CN111413222A - 一种加速混凝土溶蚀的实验装置 - Google Patents
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Abstract
一种加速混凝土溶蚀的实验装置，包括：试验壳体，设有一试验腔；试验腔的顶部设有排气管；试验腔的下部设有排液口；溶液循环装置，包括加液部、驱动泵及储水部，加液部以及储水部分别设置在试验壳体的头部和尾部，加液部的出液口与驱动泵的进液口管路连通；驱动泵设置在加液部底部，驱动泵的出液口与试验腔的进液口管路连通；储水部的进液口与试验腔的尾部相连通，出液口与驱动泵的回液口管路连通；以及温度控制装置，包括加热部和温控部，加热部埋设于试验腔的底部，温控部设置在试验壳体上，温控部的控制端与加热部的控制端电连接。本发明的有益效果为：方便操作，减轻工作人员负担，且可根据溶蚀环境特点，选择合适的温度与流动速度。
Description
技术领域
本发明涉及一种可以用于混凝土耐久性测试的试验装置，尤其是涉及一种通过流速与温度实现加速混凝土溶蚀的实验装置。
背景技术
混凝土耐久性问题是土木工程中备受关注的问题，水泥基材料长期与软水接触，导材料性能劣化和结构破坏是影响混凝土耐久性的重要因素。混凝土溶蚀：一般情况下水化产物较稳定，但长期处于复杂环境中，会受到不同程度损伤甚至破坏。氢氧化钙以及其他成分能一定程度溶于水中特别是在流动水中，导致水泥石液相Ca2+摩尔浓度低于水化物稳定存在的极限摩尔浓度造成钙离子溶出。混凝土若长期与流动软水接触，其中的Ca(OH)2不断溶出，使混凝土孔隙率增加，强度和耐久性降低，最终造成混凝土结构物破坏。
在科学研究中混凝土自然溶蚀速度慢，实验周期长。现有技术中对温度影响混凝土溶蚀速度关注的缺失，忽略流动水对加速混凝土溶蚀的影响。氯化铵溶液加速溶蚀时，氨气挥发，导致室内污染。当pH高于9.25时更换氯化铵溶液时的不便。以上问题促使了本发明专利的产生。
发明内容
针对技术背景中存在的问题，本发明的目的在于提供一种加速溶蚀和提升试验效率的装置，在溶蚀混凝土试件过程中易于更换溶液并减少工作量。实现更快更准确地对比不同配合比条件下混凝土抗溶蚀性能优劣。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
本发明所述的一种加速混凝土溶蚀的实验装置，其特征在于，包括：
试验壳体，设有一试验腔，用于放置待溶蚀的混凝土试样；试验腔的顶部设有排气管，用于排出试验过程中试验腔内产生的挥发性气体；试验腔的下部设有排液口，用于排出试验腔内的溶液；
溶液循环装置，包括加液部、驱动泵以及储水部，其中所述加液部以及储水部分别设置在试验壳体的头部和尾部，加液部的出液口与驱动泵的进液口管路连通，用于向驱动泵内补入溶液；驱动泵设置在加液部底部，驱动泵的出液口与试验腔的进液口管路连通，用于驱动介质箱内的溶液产生速度冲击试验腔内的混凝土试块；储水部的进液口与试验腔的尾部相连通，出液口与驱动泵的回液口管路连通，实现溶液的循环；
以及温度控制装置，包括加热部和温控部，所述加热部埋设于试验腔的底部，温控部设置在试验壳体上，并且温控部的控制端与加热部的控制端电连接，用于控制加热部加热试验腔内的溶液以控制试验腔内的溶液温度。
所述试验壳体为一上下拆分式结构，包括密封盖和底座，其中密封盖密封盖合在底座上，共同围成一密封的试验腔；所述密封盖的顶部设有排气管；底座的侧面设有排水口，头部与加液部的出液口管路连通，尾部与储水部的进液口管路连通，实现溶液循环装置以及试验腔内的液体之间的循环。
所述密封盖的顶板为一从头部向尾部向下倾斜的斜平面，其中排气管设置在密封盖的头部，用于将试验腔内产生并汇聚在头部的挥发性气体排至大气或气体回收装置内。
所述加液部为介质箱，介质箱底部设有驱动泵，介质箱的出液口与驱动泵的进液口管路连通，并在介质箱的出液口与驱动泵的进液口之间的管路上设有控制阀，用于控制相应管路的通断。
