本發明專利技術公開了一種工業X-CT用水泥基試件原位加載儀，包括上底板、下底板、中間軸、固定端和位移傳感器，所述中間軸兩端分別安裝有上底板和下底板，上底板和下底板之間設置有試件，所述位移傳感器貫穿插入上底板和下底板，所述上底板上設置有可對試件施加壓力的固定端。本發明專利技術解決了實現不影響CT掃描效果及加載條件下的360°旋轉，并可建立變形量與裂縫萌發、擴展的關系。本發明專利技術還公開了一種工業X-CT用水泥基試件原位加載儀的使用方法。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬土木工程材料檢測領域，具體涉及工業X-CT用水泥基試件原位加載儀及其使用方法。
技術介紹
近年來，X射線計算機斷層成像技術(X ray Computered tomography, X-CT)開始應用于土木工程材料領域。作為一種有效的原位結構分析方法，X-CT也將在水泥基復合材料微結構演變的定量分析和原位觀測中發揮重要作用。 對于成熟混凝土，從材料的微觀結構出發，跟蹤觀察荷載條件下裂縫的萌發和生長的整個過程，研究材料損傷劣化過程中微觀結構演變與宏觀行為之間的定量關系，具有重要的意義，但目前尚未見詳細報道。現有的少量研究成果，主要利用掃描電鏡和各種熒光譜等觀測二維斷面，但事實是，二維信息的提取過程已破壞了其真實性，同時由于是破壞性檢測，原位分析也變得不可能。如何實現試樣加載條件下的360°旋轉，以配合X-CT載物臺使用，對于實現原位觀測，進行水泥凈漿、砂漿及混凝土試件中裂紋的萌發和擴展過程原位追蹤，尋找裂紋擴展途徑，探索混凝土中骨料、孔結構、雜質等對裂紋的作用機制具有決定性的作用。而目前配合工業X-CT使用的，對水泥基試件進行原位加載的裝置尚無成熟方案。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服工業X-CT掃描的缺陷，提供一種能夠原位觀察水泥基試件裂縫萌發、擴展的原位加載儀，解決了實現不影響CT掃描效果及加載條件下的360°旋轉，并可建立變形量與裂縫萌發、擴展的關系。本專利技術的另一個目的在于提供一種工業X-CT用水泥基試件原位加載儀的使用方法。本專利技術采用的技術方案為一種工業X-CT用水泥基試件原位加載儀，包括上底板、下底板、中間軸、固定端和位移傳感器，所述中間軸兩端分別安裝有上底板和下底板，上底板和下底板之間設置有試件，所述位移傳感器貫穿插入上底板和下底板，所述上底板上設置有可對試件施加壓力的固定端。一種上述工業X-CT用水泥基試件原位加載儀的使用方法，包括以下步驟I)試件安裝按照裝置特點澆筑試件，在試件中心預留中間軸孔洞，并預留位移傳感器孔洞，將試件養護28天后，置于上底板和下底板之間，插入位移傳感器、中間軸，并固定；2)試件加載保持試件與上底板、下底板、位移傳感器的相對位置不變，通過旋轉固定端對試件進行加載，觀察位移傳感器讀數，達到預設值時停止加載；3) X-CT 掃描將試件及整個裝置置于X-CT旋轉臺中心位置，保證其穩定性；位移傳感器附屬裝置安放于掃描視場外，防止產生偽影，調整參數，進行掃描。作為優選，所述上底板和下底板材料采用鋁合金，所述中間軸和固定端材料采用玻璃鋼纖維。鋼材等對X射線的吸收能力強，用之作為加載儀器的材料將嚴重影響試塊最終的成像效果。鋁合金和玻璃鋼纖維對X射線的吸收能力基本等同于水泥漿體，本方案選擇鋁合金和玻璃鋼纖維取代鋼材，在滿足強度要求的前提下，減少了對試塊成像效果的影響。本專利技術將水泥基試件澆筑成特定形狀的試件，置于上、下底板之間，通過旋轉固定端對試件施加壓力，并用位移傳感器記錄上、下底板之間的位移變化。將整個裝置置于X-CT旋轉臺上，調節參數，對初始試件和施加不同壓力之后的試件進行掃描。本專利技術的有益效果 (I)實現不影響CT掃描效果及加載條件下的360°旋轉的解決方案；首先，為了避免裝置零部件超出試件掃描范圍，從而產生偽影，裝置采用環狀試塊，使承載軸通過中心,避免上述情況。同時，選擇鋁合金做上、下底板，玻璃鋼纖維做中間軸及固定端。鋁合金及玻璃鋼纖維對X射線的吸收能力基本等同于水泥凈漿，因此對試件掃描效果不會產生明顯影響。(2)可建立變形量與裂縫萌發、擴展的關系。在上底板處固定一位移感應器，記錄上、下底板在加載過程中的位移，與該位移下試件內部產生的裂縫狀態相關聯，建立定量關系。