专利名称：工业x-ct用水泥基试件原位加载仪及其使用方法
技术领域：
本发明属土木工程材料检测领域，具体涉及工业X-CT用水泥基试件原位加载仪及其使用方法。
背景技术：
近年来，X射线计算机断层成像技术(X ray Computered tomography, X-CT)开始应用于土木工程材料领域。作为一种有效的原位结构分析方法，X-CT也将在水泥基复合材料微结构演变的定量分析和原位观测中发挥重要作用。
对于成熟混凝土，从材料的微观结构出发，跟踪观察荷载条件下裂缝的萌发和生长的整个过程，研究材料损伤劣化过程中微观结构演变与宏观行为之间的定量关系，具有重要的意义，但目前尚未见详细报道。现有的少量研究成果，主要利用扫描电镜和各种荧光谱等观测二维断面，但事实是，二维信息的提取过程已破坏了其真实性，同时由于是破坏性检测，原位分析也变得不可能。如何实现试样加载条件下的360°旋转，以配合X-CT载物台使用，对于实现原位观测，进行水泥净浆、砂浆及混凝土试件中裂纹的萌发和扩展过程原位追踪，寻找裂纹扩展途径，探索混凝土中骨料、孔结构、杂质等对裂纹的作用机制具有决定性的作用。而目前配合工业X-CT使用的，对水泥基试件进行原位加载的装置尚无成熟方案。
发明内容
本发明的目的在于克服工业X-CT扫描的缺陷，提供一种能够原位观察水泥基试件裂缝萌发、扩展的原位加载仪，解决了实现不影响CT扫描效果及加载条件下的360°旋转，并可建立变形量与裂缝萌发、扩展的关系。本发明的另一个目的在于提供一种工业X-CT用水泥基试件原位加载仪的使用方法。本发明采用的技术方案为一种工业X-CT用水泥基试件原位加载仪，包括上底板、下底板、中间轴、固定端和位移传感器，所述中间轴两端分别安装有上底板和下底板，上底板和下底板之间设置有试件，所述位移传感器贯穿插入上底板和下底板，所述上底板上设置有可对试件施加压力的固定端。一种上述工业X-CT用水泥基试件原位加载仪的使用方法，包括以下步骤I)试件安装按照装置特点浇筑试件，在试件中心预留中间轴孔洞，并预留位移传感器孔洞，将试件养护28天后，置于上底板和下底板之间，插入位移传感器、中间轴，并固定；2)试件加载保持试件与上底板、下底板、位移传感器的相对位置不变，通过旋转固定端对试件进行加载，观察位移传感器读数，达到预设值时停止加载；3) X-CT 扫描
将试件及整个装置置于X-CT旋转台中心位置，保证其稳定性；位移传感器附属装置安放于扫描视场外，防止产生伪影，调整参数，进行扫描。作为优�。錾系装搴拖碌装宀牧喜捎寐梁辖穑鲋屑渲岷凸潭ǘ瞬牧喜捎貌ＡЦ窒宋�。钢材等对X射线的吸收能力强，用之作为加载仪器的材料将严重影响试块最终的成像效果。铝合金和玻璃钢纤维对X射线的吸收能力基本等同于水泥浆体，本方案选择铝合金和玻璃钢纤维取代钢材，在满足强度要求的前提下，减少了对试块成像效果的影响。本发明将水泥基试件浇筑成特定形状的试件，置于上、下底板之间，通过旋转固定端对试件施加压力，并用位移传感器记录上、下底板之间的位移变化。将整个装置置于X-CT旋转台上，调节参数，对初始试件和施加不同压力之后的试件进行扫描。本发明的有益效果 (I)实现不影响CT扫描效果及加载条件下的360°旋转的解决方案；首先，为了避免装置零部件超出试件扫描范围，从而产生伪影，装置采用环状试块，使承载轴通过中心,避免上述情况。同时，选择铝合金做上、下底板，玻璃钢纤维做中间轴及固定端。铝合金及玻璃钢纤维对X射线的吸收能力基本等同于水泥净浆，因此对试件扫描效果不会产生明显影响。(2)可建立变形量与裂缝萌发、扩展的关系。在上底板处固定一位移感应器，记录上、下底板在加载过程中的位移，与该位移下试件内部产生的裂缝状态相关联，建立定量关系。
