧式壓縮徐變儀上，將混凝土構(gòu)件徐變高溫試驗箱移動，使彈簧式壓縮徐變儀位置在混凝土構(gòu)件徐變高溫試驗箱中間位置，關(guān)上箱門體，通過溫度控制綜合系統(tǒng)設(shè)置徐高溫度范圍，并啟動混凝土構(gòu)件徐變高溫試驗箱中控溫裝置，進行高溫或某一恒溫下混凝土構(gòu)件試件的徐變性能試驗。
[0019]針對目前無法實現(xiàn)高溫徐變試驗的現(xiàn)狀，特別是鋼筋混凝土、鋼管混凝土等對溫度非常敏感的構(gòu)件中，應(yīng)用目前現(xiàn)有的徐變試驗方法無法實現(xiàn)高溫的試驗，在這種條件下，通過對混凝土構(gòu)件徐變高溫試驗箱深入的可行性分析和方案設(shè)計研究，以實現(xiàn)混凝土構(gòu)件徐變高溫試驗為目的，通過設(shè)計一種即可以滿足溫控制，又可以滿足徐變試驗的要求，設(shè)計一種混凝土構(gòu)件徐變高溫試驗箱。在室內(nèi)進行了多種設(shè)計方案比選，材料、設(shè)備性能的選定及大量試驗，通過不同設(shè)計方案的優(yōu)化，分析溫度控制的可行性，得出最優(yōu)化的混凝土構(gòu)件徐變高溫試驗箱的設(shè)計構(gòu)造，新研制的混凝土構(gòu)件徐變高溫試驗箱以滿足不同溫度(20°C?100°C )的高溫或恒溫試驗的要求。
[0020]在高溫的實現(xiàn)過程中，由于徐變試驗所需時間較長，對試驗箱的運轉(zhuǎn)性能、溫度穩(wěn)定性、溫度的可控性、高溫的實現(xiàn)等，這些特殊的試驗條件為徐變高溫試驗箱的研制提出了新的考驗，如何保證各設(shè)備長達36個月及更長時間的使用、如何保證試驗箱2.226m3這樣大的空間內(nèi)實現(xiàn)溫度的穩(wěn)定性、如何滿足混凝土類結(jié)構(gòu)徐高溫度的可控性，實現(xiàn)模擬外界高溫的要求、如何實現(xiàn)100°C的高溫要求成為新的難題，在這些條件下，本發(fā)明在試驗過程中得到“長江學(xué)者和創(chuàng)新團隊發(fā)展計劃資助(IRT1139)及蘭州交通大學(xué)青年科學(xué)基金(2012028)”資助，根據(jù)大量設(shè)計方案比選、設(shè)備性能穩(wěn)定性測試、試驗箱高溫試驗研究，證實混凝土構(gòu)件徐變高溫試驗箱可以實現(xiàn)徐高溫度的高溫要求，使試驗數(shù)據(jù)滿足設(shè)計、研究、施工、使用的要求。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0021]圖1是本發(fā)明實施例提供的試驗箱系統(tǒng)構(gòu)造圖；
[0022]圖中:1、試驗箱體；2、溫度控制儀；3、交流接觸器；4、空氣開關(guān)；5、干燒型電加熱器；6、電源；7、數(shù)據(jù)線及線纜；8、溫度控制系統(tǒng)。
[0023]圖2是本發(fā)明實施例提供的試驗箱體構(gòu)造圖；
[0024]圖中:8、溫度控制系統(tǒng)；9、試驗框架；10、保溫板；11、觀察窗；12、試驗箱門體；13、鉬電阻溫度傳感器。
[0025]圖3是本發(fā)明實施例提供的干燒型電加熱器的布置形式圖；
[0026]圖中:5、干燒型電加熱器；10、保溫板。
[0027]圖4是本發(fā)明實施例提供的溫度綜合控制系統(tǒng)控制箱構(gòu)造圖；
[0028]圖中:2、溫度控制儀；3、交流接觸器；4、空氣開關(guān)；13、鉬電阻溫度傳感器。
【具體實施方式】
[0029]以下結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明進行說明。
[0030]實施例1
[0031]本實施例混凝土構(gòu)件徐變高溫試驗箱主要構(gòu)件包括:試驗箱體、交流接觸器、溫度控制儀、溫度測試器、干燒型電加熱管、空氣開關(guān)、啟動電源、數(shù)據(jù)線、電源線、等設(shè)備組件。
[0032]實施例2
[0033]1、將各組件按照圖1?圖4進行安裝；
[0034]2、移動混凝土構(gòu)件徐變高溫試驗箱，使加載混凝土類結(jié)構(gòu)好的彈簧式壓縮徐變儀在其正中，開啟并設(shè)置相關(guān)設(shè)備，進行徐變試驗。
[0035]混凝土構(gòu)件徐變高溫試驗箱主要作用:
