CN110455699A - 一种混凝土腐蚀实验装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种混凝土性能测试实验装置，具体涉及一种混凝土腐蚀实验装置及使用方法，包括：环境模拟系统，模拟混凝土试件腐蚀实验过程中所需的温度、湿度等不同环境条件；伺服加载系统，提供混凝土试件腐蚀实验所需的边界载荷，使混凝土试件受力；溶液渗流系统，提供混凝土试件腐蚀实验所需的带压腐蚀溶液，使混凝土试件受腐蚀作用。与现有技术相比，本发明的有益效果是：在养护仓内模拟应力场‑渗流场‑化学场等多场耦合的实验条件，并且可以根据工程实际调节养护仓内的环境参数，使混凝土试件在接近真实的工程环境中进行实验，研究混凝土的腐蚀机理、影响因素和抗腐措施。

Description

一种混凝土腐蚀实验装置及使用方法

技术领域

本发明涉及一种混凝土性能测试实验装置，具体涉及一种混凝土腐蚀实验装置及使用方法。

背景技术

混凝土因具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单等特点，成为了当代土木工程行业最主要的材料之一，其中以水泥作为胶凝材料，以砂、石作为集料的水泥混凝土应用最为广泛。

混凝土结构在大气环境中通常认为是耐腐蚀的，但在复杂多变的服役环境影响下，混凝土会受到物理作用(干湿循环、冻融循环等)、化学作用(硫酸盐腐蚀、碱-骨料反应等)、微生物的腐蚀。腐蚀是影响混凝土结构耐久性、安全性的关键因素之一，不同环境、不同腐蚀介质条件下的混凝土腐蚀机理不同，研究混凝土的腐蚀机理对预测混凝土寿命、制定腐蚀防护措施意义重大。

混凝土发生腐蚀反应的场所，首先是材料和腐蚀性介质之间的相界面处，而对材料腐蚀行为起决定作用的是化学成分、结构形式和表面状态，与此同时，混凝土结构作为承载体，在机械应力等外部作用的影响下，会加速腐蚀并出现一系列特殊腐蚀现象。

其中，隧道支护结构的混凝土腐蚀主要是由于围岩中的腐蚀性地下水造成的，其腐蚀现象率先发生于混凝土与围岩的交界面处，伴随地下水的渗流逐步腐蚀支护结构的内部混凝土。此前的混凝土腐蚀实验装置所模拟工程环境较为单一或者简化严重，并没有针对隧道支护结构混凝土腐蚀的实验，例如：现有混凝土腐蚀实验中一般将混凝土试件直接浸泡在溶液内，这一实验方法无法模拟隧道支护结构混凝土的腐蚀由围岩与混凝土接触面向混凝土深部逐渐发展的过程，也不能全面模拟混凝土腐蚀所处的实际工程条件，得出的数据及结论与工程实际差异较大，并且现有的混凝土实验不能对实验环境进行智能监测和自动调控，采用超声波等手段也无法实现混凝土试件腐蚀全过程的实时成像监测。

因此，开发一种针对隧道支护结构混凝土腐蚀的新实验装置及使用方法，不但具有迫切的研究价值，也具有良好的经济效益和工业应用潜力，这正是本发明得以完成的动力所在和基础。

发明内容

为了克服上述所指出的现有技术的缺陷，本发明人对此进行了深入研究，在付出了大量创造性劳动后，从而完成了本发明。

具体而言，本发明所要解决的技术问题是：提供一种混凝土腐蚀实验装置及使用方法，提出一种应力场-渗流场-化学场等多场耦合作用的混凝土腐蚀行为实验装置，研究混凝土的腐蚀机理及影响因素，本发明指导合理的混凝土设计选材，以提高混凝土结构的长期服役性能，减轻腐蚀给土木工程带来的负面影响的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种混凝土腐蚀实验装置，其特征在于，其中包括：