所述储水部包括储液箱、出水管以及溶液循环管，所述储液箱的进液口通过出水管与试验腔的尾部相连通，储液箱的出液口通过溶液循环管与驱动泵的回液口管路连通，驱动泵的出液口通过进液管与试验腔的头部相连通，实现储液箱、试验腔、驱动泵以及介质箱之间的液体循环。
所述出水管与试验腔相连的位置设有过滤网，用于防止过滤颗粒物进入驱动泵内。
所述温控部为一带有显示屏的控温箱，所述加热部为一S形的电加热管，其中电加热管埋置于底座内，电加热管的控制端与控温箱的控制端电连接，用于对试验腔内的液体进行加热。
所述底座上还设有pH计和水位计，用于测定试验腔内的溶液pH值以及水位，其中所述pH值检测计用来显示装置内溶液的pH值，当超过实验所要求的范围或接近时及时更换。省时省力，并避免了由于人工检测带来的误差。
所述进水管和出水管端部均连接有快接水嘴，在进水管和出水管的端口设有滤网，防止异物进入驱动装置。
所述底座底部设有滑轮，以便于若有移动需要，灵活的搬运。
换液时：关闭装置内溶液循环由下部排水口将水排出，由上方的介质箱加入溶液后注入驱动泵内。通过驱动泵使溶液流动，由进水管进入试验腔内，使得驱动泵转动溶液获得速度冲击混凝土试件，混凝土试块放置于主体内受水流作用，可根据需要调节溶液流动速度。
介质箱与试验腔通过管道相连，中间设过滤网，通过所述试验壳体进行溶液循环，溶液在试验腔内流动时通过底部的电加热管提升至实验温度，加速溶蚀时化学反应的速度。装置上部设有挥发性气体的排气管，使之在室内也可以存放而不影响室内环境。
底座与密封盖之间用橡胶保证密封性，使挥发性气体不会溢出，上部结构设置倾斜，引导挥发性气体汇至头部一角，最后通过排气管导出室内。
若要更换溶液时，关闭电机。打开下部的排水口，溶液在自身重力作用下流出装置，便于更换溶液。
驱动泵上方通过连接装置连接溶液入料口，不必打开装置盖子即可添加或更换溶液，避免了打开上部封闭后装置内积存的挥发性气体污染室内环境或危害人体健康。
装置一侧设置水位计，水位低于设定值通过介质箱3添加溶液，保持溶液量足够。
装置的底座内埋设电加热管，与装置上部的控温箱协同工作，可设定实验所需温度，维持在稳定范围，并在显示器上显示溶液温度。
装置的密封盖头部设有
溶蚀过程中若溶液产生挥发性气体时，由上部的排气管导出气体，其中排气管末端可直接通入酸性溶液中，吸收溶质氯化铵所释放氨气，达到净化空气的效果。装置整体上分为密封盖与底座，底座内埋设S形的电加热管道，试验腔内放置混凝土，装置的头部设置介质箱，介质箱底部内设驱动泵。同时驱动泵左侧与管道相连。右侧是控温箱。底座后部设有pH计和水位计。尾部设有出水管道，连接蓄水箱，并入循环管道。
本发明所达到的有益效果为：本发明可对混凝土试件进行加速溶蚀实验，不仅方便操作，减轻工作人员负担，且可以根据溶蚀环境特点，选择合适的温度与流动速度，实现了更快更准确的对比不同配合比混凝土方案的抗溶蚀性能。有效处理了挥发性气体，改善了室内环境。
附图说明
图1为本发明装置结构图；
图2为装置的底座示意图；
图3为底座剖面图；
图4为温度控制装置示意图；
图5为密封盖的排气装置示意图；
图6为底座的后视图；
图7为管道滤网示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明。
参照附图：
实施例1本发明所述的一种加速混凝土溶蚀的实验装置，包括：
试验壳体，设有一试验腔，用于放置待溶蚀的混凝土试样；试验腔的顶部设有排气管13，用于排出试验过程中试验腔内产生的挥发性气体；试验腔的下部设有排液口1，用于排出试验腔内的溶液；
溶液循环装置，包括加液部、驱动泵以及储水部，其中所述加液部以及储水部分别设置在试验壳体的头部和尾部，加液部的出液口与驱动泵的进液口管路连通，用于向驱动泵内补入溶液；驱动泵设置在加液部底部，驱动泵的出液口与试验腔的进液口管路连通，用于驱动介质箱内的溶液产生速度冲击试验腔内的混凝土试块；储水部的进液口与试验腔的尾部相连通，出液口与驱动泵的回液口管路连通，实现溶液的循环；
