酸雨、濕熱、機械載荷耦合作用模擬試驗裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開一種酸雨、濕熱、機械載荷耦合作用模擬試驗裝置，該裝置包括模擬箱體、降雨系統、循環供水系統、循環加熱系統、加載系統、控制系統。本發明的優點在于：通過外設的拉力傳感器監控施加荷載，避免拉力傳感器受腐蝕和受溫度影響。降雨系統可通過調節水流的流量，模擬不同雨量的強度。加熱循環系統可使用箱體內空氣均勻升溫。控制系統可使噴淋和加熱自動化控制，不需要人工值守，可大大降低勞動強度，適合長時間模擬多因素環境試驗。
【專利說明】酸雨、濕熱、機械載荷耦合作用模擬試驗裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及土木工程領域，更具體的說，涉及一種酸雨，濕熱和載荷耦合作用下的模擬試驗裝置，尤其適用于鋼筋混凝土構件在多因素影響下耐久性試驗場合。
【背景技術】
[0002]酸雨是一種強侵蝕性的酸性介質，會使混凝土結構收侵蝕而過早退出服役。針對混凝土酸雨侵蝕的研究，目前大都著眼于酸雨侵蝕性介質的影響。很少關注酸雨環境中機械載荷，溫濕度變及其復合作用下對構件服役性能的影響。目前還未出現模擬這三種因素的試驗裝置。所以針對上述問題研制相應的模擬試驗裝置是十分必要的。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提供一種酸雨、濕熱、機械載荷耦合作用模擬試驗裝置，該裝置能夠解決實驗室條件下研究酸雨，濕熱和載荷等多因素耦合作用對混凝土結構損傷的問題。
[0004]本發明的技術方案為:一種酸雨、濕熱、機械載荷耦合作用模擬試驗裝置，該裝置包括模擬箱體、降雨系統、循環供水系統、循環加熱系統、加載系統、控制系統，循環供水系統包括水箱、閥門、流量計、磁力驅動循環泵、輸水管道；循環供熱系統包括風道、加熱器、防腐軸流風機。加載系統包括立柱、拉力傳感器、顯示儀表、反力鋼梁、螺旋千斤頂；立柱和拉力傳感器位于模擬箱體外側；模擬箱體內設有降雨器和反射板，降雨器是由PVC管相互連接而成，且在管上每隔十五厘米就打上一個向上的孔，所有孔大小一致，且在一條直線上，設地模擬箱體的上部，反射板借用模擬箱體的頂板，降雨器通過輸水管道與水箱連接，輸水管道上還設有流量計、閥門、磁力驅動循環泵，模擬箱體的底部設有排水管，排水管連通水箱。模擬箱體的外兩側設有立柱，立柱上設有拉力傳感器，立柱之間設反力鋼梁，反力鋼梁穿過模擬箱體，反力鋼梁下連接設有螺旋千斤頂，循環加熱系統包括加熱器，加熱器的進風口和出風口通過通風道連通模擬箱體，控制系統包括可編程控制器和溫控儀，控制系統通過有線或無線與設在流量計、加熱器、螺旋千斤頂處信號接收發送器連接。水箱內設有Y形過濾器。模擬箱體底部設有支座。
[0005]本發明的優點在于:通過外設的拉力傳感器監控施加荷載，避免拉力傳感器受腐蝕和受溫度影響。降雨系統可通過調節水流的流量，模擬不同雨量的強度。加熱循環系統可使用箱體內空氣均勻升溫。控制系統可使噴淋和加熱自動化控制，不需要人工值守，可大大降低勞動強度，適合長時間模擬多因素環境試驗。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0006]圖1為本發明酸雨、濕熱、機械載荷耦合作用模擬試驗裝置結構示意圖。
【具體實施方式】
[0007]以下將結合附圖對本發明的扭轉受力加載裝置作進一步的詳細描述。
[0008]一種酸雨、濕熱、機械載荷耦合作用模擬試驗裝置，該裝置包括模擬箱體18、降雨系統、循環供水系統、循環加熱系統、加載系統、控制系統，循環供水系統包括水箱3、Y形過濾器4、閥門5、流量計6、磁力驅動循環泵7、輸水管道8，水箱3用于盛放模擬酸雨的液體；Y形過濾器4安放在水箱的里面，防止雜質進入降雨系統進而影響實驗的效果。流量計6是一個有刻度的透明的塑料管道，用來控制降雨的大小。磁力驅動循環泵8是動力系統，使液體不停地在試驗裝置中循環。循環供熱系統包括風道9、加熱器10、防腐軸流風機11 ;風道9保證模擬箱體18中空氣的循環；加熱器10用于加熱空氣，從而模擬一定溫度條件下實驗的進行；防腐軸流風機11極大加快了室內空氣流通。加載系統包括立柱12、拉力傳感器13、顯示儀表、反力鋼梁15、螺旋千斤頂16，支座17 ;立柱12和拉力傳感器13位于模擬箱體18外側，立柱12起支撐作用；拉力傳感器13用于控制構件的受力大小；反力鋼梁15起到對螺旋千斤頂16的支撐作用；螺旋千斤頂16用于對構件14施加壓力。構件14放置在支座17與螺旋千斤頂16之間。控制系統包括可編程控制器和溫控儀，控制系統通過有線或無線與設在流量計、加熱器、螺旋千斤頂處信號接收發送器連接；可編程控制器起到控制工作時間，間歇時間，工作次數等因素；溫控儀起到控制模擬箱體里的溫度的作用，從而保證實驗的正常運行，模擬箱體18內設有降雨器I和反射板2，降雨器I是由PVC管相互連接而成，且在管上每隔十五厘米就打上一個孔，所有孔大小一致，且在一條直線上，設地模擬箱體18的上部，降雨器I通過輸水管道8與水箱3連接，輸水管道8上還設有流量計6、閥門5、磁力驅動循環泵7，水箱3內設Y形過濾器4，試驗時水流通過小孔噴出經反射板2反彈模擬降雨，反射板2借用模擬箱體18的頂板，模擬箱體18的底部設有排水管，排水管連通水箱3 ;模擬箱體18的外兩側設有立柱12，立柱12上設有拉力傳感器13，立柱12之間設反力鋼梁15，反力鋼梁15穿過模擬箱體18，反力鋼梁15下連接設有螺旋千斤頂16，循環加熱系統包括加熱器10，加熱器10的進風口和出風口通過通風道連通模擬箱體18。