环境模拟系统，模拟混凝土试件腐蚀实验过程中的温度、湿度等不同环境条件；

伺服加载系统，提供混凝土试件腐蚀实验所需的边界载荷，使混凝土试件受力；

溶液渗流系统，提供混凝土试件腐蚀实验所需的带压腐蚀溶液，使混凝土试件受腐蚀作用；

红外监测系统，对混凝土试件的实验状态进行实时监测，以动态热像图的形式予以展示；

智能控制系统，发出混凝土试件腐蚀实验所需的动作指令，实时监测装置的实验参数并反馈调控。

在本发明中，作为一种改进，所述环境模拟系统中至少包含有：

养护仓，密封形成密闭箱体，且在该箱体内容置混凝土试件，所述箱体内部设有多个元件挂点，箱体上穿设用于通过管线的贯穿孔；

环境模拟器，其中包含有制热器、制冷器、加湿器及干燥器，所述制热器、制冷器、加湿器及干燥器均设置在养护仓内，并对仓内环境提供加热、制冷、加湿及烘干；

环境监测器，其中包含有气温计、湿度计，所述气温计、湿度计均安装于养护仓内，并对养护仓内的温度、湿度进行实时监测。

在本发明中，作为一种改进，所述伺服加载系统中至少包含有：

反力架，限定混凝土试件实验位置并提供反力，所述反力架包含位于混凝土试件两侧的边框架及连接在两边框架之间的螺栓，所述反力架的下端安装于养护仓底部的滑槽中；

液压缸，安装在混凝土试件一侧的反力架上，将液压能转换为载荷并传递给混凝土试件；

传力板，安装于液压缸的活塞端，为液压缸载荷传递中转部件；

侧限环，套装于混凝土试件外侧的环体，为混凝土试件提供径向约束，所述侧限环一端通过橡胶圈与传力板密封连接；

反力板，与传力板相对分设在混凝土试件的两侧，所述反力板通过反力架将所述传力板提供的边界载荷形成反力作用在混凝土试件的另一侧；

轴压加载器，是伺服加载系统中为所述混凝土试件提供载荷力的能量来源，提供带有限定流量及压力的液压油；

液压管，连接轴压加载器及液压缸，将所述轴压加载器的动力输送至液压缸。

在本发明中，作为一种改进，所述溶液渗流系统中至少包含有：

储液缸，其内储存有实验用的腐蚀溶液；

伺服阀，安装于储液缸外侧并与储液缸相连，接收电气模拟信号后，相应输出调制流量和压力的溶液；

渗液孔，设置于反力板上，贯通反力板形成毛细孔道，所述渗液孔将腐蚀实验溶液引流至混凝土试件上；

导液管，连接在伺服阀与渗液孔之间，通过伺服阀将储液缸内的溶液泵送至渗液孔中；

温度控制器，其中包含有加热器、冷凝器，所述加热器、冷凝器均安装于储液缸内部，对缸内溶液加热或降温；

溶液监测器，其中包含有液温计、盐度计，所述液温计、盐度计均安装于储液缸内部，监测缸内溶液温度或盐度；

在本发明中，作为一种改进，所述红外监测系统中至少包含有：

红外探测组件，固定设置于混凝土试件外侧的养护仓内，探测端朝向混凝土试件设置；

红外成像组件，设置于智能控制系统中，接收红外探测组件发出的电信号，并将信号进行处理形成热像图，显示于智能控制系统中。

在本发明中，作为一种改进，所述智能控制系统中至少包含有：

操作面板，集显示终端与输入终端于一体，安装于所述养护仓下方的控制平台上；

控制电路，连接操作面板与各受电控制组件，所述受电控制组件安装于环境模拟系统、伺服加载系统及溶液渗流系统中；

系统主机，位于控制平台内部，为整个控制系统的CPU核心，发出控制信号并接受反馈信号，进行计算并将计算结果通过操作面板显示。

一种应用前述一种混凝土腐蚀实验装置的使用方法，包括如下步骤，

(1)混凝土试件制备：

拌和实验标号的混凝土，通过模筑或喷射成型，置于特定的工程模拟环境进行养护；

(2)腐蚀性水溶液配制：

检测工程环境中所采集的腐蚀性液体的成分及浓度，根据检测结果配制与工程环境中腐蚀性液体主要成分及浓度相同的实验用腐蚀性水溶液；

(3)实验设备组装：

将混凝土试件放置于侧限环内，传力板及反力板分别隔有土工布夹持在混凝土试件两侧，液压缸连接到传力板上，紧固反力架螺栓，完成混凝土试件的固定，关好养护仓门，形成密闭实验环境；