以及温度控制装置，包括加热部和温控部，所述加热部埋设于试验腔的底部，温控部设置在试验壳体上，并且温控部的控制端与加热部的控制端电连接，用于控制加热部加热试验腔内的溶液以控制试验腔内的溶液温度。
所述试验壳体为一上下拆分式结构，包括密封盖11和底座4，其中密封盖11密封盖合在底座4上，共同围成一密封的试验腔；所述密封盖11的顶部设有排气管13；底座4的侧面设有排水口1，头部与加液部的出液口管路连通，尾部与储水部的进液口管路连通，实现溶液循环装置以及试验腔内的液体之间的循环。
所述密封盖12的顶板为一从头部向尾部向下倾斜的斜平面12，其中排气管13设置在密封盖11的头部，用于将试验腔内产生并汇聚在头部的挥发性气体排至大气或气体回收装置内。
所述加液部为介质箱3，介质箱3底部设有驱动泵2，介质箱3的出液口与驱动泵2的进液口管路连通，并在介质箱3的出液口与驱动泵的进液口之间的管路上设有控制阀，用于控制相应管路的通断。
所述储水部包括储液箱6、出水管7以及溶液循环管5，所述储液箱的进液口通过出水管与试验腔的尾部相连通，储液箱的出液口通过溶液循环管与驱动泵的回液口管路连通，驱动泵的出液口通过进液管17与试验腔的头部相连通，实现储液箱6、试验腔、驱动泵2以及介质箱3之间的液体循环。
所述出水管与试验腔相连的位置设有过滤网16，用于防止过滤颗粒物进入驱动泵内。
所述温控部为一带有显示屏的控温箱10，所述加热部为一S形的电加热管15，其中电加热管15埋置于底座4内，电加热管15的控制端与控温箱10的控制端电连接，用于对试验腔内的液体进行加热。
所述底座4上还设有pH计9和水位计8，用于测定试验腔内的溶液pH值以及水位，其中所述pH值检测计用来显示装置内溶液的pH值，当超过实验所要求的范围或接近时及时更换，手动打开排水口1溶液可在重力作用下自动流出，手动添加溶液时在介质箱3内溶解后在重力作用下流入驱动泵2进入循环。省时省力，并避免了由于人工检测pH带来的误差。
所述出水接口和进水接口均连接有快接水嘴，在入水口以及出水口设有滤网，防止异物进入驱动装置。
实施例2本实施例所述的一种混凝土加速溶蚀装置，该装置包括一体式下部结构，上部为密封盖11，下部为底座4，并且密封盖11和底座4共同拼成以密封的试验腔，用于对混凝土进行溶蚀试验。
添加溶液时，由介质箱3上端开口处倒入，进入驱动泵2，在驱动泵2作用下获得速度通过进水管17进入底座4，由进水管17流出冲击放置于底座4中的混凝土试块加速溶蚀，混凝土试块如图2所示放置，溶液流过混凝土试块后通过滤网16由出水管7进入储水箱6，再由溶液循环管5回到驱动泵2完成循环流动。
介质箱3如图一所示成圆柱状，底部与驱动泵进水口相连通过控制阀控制开关。在介质箱中配置好溶液后，手动打开控制阀，溶液进入驱动泵2获得速度。
驱动泵2如图1所示安装在底座4之上，溶液通过驱动泵获得速度后由进水管17流出。
更换溶液时，打开排水口1与控制阀原理相同，溶液在自身重力作用下由排水口流出。避免了打开上部密封盖，氨气溢出的风险，简单易操作。
底座4底部设S形的电加热管15，埋置于底座4内部，对溶液进行加热达到实验所需温度。试块将放置于底座4内，如图3所示，加热装置详图见图4。
出水管7，过滤网16参考图7。
温度由图4所示控温箱控制，溶液进入底座4后通过电加热管15对溶液进行加热，温度控制由控温箱10控制，并在显示屏显示溶液温度。
实验根据pH值更换溶液，排出溶液时手动打开排水口1溶液在重力作用下自动流出，添加溶液时，在介质箱3内搅拌溶解氯化铵后手动打开控制阀，溶液在重力作用下流入驱动泵2，进入循环系统。氯化铵溶液作为介质时，pH值控制在8.5-9.25之间，装置通过pH计9显示溶液的pH值，水位计8显示装置内的水位，水位计8与pH计9具体安装位置见图6。
根据水位计8显示的水位，控制溶液添加量。直观的显示水位便于人员操作。
驱动泵2可以调节功率的大小，以控制水流速度的大小。以达到实验所需的流动速度，加速溶蚀。
上部的密封盖11如图5五所示，密封盖11的下边缘设置橡胶密封圈将溶蚀后产生的挥发性气体封闭在装置内部，由斜平面12头部设置的排气管13，连接橡胶管道导出窗外，避免室内环境污染。
