CN102466669A - 全自动水泥基材料干湿循环试验机 - Google Patents

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欧忠文
周俊龙
陈乔
刘明星
陈云
蒲滕
陈寒斌
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欧忠文
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Abstract

全自动水泥基材料干湿循环试验机，涉及其设计与加工制作方法。与手动进行水泥基材料干湿循环耐久性试验评价相比，全自动水泥基材料干湿循环试验机能缩短试验时间、减轻试验劳动负荷，特别是可克服手动试验过程中，同一批次试块因在干燥箱中所放的位置不同，所受的干燥温度就不同，或能接收的热风量不同，从而造成同一试件的不同面或不同试件之间干燥速度、干燥程度的不同，且这种差异经多次干湿循环试验后有可能会被累计放大，并最终造成试块测试数据可比性差、数据离散性大、误差大。本发明设计制作的全自动水泥基材料干湿循环试验机，不仅可根据试验需要设定干湿循环次数、试块浸泡时间、介质温度、干燥时间、干燥温度、pH值等，而且还可通过承载试块支架的自转和公转形成的搅动来保证试块能在同一温度场、湿度场、气流场进行干燥，从而增加了试验数据的可比性和试验结果的准确性。

Description

全自动水泥基材料干湿循环试验机
技术领域
本发明属于土木工程材料检测技术领域，具体涉及水泥基材料的干湿循环试验装置。 
背景技术
对水工混凝土和海工混凝土而言，考察干湿交替循环条件下混凝土的耐久性都是非常必要的。无论是科研还是工程检测都涉及这方面的大量试验。从网上搜索、文献资料和调研结果看，干湿交替条件下的混凝土耐久性试验，均是通过人工操作来完成的，没有全自动试验机来完成混凝土的干湿循环条件下的耐久性检测评定试验。由于混凝土干湿循环试验周期较长(1天往往只能完成1-2个周期)，需要循环试验的周期数多(少则数百次，多则上千次)，所以完成1次完整的干湿循环试验检测评价往往需要花费数月，甚至数十月时间，在加上以往的人工操作十分麻烦、受外界因素影响大、试验误差较大，试验数据的可信性与准确性也会受到一定程度地影响。在此情况下，要单纯靠人工来全部完成水泥基材料干湿循环试验存在以下不足： 
一是劳动强度大。一个试件有2.5-5.0Kg，每天取上取下、取进取出上百个试件，劳动强度大。 
二是效率低。由于水泥基材料干湿循环耐久性评价时间要求严格，往往需要专人定时倒取试件，十分麻烦，造成人工成本高，工作效率低。 
三是试件经多次人工转移，容易毁损。在倒取试件时，容易因碰撞造成试件缺角缺边，对试验造成严重影响。 
四是误差大，试件可比性差。人工造作随机性大，很难保证同一试件不同端面的试验同条件性，更难保证不同试件的试验同条件性，最终造成试件可比性差，试验误差大，很难保证结果的准确性。 
鉴于现有混凝土干湿循环试验现状和其应用的普遍性，特提出全自动干湿循环试验机的研究开发。该试验机的发明，解决了水泥基材料干湿循环耐久性人工评价劳动强度高、试验效率低、试件容易毁损、试验误差大等弊端，由于其设计理念先进、运行稳定性好、自动化程度高、适应性强等优点，必将产生显著的经济效益和良好的社会效益。 
发明内容
本发明的目的是针对现有水泥基材料干湿循环试验装置的不足之处，提供一种全自动水泥基材料干湿循环试验机，使干湿循环试验方法更科学，所得试验数据精确度高，适用范围广等优点，可广泛应用于不同尺寸、形状的各种水泥基材料试件的干湿循环试验。 
这种全自动水泥基材料干湿循环试验机是由干湿循环工作室、水箱、电热鼓风柜、微电脑自动控制器、自控配电柜、电热管、温度控制器、ph值控制器等部分组成，其中干湿循环工作室采用保温密闭设计，用以放置水泥基材料试件，并提供干湿循环环境。干湿循环工作室顶部设有可转动的圆盘，该圆盘内部装有1个大齿轮和多个小齿轮，彼此相互咬合，通过干湿循环工作室外部的电机带动，使小齿轮随圆盘的公转而自转，每个小齿轮与一组可拆卸组装的挂件相连，利用挂件可固定各种水泥基材料试件，因此试件在随小齿轮自转的同时跟随圆盘公转，保证了试件各个测试面与工作室内介质均匀接触，保证工作室内试验环境的均一性。 
全自动水泥基材料干湿循环试验机各组件协同工作，使试验机具有以下功能： 
①干湿循环时间、干燥温度、介质温度、循环次数等，可根据试验需要随意设定，自动控制。 
②可自动补水或其他介质，为长时间自动运行创造了条件。 
③试验机配有多套挂具，可根据需要可选择试件的几何尺寸。 
④试验机设计了介质恒温装置，避免了环境温度对评价试验的影响。 
⑤试验机通过设计挂具盘的公转和挂具的自转，对干燥热空气进行搅动，以及通过合理的布风和合理的出风，保证了试验机工作室温度的均一性和试件不同端面受风的一致性，使处于工作室不同部分的试件始终能在同条件下进行实验。并提高了热风利用效率。 
⑥试验机设计了热风循环利用装置，降低了能耗。 
⑦试验机即可用于混凝土干湿循环耐久性评价，又可用于砂浆的干湿循环耐久性评价。 
⑧试验机配有PH值自动控制器，工作室及容器均用高防腐不锈钢制成，因此，可根据需要，选择水、盐水、人工海水、海水、酸性介质、碱性介质、硫酸盐介质或多其他介质做评价介质，并实现酸碱度及盐度的自动调节。 
⑨可适时观察试验机运行参数和试件变化情况。 
本发明是一种对水泥基材料试件进行干湿循环试验的仪器，机体采用具有高防腐性的合金钢作为主材，电磁阀门、螺旋管、循环泵等部件均采用防腐蚀设计，试验机体外采用高性能保温材料，降低外界环境因素对试验过程的影响。同时通过计算机、液位计、鼓风机、温度控制器等仪器，根据试验需要设定和调控干湿循环次数、浸泡时间、介质温度、干燥时间、干燥温度等，利用显示器进行对试验状态进行全程监控。 
附图说明
图1：全自动水泥基材料干湿循环试验机整体图； 
图2：干湿循环工作室示意图； 
图3：转动挂具盘示意图。 
具体实施方式
下面结合附图并用最佳的实施方式对本发明作详细的说明。 
参阅图1，一种全自动水泥基材料干湿循环试验机包括：干湿循环工作室1；微电脑自动控制器2；水箱3；循环泵4；介质温度控制器5；观察窗6；水位计7；pH值控制器8；电机9；补水及溶质添加系统10；温度控制器11。 
水箱3与循环泵4通过注水管与排水管相连，受微电脑自动控制器2控制向干湿循环工作室1中注入或排出水；介质温度控制器5可控制干湿循环工作室1内的介质温度，温度计11显示干湿循环工作室内的温度，通过补水及溶质添加系统10向干湿循环工作室1中添加介质，同时pH值控制器8可检测并控制干湿循环工作室1中介质的pH值；电机9提供挂具转动盘的转动动力；可通过微电脑自动控制器2设定干湿循环试验机的循环条件(如：循环次数，介质温度，干燥温度，浸泡温度，干燥时间，浸泡时间，浸泡介质pH值等)，并将这些循环条件显示在液晶屏上。 
参阅图2，干湿循环工作室包括：可控电磁排气阀12；可拆卸挂具13；新风注入阀14；热风注入阀15；电热鼓风柜16；水循环系统17；挂具转动盘18。 
水循环系统17控制工作室内介质的排除和注入，浸泡开始时，水循环系统17与循环泵以及水箱共同作用，向干湿循环工作室内注入浸泡介质；当达到浸泡时间后，水循环系统将干湿循环工作室内介质排入水箱3，由于干燥过程中损失部分水，蒸馏水通过补水及溶质添加系统10自动向水箱中补充损失的水，使水箱中的浸泡介质浓度保持不变，循环利用浸泡介质达到节水的目的。待干湿循环工作室内1内浸泡介质完全排入水箱3后，电热鼓风柜16开始工作，将通过新风注入阀14送来的新风加热后通过热风注入阀15注入干湿循环工作室，热风对可拆卸挂具13上的试件进行干燥，由于干燥刚开始时，工作室内湿度较大，调节可控电磁排气阀12，使排气量最大，将工作室内的水蒸气排除。一段时间后，工作室内湿度变小，调节可控电磁排气阀12，使排气量变小，室热风在工作室内充分作用，达到节能的目的。干燥过程结束后，水循环系统17继续工作，进行循环浸泡干燥过程。 
参阅图3，挂具转动盘包括：公转大圆盘20；自转小圆盘21；可控电磁排气阀12；转动电机19；电热鼓风柜16；电器控制19。 
公转大圆盘20内安装有多个可自转小圆盘21，通过齿轮与转动电机19相连，电机带动大圆盘公转以及小圆盘自转，内装试件的可拆卸挂具挂于自转小圆盘21下，挂具在大圆盘和小圆盘的共同作用下，在工作室内转动，同时搅动浸泡介质和热风，使得各个试件在工作室浸泡和干燥环境保持相同。 