(4)实验设备调试：

将配制好的溶液注入储液缸内，开启控制系统，通过控制系统调节环境模拟系统、伺服加载系统、溶液渗流系统及红外监测系统，达到混凝土试件腐蚀实验所需的工作条件，监测养护仓内的温度和湿度、水溶液的温度和盐度、混凝土试件所受荷载及腐蚀情况，输入指定的实验参数控制各组件运转，调整实验所需的工作条件；

(5)实验流程开展：

通过控制系统设定干湿循环周期、加卸载循环周期，根据应力-应变监测组件的反馈情况，初步判断混凝土的腐蚀程度，当外荷载难以维持稳定时，取下混凝土试件，通过XRD法、Raman光谱法、FTIR光谱法等检测手段，鉴定混凝土试件的腐蚀类型

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)在养护仓内模拟应力场-渗流场-化学场等多场耦合的实验条件，并且可以根据工程实际调节养护仓内的环境参数，使混凝土试件在接近真实的工程环境中进行实验，研究混凝土的腐蚀机理、影响因素和抗腐措施。

(2)智能控制系统通过环境监测器、溶液监测器、应力传感器等实时监测养护仓内的温度、湿度，液压缸的压力，腐蚀溶液的温度、盐度及流量、压力等实验条件的变化，并在操作面板上予以展示，当监测数据不满足预设实验参数时，自动控制相关组件运转，调整实验条件，混凝土腐蚀实验过程无需人工介入。

(3)本实验中设置溶液渗流系统，所述溶液渗流系统中的渗液孔模拟围岩缝隙，从渗液孔内渗出的溶液模拟围岩缝隙内的带压渗流溶液，土工布给混凝土试件一个潮湿边界，模拟隧道衬砌内混凝土支护的潮湿环境，与隧道衬砌混凝土的工程环境一致。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明养护仓内部的结构示意图；

图3为本发明养护仓的结构侧视图；

图4为本发明智能控制系统流程示意图；

图中：1、养护仓，2、边框架，3、液压缸，4、液压管，5、轴压加载器，6、滑块，7、滑轨，8、螺栓，9、液压油箱，10、反力板，11、传力板，12、侧限环，13、橡胶圈，14、回液管，15、渗液孔，16、导液管，17、储液缸，18、伺服阀，19、环境模拟器，20、红外探测组件。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1所示，一种混凝土腐蚀实验装置，包括安装于实验室内的实验主体结构，所述主体结构包括底部支撑台及放置在支撑台上的养护仓1，所述养护仓1为混凝土腐蚀实验装置的主要实验部件，混凝土试件放置在养护仓1中，所述养护仓1内设置环境模拟系统模拟自然环境状态。

所述养护仓1为密闭箱体，且可透过设置在养护仓1侧壁上的玻璃窗体观察仓内设备的工作状态。

所述实验装置还包括有伺服加载系统、溶液渗流系统、红外监测系统及智能控制系统，所述伺服加载系统向混凝土试件提供边界载荷，使混凝土试件轴向受力，并监测混凝土试件在受力作用下的变形。

所述溶液渗流系统中的带压腐蚀溶液渗流至混凝土试件，使混凝土试件受到腐蚀作用。

所述养护仓1为密封不锈钢框架箱体镶有玻璃窗，玻璃窗安装在箱体的四个侧面，所述养护仓1箱体内设置若干个元件挂点，所述挂点为用于悬挂的支点，可采用挂钩、挂柱或箱体等形式，用于悬挂所述环境模拟系统、伺服加载系统及溶液渗流系统中所需悬挂的元件，所述养护仓1箱体上穿设用于通过管线的贯穿孔，所述贯穿孔设置多个，分别对应不同的穿线位置，其中部分贯穿孔用于通过油管及水管，另一部分通过线缆的贯穿孔内设有固定安装到箱体侧壁上的连接接头，连接接头用于连接位于养护仓1内外两侧的连接线，两段线通过连接接头插装连接，所述连接接头可采用普通的线缆插接接头。