排气管不便伸出窗外时，可将导气管深入酸性溶液以吸收氨气。
出水管7内设置滤网16，防止因溶蚀造成混凝土剥落由管道进入驱动泵2，造成损害。滤网16孔径大小为0.5mm。
溶液通过出水管7与过滤网16后进入储水箱6，溶液速度减慢，颗粒物沉积，更好的保护了驱动泵2的使用。
具体实现时，本发明对具体的器件型号不做限制，只要能完成上述功能的元器件均可。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也包括本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。
Claims (9)
1.一种加速混凝土溶蚀的实验装置，其特征在于，包括：
试验壳体，设有一试验腔，用于放置待溶蚀的混凝土试样；试验腔的顶部设有排气管，用于排出试验过程中试验腔内产生的挥发性气体；试验腔的下部设有排液口，用于排出试验腔内的溶液；
溶液循环装置，包括加液部、驱动电机以及储水部，其中所述加液部以及储水部分别设置在试验壳体的头部和尾部，加液部的出液口与试验腔的进液口管路连通，用于向试验腔内补入溶液；驱动电机设置在加液部内，用于驱动介质箱内的溶液产生速度冲击试验腔内的混凝土试块；储水部的进液口与试验腔的尾部相连通，出液口与加液部的回液口管路连通，实现溶液的循环；
以及温度控制装置，包括加热部和温控部，所述加热部埋设于试验腔的底部，温控部设置在试验壳体上，并且温控部的控制端与加热部的控制端电连接，用于控制加热部加热试验腔内的溶液以控制试验腔内的溶液温度。
2.如权利要求1所述的一种加速混凝土溶蚀的实验装置，其特征在于：所述试验壳体为一上下拆分式结构，包括密封盖和底座，其中密封盖密封盖合在底座上，共同围成一密封的试验腔；所述密封盖的顶部设有排气管；底座的侧面设有排水口，头部与加液部的出液口管路连通，尾部与储水部的进液口管路连通，实现溶液循环装置以及试验腔内的液体之间的循环。
3.如权利要求2所述的一种加速混凝土溶蚀的实验装置，其特征在于：所述密封盖的顶板为一从头部向尾部向下倾斜的斜平面，其中排气管设置在密封盖的头部，用于将试验腔内产生并汇聚在头部的挥发性气体排至大气或气体回收装置内。
4.如权利要求1所述的一种加速混凝土溶蚀的实验装置，其特征在于：所述加液部为介质箱，介质箱底部设有驱动泵，介质箱的出液口与驱动泵的进液口管路连通，并在介质箱的出液口与驱动泵的进液口之间的管路上设有控制阀，用于控制相应管路的通断。
5.如权利要求1所述的一种加速混凝土溶蚀的实验装置，其特征在于：所述储水部包括储液箱、出水管以及溶液循环管，所述储液箱的进液口通过出水管与试验腔的尾部相连通，储液箱的出液口通过溶液循环管与驱动泵的回液口管路连通，驱动泵的出液口通过进液管与试验腔的头部相连通，实现储液箱、试验腔、驱动泵以及介质箱之间的液体循环。
6.如权利要求5所述的一种加速混凝土溶蚀的实验装置，其特征在于：所述出水管与试验腔相连的位置设有过滤网，用于防止过滤颗粒物进入驱动电机内。
7.如权利要求5所述的一种加速混凝土溶蚀的实验装置，其特征在于：所述温控部为一带有显示屏的控温箱，所述加热部为一S形的电加热管，其中电加热管埋置于底座内，电加热管的控制端与控温箱的控制端电连接，用于对试验腔内的液体进行加热。
8.如权利要求5所述的一种加速混凝土溶蚀的实验装置，其特征在于：所述底座上还设有pH计和水位计，用于测定试验腔内的溶液pH值以及水位。
9.如权利要求8所述的一种加速混凝土溶蚀的实验装置，其特征在于：所述底座底部设有滑轮。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN114112879A (zh) * | 2021-11-03 | 2022-03-01 | 清华大学 | 实时监测材料溶蚀性能的加速测试装置及测试方法 |
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