附圖說明圖I為本專利技術工業X-CT用水泥基試件原位加載儀的結構示意圖圖2為本專利技術中試件示意圖。具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式對本專利技術做進一步說明。如圖I和2所示一種工業X-CT用水泥基試件原位加載儀，包括上底板I、下底板2、中間軸3、固定端4和位移傳感器5，所述中間軸3兩端分別安裝有上底板I和下底板2，上底板I和下底板2之間設置有試件6，所述位移傳感器5貫穿插入上底板I和下底板2，所述上底板I上設置有可對試件6施加壓力的固定端4。—種上述工業X-CT用水泥基試件原位加載儀的使用方法，包括以下步驟I)試件安裝按照裝置特點澆筑試件6，在試件6中心預留中間軸3孔洞，并預留位移傳感器5孔洞，將試件6養護28天后，置于上底板I和下底板2之間，插入位移傳感器5、中間軸3，并固定；2)試件加載保持試件6與上底板I、下底板2、位移傳感器5的相對位置不變，通過旋轉固定端4對試件6進行加載，觀察位移傳感器5讀數，達到預設值時停止加載；3) X-CT 掃描將試件6及整個裝置置于X-CT旋轉臺中心位置，保證其穩定性；位移傳感器5附屬裝置安放于掃描視場外，防止產生偽影，調整參數，進行掃描。所述上底板I和下底板2材料采用鋁合金，所述中間軸3和固定端4材料采用玻璃鋼纖維。應當指出，對于本
的普通技術人員來說，在不脫離本專利技術原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本專利技術的保護范圍。本實施例中未 明確的各組成部分均可用現有技術加以實現。權利要求1.一種工業X-CT用水泥基試件原位加載儀，其特征在于包括上底板、下底板、中間軸、固定端和位移傳感器，所述中間軸兩端分別安裝有上底板和下底板，上底板和下底板之間設置有試件，所述位移傳感器貫穿插入上底板和下底板，所述上底板上設置有可對試件施加壓力的固定端。2.根據權利要求I所述的工業X-CT用水泥基試件原位加載儀，其特征在于所述上底板和下底板材料采用鋁合金，所述中間軸和固定端材料采用玻璃鋼纖維。3.—種權利要求I或2所述工業X-CT用水泥基試件原位加載儀的使用方法，其特征在于包括以下步驟 1)試件安裝 按照裝置特點澆筑試件，在試件中心預留中間軸孔洞，并預留位移傳感器孔洞，將試件養護28天后，置于上底板和下底板之間，插入位移傳感器、中間軸，并固定； 2)試件加載 保持試件與上底板、下底板、位移傳感器的相對位置不變，通過旋轉固定端對試件進行加載，觀察位移傳感器讀數，達到預設值時停止加載； 3)X-CT 掃描 將試件及整個裝置置于X-CT旋轉臺中心位置，保證其穩定性；位移傳感器附屬裝置安放于掃描視場外，防止產生偽影；調整參數，進行掃描。全文摘要本專利技術公開了一種工業X-CT用水泥基試件原位加載儀，包括上底板、下底板、中間軸、固定端和位移傳感器，所述中間軸兩端分別安裝有上底板和下底板，上底板和下底板之間設置有試件，所述位移傳感器貫穿插入上底板和下底板，所述上底板上設置有可對試件施加壓力的固定端。本專利技術解決了實現不影響CT掃描效果及加載條件下的360°旋轉，并可建立變形量與裂縫萌發、擴展的關系。本專利技術還公開了一種工業X-CT用水泥基試件原位加載儀的使用方法。文檔編號G01N23/04GK102944568SQ201210508548公開日2013年2月27日 申請日期2012年12月3日 優先權日2012年12月3日專利技術者張萍, 孫偉, 龐超明, 秦鴻根, 萬克樹 申請人:東南大學本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種工業X?CT用水泥基試件原位加載儀，其特征在于：包括上底板、下底板、中間軸、固定端和位移傳感器，所述中間軸兩端分別安裝有上底板和下底板，上底板和下底板之間設置有試件，所述位移傳感器貫穿插入上底板和下底板，所述上底板上設置有可對試件施加壓力的固定端。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：張萍，孫偉，龐超明，秦鴻根，萬克樹，
申請(專利權)人：東南大學，
類型：發明
國別省市：
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