所述智能控制系统用于整个实验过程中的实时监测及数据分析，并对实验条件进行动态调整。

所述环境模拟系统包括环境模拟器19和环境监测器，所述环境模拟器19和环境监测器均设置在养护仓1内，所述环境监测器包括气温计及湿度计，用于监测养护仓1内的温度及湿度，所述气温计及湿度计均为电子计量器，采用现有电子计量设备中具有传输功能的设备，例如带有记录及传输功能的温度或湿度数据记录器，其内的温度传感器及湿度传感器通过控制线路连接到智能控制系统中，所述气温计及湿度计所记录的监测数据传输至智能控制系统，所述环境模拟器19包括制热器、制冷器、加湿器及干燥器，所述制热器及加湿器分别用于向养护仓1内加热、加湿，所述制冷器及干燥器可降低养护仓1内的温度及湿度，所述环境模拟器19通过加热、加湿或降温、除湿模拟工程所在地区的环境因素，实现养护仓1内不同的实验环境，所述环境模拟系统中的制热器、制冷器、加湿器及干燥器中的内部控制芯片上分别安装有控制模块，所述控制模块通过连接线路与智能控制系统相连，由智能控制系统向控制模块发出控制信号，控制制热器、制冷器、加湿器及干燥器的运作，智能控制系统进而控制整个环境模拟过程中养护仓1内的温度及湿度。

如图2所示，所述伺服加载系统包括设置于养护仓1内的反力架及安装在反力架上的液压缸3，所述混凝土试件固定于反力架中，液压缸3设置在混凝土试件一侧的反力架上，且液压缸3的活塞端朝向混凝土试件设置，所述液压缸3通过液压管4与液压油箱9相连，并通过串联在液压管4上的轴压加载器5将液压油箱9内的液压油增压并输送至液压缸3中，所述液压缸3将液压能转变为机械能推动活塞端外移，向混凝土试块施加机械压力，提供混凝土试件腐蚀实验的边界荷载。

如图3所示，所述反力架的下端连接滑块6，并通过滑块6滑动安装于养护仓1底部设置的滑轨7中，通过滑块6与滑轨7的滑动连接，反力架在养护仓1内移动，调整至最佳实验位置。

所述反力架包括位于混凝土试件水平方向两侧的两边框架2及连接在两边框架2之间的螺栓8，所述边框架2和螺栓8采用高强度不锈钢板制成，所述螺栓8安装于边框架2的边角处，所述边框架2移动至实验位置后，通过所述螺栓8进行固定，为所述液压缸3的加载提供反力，所述混凝土试件放置在两边框架2之间，其中，液压缸3安装在混凝土试件与一侧边框架2之间，且液压缸3固定于边框架2上，另一侧边框架2与混凝土试件之间则设有反力板10，所述液压缸3施加载荷的一端连接有传力板11，液压缸3的载荷通过传力板11传递给混凝土试件。

所述混凝土试件的外侧套装有侧限环12，所述侧限环12向混凝土试件提供径向约束，自液压缸3端部经过传力板11至侧限环12外侧套装有内变径的橡胶圈13，所述橡胶圈13密封于外侧，避免渗流液体经侧限环12或传力板11处渗出。