在具體使用過程中，首先按照試驗方案要求制作相應混凝土構件并將構件放在標準條件下養護，待養護完畢將試件放入模擬箱體中。將構件放置在合適位置后用千斤頂進行加載，并通過拉力傳感器和顯示儀表控制試件的壓力。配置相應酸雨溶液放入降雨系統的水箱中，在放溶液之前，水箱中應裝上Y型過濾器。接著通過控制系統設定噴淋時間，室內溫度，間歇時間，工作次數，通風時間等一系列控制因素。試件做噴淋之前須開啟循環供熱系統，由加熱器加熱室內空氣，并由防腐軸流風機提供風力使室內達到試驗設定的溫度。最后開始模擬在酸雨，濕熱，機械載荷條件下噴淋試件，溶液從循環供水系統的水箱出發，經磁力驅動循環泵驅動，通過Y型過濾器過濾，進入管道，過閥門，流量計，輸水管道進入降雨系統，通過降雨系統的小孔噴出并通過反射板的反彈形成降雨落在構件上，并通過模擬箱體底部的管道流回循環供水系統3的水箱，從而形成供水的循環。此時，因控制系統設定了相應噴淋時間，室內溫度，間歇時間，工作次數等因素，故實驗人員無需待在試驗旁邊守候。
[0009]試驗過程中的數據通過控制系統采集，當噴淋結束后將試驗構件取出，再進行相應的性能試驗，將試驗所測得性能與正常條件下混凝土的性能對比即可得出在酸雨，濕熱，機械載荷耦合作用下對混凝土試件性能的影響。
[0010]綜上所述，本發明發明可以研究在酸雨，濕熱和載荷等多因素耦合作用對混凝土結構損傷的問題。控制系統的精確高效，不僅節約了人力，也保證了試驗的精確程度。而且實驗裝置的材料均采用穩定的防腐蝕的材料，具有很高的循環使用性，進而保證了試驗的穩定性與準確性。試驗研究配合有限元軟件的驗證和理論分析，即可確定酸雨，濕熱，機械載荷耦合作用下對混凝土試件性能的影響，為實際工程提供指導。
[0011 ] 最后，還需要注意的是，以上所述試驗方式概括了多種試驗方式，還可以有不同種類因素作用下的試驗方式，如:酸雨濕熱條件下對混凝土試件性能的影響等。本領域的普通技術人員能從本發明公開的內容直接導出或聯想到的變形，均應認為是本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種酸雨、濕熱、機械載荷耦合作用模擬試驗裝置，其特征在于:該裝置包括模擬箱體(18)、降雨系統、循環供水系統、循環加熱系統、加載系統、控制系統，循環供水系統包括水箱(3)、閥門(5)、流量計(6)、磁力驅動循環泵(7)、輸水管道(8);循環供熱系統包括風道(9)、加熱器(10)、防腐軸流風機(11);加載系統包括立柱(12)、拉力傳感器(13)、顯示儀表(14)、反力鋼梁(15)、螺旋千斤頂(16);立柱(12)和拉力傳感器(13)位于模擬箱體(18)外側；模擬箱體(18)內設有降雨器(I)和反射板(2)，降雨器(I)是由PVC管相互連接而成，且在管上每隔十五厘米就打上一個向上的孔，所有孔大小一致，且在一條直線上，設地模擬箱體(18)的上部，反射板(2)借用模擬箱體(18)的頂板，降雨器(I)通過輸水管道(8)與水箱(3)連接，輸水管道(8)上還設有流量計(6)、閥門(5)、磁力驅動循環泵(7)，模擬箱體(18)的底部設有排水管，排水管連通水箱(3);模擬箱體(18)的外兩側設有立柱(12)，立柱(12)上設有拉力傳感器(13)，立柱(12)之間設反力鋼梁(15)，反力鋼梁(15)穿過模擬箱體(18)，反力鋼梁(15)下連接設有螺旋千斤頂(16)，循環加熱系統包括加熱器(10)，加熱器(10)的進風口(19)和出風口(20)通過通風道連通模擬箱體(18)，控制系統包括可編程控制器和溫控儀，控制系統通過有線或無線與設在流量計(6)、加熱器(10)、螺旋千斤頂(16)處信號接收發送器連接。
2.根據權利要求1所述的酸雨、濕熱、機械載荷耦合作用模擬試驗裝置，其特征在于:水箱內設有Y形過濾器(4)。
3.根據權利要求1所述的酸雨、濕熱、機械載荷耦合作用模擬試驗裝置，其特征在于:模擬箱體(18 )底部設有支座(17 )。
【文檔編號】G01N17/00GK104198360SQ201410429447
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月28日 優先權日:2014年8月28日
【發明者】謝力, 陳夢成, 韓英俊, 張凡孟 申請人:華東交通大學
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