图I为本发明工业X-CT用水泥基试件原位加载仪的结构示意图图2为本发明中试件示意图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明做进一步说明。如图I和2所示一种工业X-CT用水泥基试件原位加载仪，包括上底板I、下底板
2、中间轴3、固定端4和位移传感器5，所述中间轴3两端分别安装有上底板I和下底板2，上底板I和下底板2之间设置有试件6，所述位移传感器5贯穿插入上底板I和下底板2，所述上底板I上设置有可对试件6施加压力的固定端4。—种上述工业X-CT用水泥基试件原位加载仪的使用方法，包括以下步骤I)试件安装按照装置特点浇筑试件6，在试件6中心预留中间轴3孔洞，并预留位移传感器5孔洞，将试件6养护28天后，置于上底板I和下底板2之间，插入位移传感器5、中间轴3，并固定；2)试件加载保持试件6与上底板I、下底板2、位移传感器5的相对位置不变，通过旋转固定端4对试件6进行加载，观察位移传感器5读数，达到预设值时停止加载；3) X-CT 扫描
将试件6及整个装置置于X-CT旋转台中心位置，保证其稳定性；位移传感器5附属装置安放于扫描视场外，防止产生伪影，调整参数，进行扫描。所述上底板I和下底板2材料采用铝合金，所述中间轴3和固定端4材料采用玻璃钢纤维。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未 明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
权利要求
1.一种工业X-CT用水泥基试件原位加载仪，其特征在于包括上底板、下底板、中间轴、固定端和位移传感器，所述中间轴两端分别安装有上底板和下底板，上底板和下底板之间设置有试件，所述位移传感器贯穿插入上底板和下底板，所述上底板上设置有可对试件施加压力的固定端。
2.根据权利要求I所述的工业X-CT用水泥基试件原位加载仪，其特征在于所述上底板和下底板材料采用铝合金，所述中间轴和固定端材料采用玻璃钢纤维。
3.—种权利要求I或2所述工业X-CT用水泥基试件原位加载仪的使用方法，其特征在于包括以下步骤 1)试件安装 按照装置特点浇筑试件，在试件中心预留中间轴孔洞，并预留位移传感器孔洞，将试件养护28天后，置于上底板和下底板之间，插入位移传感器、中间轴，并固定； 2)试件加载 保持试件与上底板、下底板、位移传感器的相对位置不变，通过旋转固定端对试件进行加载，观察位移传感器读数，达到预设值时停止加载； 3)X-CT 扫描 将试件及整个装置置于X-CT旋转台中心位置，保证其稳定性；位移传感器附属装置安放于扫描视场外，防止产生伪影；调整参数，进行扫描。
全文摘要
本发明公开了一种工业X-CT用水泥基试件原位加载仪，包括上底板、下底板、中间轴、固定端和位移传感器，所述中间轴两端分别安装有上底板和下底板，上底板和下底板之间设置有试件，所述位移传感器贯穿插入上底板和下底板，所述上底板上设置有可对试件施加压力的固定端。本发明解决了实现不影响CT扫描效果及加载条件下的360°旋转，并可建立变形量与裂缝萌发、扩展的关系。本发明还公开了一种工业X-CT用水泥基试件原位加载仪的使用方法。
文档编号G01N23/04GK102944568SQ201210508548
公开日2013年2月27日 申请日期2012年12月3日 优先权日2012年12月3日
发明者张萍, 孙伟, 庞超明, 秦鸿根, 万克树 申请人:东南大学
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