CN112964617A - 一种混凝土荷载环境渗透试验设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种混凝土荷载环境渗透试验设备。设备包括壳体，壳体包括壳身和盖板，壳身上端敞口，盖板可拆卸的安装在壳身上，壳身的底部设有贯穿其的漏水孔，液体收集器位于漏水孔的下方，盖板上设有贯穿其的操作孔，荷载施加装置的施力端由操作孔伸入壳体内压紧样品；温控装置设置在壳体内，水压检测装置设置在壳体底部，无线潜水摄像头设置在壳体内，水头压力施加装置通过水管与壳体相连通，用于向壳体内液体施加水压。本发明可以在不同荷载作用下、在不同环境温度、不同pH值环境和不同水头压力的作用下，通过直观的观察对比不同参数的混凝土试件，得出混凝土试件的渗水量，评价混凝土试件的抗渗性能。

Description

一种混凝土荷载环境渗透试验设备
技术领域
本发明涉及勘探岩土建筑技术领域，尤其涉及一种混凝土荷载环境渗透试验设备。
背景技术
渗漏是地下混凝土结构工程中常见的病害，不仅会加速地下结构混凝土耐久性破坏，也是困扰工程人员的难题之一，我国每年用于地下混凝土结构的渗漏经费占总维修费用的50％左右。面对我国地下空间结构发展对混凝土材料的大需求和混凝土抗渗防水性能的高要求，发展高抗渗型绿色混凝土材料是保证地下工程结构设计服役寿命的基础，而表征混凝土材料抗渗性能的方法和评判标准决定了其是否能够反映混凝土在实际工程中的抗渗能力。目前国内市面上的混凝土渗透仪无法测试不同工况下，特别是荷载下的混凝土的渗透系数，对混凝土抗渗性能的研究多以无损混凝土试件进行抗渗试验，而在实际地下工程中混凝土结构材料处于非常复杂的荷载和环境耦合作用中，因此目前的试验结果无法真实反映在正常使用阶段混凝土在不同工况下的抗渗性能，关于荷载环境耦合作用下混凝土抗渗性能的研究也较少，少数自制的测试仪器存在体型笨重、裂缝观测难、搬运费时、拆卸费力等缺点。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有技术的上述不足，提出用于在不同离子环境、不同温度以及不同荷载条件耦合因素下的结构简单、使用方便的混凝土荷载环境渗透试验设备。
本发明的一种混凝土荷载环境渗透试验设备，包括壳体、荷载施加装置、温控装置、水压检测装置、水头压力施加装置、无线潜水摄像头和液体收集器；所述壳体包括壳身和盖板，所述壳身上端敞口，所述盖板可拆卸的安装在所述壳身上，所述壳身的底部设有贯穿其的漏水孔，所述液体收集器位于所述漏水孔的下方，所述盖板上设有贯穿其的操作孔，所述荷载施加装置的施力端由所述操作孔伸入所述壳体内压紧样品；所述温控装置设置在所述壳体内，用于监控所述壳体内液体温度；所述水压检测装置设置在所述壳体底部，用于检测所述壳体内液体压力，所述无线潜水摄像头设置在所述壳体内，用于实时获得样品裂缝开裂情况，所述水头压力施加装置通过水管与所述壳体相连通，用于向所述壳体内液体施加水压。
进一步的，所述壳身包括底座和多个环形体，多个所述环形体从下至上依次可拆卸的安装在所述底座上，所述盖板可拆卸的安装在位于最上面的环形体上。
进一步的，所述环形体与环形体、底座和盖板之间为榫卯连接。
进一步的，所述环形体与环形体、底座和盖板之间的连接缝隙处均设有橡胶止水环。
进一步的，所述底座上设有出水口，所述出水口设有打开或关闭其的阀门。
进一步的，所述环形体的外壁上设有至少两个提拉板。
进一步的，所述水头压力施加装置包括水罐和鼓风机，所述鼓风机通过管路与所述水罐相连通，所述水罐通过所述水管与所述壳体相连通。
进一步的，所述盖板上设有贯穿其的安装孔，所述水管由所述安装孔安装在所述盖板上。
进一步的，所述温控装置包括温度传感器和加热件。
进一步的，所述设备还包括对所述壳体进行气密性检测的气密性检测装置。
进一步的，所述气密性检测装置包括空气压缩装置与所述水管可拆卸连接，所述盖板上还设有检测孔，所述检测孔内插设竖直透明管。
本发明基于最基本的抗渗理论，在不同荷载作用下、在不同环境温度、不同pH值环境和不同水头压力的作用下，通过直观的观察对比不同参数的混凝土试件，得出混凝土试件的渗水量，评价混凝土试件的抗渗性能，并通过内置微型无线潜水摄像头实时获得混凝土试件裂缝开裂情况，通过控温系统获得装置内部的温度情况，通过水压监测装置获得混凝土试件表面的水压力，通过荷载施加装置得出混凝土试件所受荷载，再通过液体收集装置得到混凝土试件渗水量，并得出最后的结论。
其中，混凝土试件尺寸一致，环境温度一致，相同pH值溶液和水头压力相同时，混凝土试件所承受的上部荷载越大时收集到的渗水量越小，则表明抗渗性能越好。
混凝土试件尺寸一致，环境温度一致，相同pH值溶液和所承受的上部荷载相同时，混凝土试件所承受的水头压力越大收集到的渗水量越小，则表明抗渗性能越好。
而且，本发明的一种混凝土荷载环境渗透试验设备结构简单，操作方便，通过温控装置改变壳体内液体的温度，通过荷载施加装置改变混凝土荷载，通过改变液体的种类、水头压力施加装置改变水压，就可以改变试验的环境，通过无线潜水摄像头实时获得样品裂缝开裂情况，这样本发明通过模拟混凝土试件在荷载作用和温度、水压力和不同pH环境下，用最基本的方法、理论得出功能型混凝土材料的抗渗系数，模拟了功能型混凝土材料在作为实际环境作用下的真实情况，为理论研究和实践运用起到了指导作用。