所述溶液渗流系统包括设置于反力板10内的渗液孔15，与混凝土试件接触的反力板10模拟在工程环境中与衬砌混凝土接触的围岩，所述渗液孔15沿反力板10厚度方向设置并贯通反力板10形成孔道，孔道内渗流腐蚀实验液体，所述渗液孔15模拟围岩的裂隙，孔道内渗流溶液则与工程环境中围岩裂隙水相匹配，渗流系统所模拟的工程环境与隧道支护结构混凝土所处的工程环境相同，体现出腐蚀性地下水渗流对隧道支护结构混凝土的影响，所述渗液孔15的内贯穿端部贴合于混凝土试件一侧，为满足混凝土腐蚀实验所需的潮湿边界，在反力板10与混凝土试件之间蒙有土工布，溶液经由土工布渗流至混凝土试件表面，所述渗液孔15的外贯穿端部通过导液管16与储液缸17相连，且导液管16上串联伺服阀18，所述伺服阀18安装于储液缸外侧并与储液缸相连，接收到控制系统的电气模拟信号(控制信号)后，相应输出调制流量和压力的溶液，所述伺服阀18将储液缸17内溶液加压引致渗液孔15内，并经由渗液孔15渗流到混凝土试件上。

所述反力板10具有环抱在混凝土试件端部外侧的外环沿，另有回液管道14一端与储液缸17相连，所述回液管道14的另一端延伸至养护仓1内，并与设置在外环沿上的回液孔相连，所述回液孔设置于包覆在混凝土试件外侧的外环沿上，且所述回液孔设置于下侧。

所述储液缸17内的溶液由实验人员按照不同工程环境中腐蚀性液体的主要成分配制而成，用于模拟混凝土所处的腐蚀环境。

所述储液缸17内安装有温度控制器及溶液监测器，所述温度控制器包含有加热器和冷凝器，用于对储液缸17内的溶液加热或降温，所述溶液监测器包括液温计和盐度计，所述液温计、盐度计均安装于储液缸内部，监测缸内溶液温度或盐度。

所述加热器和冷凝器与制热器及制冷器类似，均在其内的控制芯片上安装有控制模块，所述控制模块通过连接线路与智能控制系统相连，接收智能控制系统发出的控制信号，控制加热器和冷凝器的运行。

所述液温计和盐度计则与气温计及湿度计类似，其内同样安装控制模块。

红外监测系统，对混凝土试件的实验状态进行实时监测，以动态热像图的形式予以展示。

所述红外监测系统包括红外探测组件20和红外成像组件，所述红外探测组件20设置于养护仓1内，由于红外探测组件20为非接触式探测部件，所述红外探测组件20与混凝土试件之间设有间隔，所述红外探测组件20的探测端朝向混凝土试件设置，且红外探测组件20的探测范围至少覆盖整个混凝土试件，红外探测组件20分别探测混凝土试件的腐蚀状态变化及裂隙发展情况，同时通过成像组件可动态展示混凝土试件裂隙内的溶液渗流情况，所述红外探测组件20固定设置于养护仓1内。

所述红外探测组件20与红外成像组件通过电信号相连，所述红外成像组件设置于智能控制系统中，接收红外探测组件20发出的电信号，并将信号进行处理形成实时热像图，显示于智能控制系统中，具体为显示在智能控制系统的显示终端中。

其中，所述红外探测组件20包括物镜、光谱滤波器、光机扫描器，红外探测组件20接收目标的辐射能，并将辐射能转化为电信号发送至所述红外成像组件，所述红外成像组件接收到所述红外探测组件20的电信号后，通过其内的图像处理及记录功能形成热成像图，并反馈至智能控制系统的显示终端显示，所述红外成像系统为现有的成熟设备，可满足本实验装置的功能需求，不再详细叙述其具体过程。

所述智能控制系统包括控制主机、与主机相连的传输线路及与传输线路相连的控制终端，所述控制主机为PLC控制器，所述控制主机设置于框架状的控制平台中，该平台设置在实验室内，所述控制主机为整个系统的CPU核心，用于通过传输线路向控制终端发出控制信号并接受控制终端在实验过程中的反馈信号，对信号内容进行计算分析，控制各组件调整实验条件。

与控制主机相连的还有操作面板，所述操作面板及显示终端与输入终端为一体，为现有设备中常用的液晶显示屏，可手触式输入，所述操作面板可采用现有的平板电脑设备接入，更加方便。