[0036]I)可進行混凝土構(gòu)件的徐變試驗:包括普通混凝土結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼管混凝土結(jié)構(gòu)(圓鋼管混凝土、方鋼管混凝土)等與混凝土有關(guān)的結(jié)構(gòu)的徐變試驗；
[0037]2)可將溫度控制在20°C?100°C范圍內(nèi)；
[0038]3)可進行控制溫度內(nèi)的某一恒定溫度的徐變試驗；
[0039]4)可進行控制溫度內(nèi)的任一變化溫度范圍內(nèi)的試驗；
[0040]5)可進行6個月?36個月的徐變高溫試驗，實現(xiàn)模擬高溫對混凝土結(jié)構(gòu)徐變影響的試驗；
[0041]6)可實現(xiàn)溫度測量精度為I °C的徐變試驗；
[0042]7)在設(shè)定溫度后，無需人員操作，其可根據(jù)高溫箱內(nèi)的溫度進行自動啟動和停止(包括實現(xiàn)人為停機延時)，準確控制在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)。
[0043]有益效果:
[0044]1、本發(fā)明解決了混凝土構(gòu)件實現(xiàn)高溫的試驗；
[0045]2、本發(fā)明試驗箱適用任何混凝構(gòu)件徐變高溫試驗；
[0046]3、本發(fā)明試驗箱各組件安裝簡單，操作方便；
[0047]4、本發(fā)明試驗箱實現(xiàn)數(shù)據(jù)自動采集的高精度、工程成本增加?。籟0048]5、本發(fā)明試驗箱對噪音小，不會造成環(huán)境的噪音污染。
[0049]應(yīng)當理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種混凝土構(gòu)件徐變高溫試驗箱，包括徐變試驗箱、交流接觸器、溫度控制儀、干燒型電加熱管、空氣開關(guān)、啟動電源、數(shù)據(jù)線、電源線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土構(gòu)件徐變高溫試驗箱，其特征在于，其中所述試驗箱的尺寸為長X寬X高=1.1mXl.lmX2.2m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土構(gòu)件徐變高溫試驗箱，其特征在于，其中所述實現(xiàn)了所有混凝土構(gòu)件的徐變試驗:包括普通混凝土結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼管混凝土結(jié)構(gòu)等與混凝土有關(guān)的構(gòu)件的徐變試驗。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土構(gòu)件徐變高溫試驗箱，其特征在于，其中所述實現(xiàn)了徐變試驗溫度控制在20°C?100°C范圍內(nèi)。實現(xiàn)了加熱模式自動控制，即徐變試驗即可固定在控制溫度的某一范圍內(nèi)，進行長期試驗。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土構(gòu)件徐變高溫試驗箱，其特征在于，其中所述溫度測量精度為1°C，實現(xiàn)溫度自動控制，在設(shè)定溫度后，無需人員操作，其可根據(jù)高溫箱內(nèi)的溫度進行自動啟動和停止(包括實現(xiàn)人為停機延時)，準確控制在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)。
6.一種權(quán)利要求1?5任一所述混凝土結(jié)構(gòu)徐變高溫試驗箱的使用方法，其特征在于，在混凝土構(gòu)件徐變試驗用所述的混凝土構(gòu)件徐變高溫試驗箱。
【文檔編號】G01N3/18GK103674724SQ201310499065
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年10月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月21日
【發(fā)明者】張戎令, 王起才, 馬麗娜, 楊陽, 呂英明, 葛勇, 祁璐帆, 張華 , 黨振峰, 郭健, 鄧曉 申請人:蘭州交通大學(xué)