Claims (7)

1.一种全自动水泥基材料干湿循环试验机，其特征在于，包括：干湿循环工作室(1)；微电脑自动控制器(2)；水箱(3)；循环泵(4)；介质温度控制器(5)；观察窗(6)；水位计(7)；pH值控制器(8)；电机(9)；补水及溶质添加系统(10)；温度控制器(12)；电热鼓风柜(16)；水循环系统(17)；挂具转动盘(18)。
2.根据权利要求1，一种全自动水泥基材料干湿循环试验机，其特征在于：干湿循环工作室内装有带公转大圆盘(20)和自转小圆盘(21)的转动挂具盘(18)。与转动挂具盘(18)相连的可拆卸挂具(13)可根据试件尺寸进行选择更换。
3.根据权利要求1，一种全自动水泥基材料干湿循环试验机，其特征在于：干湿循环工作室通过出水循环系统(17)与水箱(3)相连。
4.根据权利要求1，一种全自动水泥基材料干湿循环试验机，其特征在于：干湿循环工作室通过热风注入阀(15)与电热鼓风柜(16)相连，并设有可控电磁排气阀(12)；电热鼓风柜(16)通过新风注入阀(14)与外界相连。
5.根据权利要求1，一种全自动水泥基材料干湿循环试验机，其特征在于：干湿循环工作室内设有介质温度控制器(5)，可控制工作室内的浸泡介质的温度；干湿循环工作室内有pH值控制器。
6.根据权利要求1，一种全自动水泥基材料干湿循环试验机，其特征在于：补水及溶质添加系统(10)与水箱(3)相连。
7.根据权利要求4，一种全自动水泥基材料干湿循环试验机，其特征在于：微电脑自动控制器(2)控制电热鼓风柜(16)工作，向干湿循环工作室中注入热风和排风；微电脑自动控制器(2)控制水循环系统(17)向干湿循环工作室注水和排水；微电脑自动控制器(2)控制根据设定的干湿循环次数控制入气阀、排气阀、循环泵工作。
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