如图4所示，所述控制终端为安装至制热器、制冷器、气温计、湿度计、加热器、冷凝器、液温计、盐度计、轴压加载器5及伺服阀18内的控制模块，所述液压缸3则由轴压加载器5联动控制，所述轴压加载器5将液压缸3内液压油加压泵出，其中气温计、湿度计、液温计及盐度计中的控制模块将检测数据传送给控制主机，所述制热器、制冷器、轴压加载器5、液压缸3及伺服阀18、加热器、冷凝器内的控制模块为双向模块，即可以接收控制信号控制元件的运作也可以将元件数据传送至控制主机，所述气温计、湿度计、液温计及盐度计内采用二极管单向传输模块，所述制热器、制冷器、轴压加载器5、液压缸3及伺服阀18内的控制模块为双向收发模块，可采用有线和无线两种形式，例如型号为NRF24L01的无线模块，其中无线传输的传输线路设定限定的传输频率。

一种应用前述混凝土腐蚀实验装置的使用方法，包括如下步骤，

(1)混凝土试件制备：

拌和实验标号的混凝土，通过模筑或喷射成型，置于特定的工程模拟环境进行养护；

(2)腐蚀性水溶液配制：

检测工程环境中所采集的腐蚀性液体的成分及浓度，根据检测结果配制与工程环境中腐蚀性液体主要成分及浓度相同的实验用腐蚀性溶液；

(3)实验设备组装：

将混凝土试件放置于侧限环内，传力板及反力板分别隔有土工布夹持在混凝土试件两侧，液压缸连接到传力板上，紧固反力架螺栓，完成混凝土试件的固定，关好养护仓门，形成密闭实验环境；

4)实验设备调试：

将配制好的溶液注入储液缸内，开启控制系统，通过控制系统调节环境模拟系统、伺服加载系统、溶液渗流系统及红外监测系统，达到混凝土试件腐蚀实验所需的工作条件，监测养护仓内的温度和湿度、水溶液的温度和盐度、混凝土试件所受荷载及溶液渗流情况，输入指定的实验参数控制各组件运转，调整实验所需的工作条件；

(5)实验流程开展：

通过控制系统设定干湿循环周期、加卸载循环周期，根据应力-应变监测组件及红外成像组件的反馈情况，初步判断混凝土的腐蚀程度，当外荷载难以维持稳定时，取下混凝土试件，通过XRD法、Raman光谱法、FTIR光谱法等检测手段，鉴定混凝土试件的腐蚀。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (7)

1.一种混凝土腐蚀实验装置，其特征在于，其中包括：

环境模拟系统，模拟混凝土试件腐蚀实验过程中的温度、湿度等不同环境条件；

伺服加载系统，提供混凝土试件腐蚀实验所需的边界载荷，使混凝土试件受力；

溶液渗流系统，提供混凝土试件腐蚀实验所需的带压腐蚀溶液，使混凝土试件受腐蚀作用；

红外监测系统，对混凝土试件的实验状态进行实时监测，以动态热像图的形式予以展示；

智能控制系统，发出混凝土试件腐蚀实验所需的动作指令，实时监测装置的实验参数并反馈调控。

2.根据权利要求1所述的一种混凝土腐蚀实验装置，其特征在于，所述环境模拟系统中至少包含有：

养护仓，密封形成密闭箱体，且在该箱体内容置混凝土试件，所述箱体内部设有多个元件挂点，箱体上穿设用于通过管线的贯穿孔；

环境模拟器，其中包含有制热器、制冷器、加湿器及干燥器，所述制热器、制冷器、加湿器及干燥器均设置在养护仓内，并对仓内环境提供加热、制冷、加湿及烘干；

环境监测器，其中包含有气温计、湿度计，所述气温计、湿度计均安装于养护仓内，并对养护仓内的温度、湿度进行实时监测。

3.根据权利要求1所述的一种混凝土腐蚀实验装置，其特征在于，所述伺服加载系统中至少包含有：

反力架，限定混凝土试件实验位置并提供反力，所述反力架包含位于混凝土试件两侧的边框架及连接在两边框架之间的螺栓，所述反力架的下端安装于养护仓底部的滑槽中；

液压缸，安装在混凝土试件一侧的反力架上，将液压能转换为载荷并传递给混凝土试件；

传力板，安装于液压缸的活塞端，为液压缸载荷传递中转部件；

侧限环，套装于混凝土试件外侧的环体，为混凝土试件提供径向约束，所述侧限环一端通过橡胶圈与传力板密封连接；

反力板，与传力板相对分设在混凝土试件的两侧，所述反力板通过反力架将所述传力板提供的边界载荷形成反力作用在混凝土试件的另一侧；

轴压加载器，是伺服加载系统中为所述混凝土试件提供载荷力的能量来源，提供带有限定流量及压力的液压油；

液压管，连接轴压加载器及液压缸，将所述轴压加载器的动力输送至液压缸。

4.根据权利要求1所述的一种混凝土腐蚀实验装置，其特征在于，所述溶液渗流系统中至少包含有：

储液缸，其内储存有实验用的腐蚀溶液；

伺服阀，安装于储液缸外侧并与储液缸相连，接收电气模拟信号后，相应输出调制流量和压力的溶液；

渗液孔，设置于反力板上，贯通反力板形成毛细孔道，所述渗液孔将腐蚀实验溶液引流至混凝土试件上；

导液管，连接在伺服阀与渗液孔之间，通过伺服阀将储液缸内的溶液泵送至渗液孔中；

温度控制器，其中包含有加热器、冷凝器，所述加热器、冷凝器均安装于储液缸内部，对缸内溶液加热或降温；

溶液监测器，其中包含有液温计、盐度计，所述液温计、盐度计均安装于储液缸内部，监测缸内溶液温度或盐度。

5.根据权利要求1所述的一种混凝土腐蚀实验装置，其特征在于，所述红外监测系统中至少包含有：

红外探测组件，固定设置于混凝土试件外侧的养护仓内，探测端朝向混凝土试件设置；

红外成像组件，设置于智能控制系统中，接收红外探测组件发出的电信号，并将信号进行处理形成热像图，显示于智能控制系统中。

6.根据权利要求1所述的一种混凝土腐蚀实验装置，其特征在于，所述智能控制系统中至少包含有：

操作面板，集显示终端与输入终端于一体，安装于所述养护仓下方的控制平台上；

控制电路，连接操作面板与各受电控制组件，所述受电控制组件安装于环境模拟系统、伺服加载系统及溶液渗流系统中；

系统主机，位于控制平台内部，为整个控制系统的CPU核心，发出控制信号并接受反馈信号，进行计算并将计算结果通过操作面板显示。

7.一种应用权利要求1-6中任一权利要求所述的一种混凝土腐蚀实验装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤，

(1)混凝土试件制备：

拌和实验标号的混凝土，通过模筑或喷射成型，置于特定的工程模拟环境进行养护；

(2)腐蚀性水溶液配制：

检测工程环境中所采集的腐蚀性液体的成分及浓度，根据检测结果配制与工程环境中腐蚀性液体主要成分及浓度相同的实验用腐蚀性水溶液；

(3)实验设备组装：

将混凝土试件放置于侧限环内，传力板及反力板分别隔有土工布夹持在混凝土试件两侧，液压缸连接到传力板上，紧固反力架螺栓，完成混凝土试件的固定，关好养护仓门，形成密闭实验环境；

(4)实验设备调试：

将配制好的溶液注入储液缸内，开启控制系统，通过控制系统调节环境模拟系统、伺服加载系统、溶液渗流系统及红外监测系统，达到混凝土试件腐蚀实验所需的工作条件，监测养护仓内的温度和湿度、水溶液的温度和盐度、混凝土试件所受荷载及腐蚀情况，输入指定的实验参数控制各组件运转，调整实验所需的工作条件；

(5)实验流程开展：

通过控制系统设定干湿循环周期、加卸载循环周期，根据应力-应变监测组件的反馈情况，初步判断混凝土的腐蚀程度，当外荷载难以维持稳定时，取下混凝土试件，通过XRD法、Raman光谱法、FTIR光谱法等检测手段，鉴定混凝土试件的腐蚀类型。