附图说明
图1为本发明的一种混凝土荷载环境渗透试验设备的结构示意图。
1、壳体；11、壳身；111、漏水孔；112、底座；1121、出水口；113、环形体；1131、提拉板；114、橡胶止水环；12、盖板；121、操作孔；122、安装孔；2、荷载施加装置；3、温控装置；31、温度传感器；32、加热件；4、水压检测装置；5、水头压力施加装置；51、水罐；52、鼓风机；53、水管；6、无线潜水摄像头；7、液体收集器。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1所示，本发明的一种混凝土荷载环境渗透试验设备，包括壳体1、荷载施加装置2、温控装置3、水压检测装置4、水头压力施加装置5、无线潜水摄像头6和液体收集器7；壳体1包括壳身11和盖板12，壳身11上端敞口，盖板12可拆卸的安装在壳身11上，所述壳身11的底部设有贯穿其的漏水孔111，液体收集器7位于漏水孔111的下方，盖板12上设有贯穿其的操作孔121，荷载施加装置2的施力端由操作孔121伸入壳体1内压紧样品；温控装置3设置在壳体1内，用于监控壳体1内液体温度；水压检测装置4设置在壳体1底部，用于检测壳体1内液体压力，无线潜水摄像头6设置在壳体1内，用于实时获得样品裂缝开裂情况，水头压力施加装置5通过水管53与壳体1相连通，用于向壳体1内液体施加水压。
本发明基于最基本的抗渗理论，在不用荷载作用下、在不同环境温度、不同pH值环境和不同水头压力的作用下，通过直观的观察对比不同参数的混凝土试件，得出混凝土试件的渗水量，评价混凝土试件的抗渗性能，并通过内置微型无线潜水摄像头6实时获得混凝土裂缝开裂情况，通过控温系统获得装置内部的温度情况，通过水压监测装置获得混凝土试件表面的水压力，通过荷载施加装置2得出混凝土试件所受荷载，再通过液体收集装置得到混凝土渗水量，并得出最后的结论。
其中，混凝土试件尺寸一致，环境温度一致，相同pH值溶液和水头压力相同时，混凝土试件所承受的上部荷载越大时收集到的渗水量越小，则表明抗渗性能越好。
混凝土试件尺寸一致，环境温度一致，相同pH值溶液和所承受的上部荷载相同时，混凝土试件所承受的水头压力越大收集到的渗水量越小，则表明抗渗性能越好。
而且，本发明的一种混凝土荷载环境渗透试验设备结构简单，操作方便，通过温控装置3改变壳体1内液体的温度，通过荷载施加装置2改变混凝土荷载，通过改变液体的种类、水头压力施加装置5改变水压，就可以改变试验的环境，通过无线潜水摄像头6实时获得样品裂缝开裂情况，这样本发明通过模拟混凝土试件在荷载作用和温度、水压力和不同pH环境下，用最基本的方法、理论得出功能型混凝土材料的抗渗系数，模拟了功能型混凝土材料在作为实际环境作用下的真实情况，为理论研究和实践运用起到了指导作用。
壳身11形状可以有多种，在这里不做限定，在本实施例中，壳身11可以包括底座112和多个环形体113，多个环形体113从下至上依次可拆卸的安装在底座112上，盖板12可拆卸的安装在位于最上面的环形体113上。
使用时，将底座112安装固定，确保稳定安全；将环形体113根据混凝土试件的尺寸的需求安装，并将相关仪器设备，如温控装置3、无线潜水摄像头6等进行安装定位，将底座112的漏水孔111对外连接液体收集器7，用于收集混凝土试件向外渗透的水含量，并在连接处用环氧树脂等密封材料进行密封，将荷载施加装置2的施力端压在混凝土试件上，注水，安装盖体，并确保整个试验装置的气密性，在试验完成后，进行拆除时，打开底座112上的出水口1121，先将壳体1中的水排出；拆除各个装置和环形体113，取下混凝土试件。
将壳体1设置成多个环形体113依次安装在底座112上，一方面可以满足不同尺寸的混凝土试件的需求，另一方面可以根据实际试验的需求增加壳身11的高度，满足水压。
环形体113与环形体113、底座112和盖板12之间的连接方式有多种，在这里不做限定，例如：可以为榫卯连接。
其中榫卯连接的具体方式可以为：底座112上部为卯眼，安装在底座112上的环形体113的部为榫头，上部为卯眼榫头插入底座112的卯眼部分，形成连接；依次上面的环形体113的下部为榫头，上部有两个对称凸出的卡口，上面一个环形体113的榫头插入下面一个环形体113的的卯眼部分，形成连接，如此重复，盖板12可以为两个半圆形结构，在最上面的环形体113的对称凸出卡口对应处，盖板12为凹槽部分，可将盖板12直接卡住连接。
环形体113与环形体113、底座112和盖板12之间的连接缝隙处均可以设有橡胶止水环114进行密封止水，
底座112上还可以设有出水口1121，出水口1121设有打开或关闭其的阀门，方便将试验结束后的壳体1内的液体排出。
其中，整个壳体1可以为圆柱形结构，壳体1内部直径可以为480mm，外部直径为500mm，高度为500mm，壁厚为10mm；其中，底座112上可以设有承台，承台的直径为150mm，高度为20mm，底座112高为150mm，卯眼长度为20mm，；环形体113的高度可以为150-200mm，卯眼的长度为10-20mm，榫头的长度为20mm。
环形体113的外壁上可以设有至少两个提拉板1131，方便拆装、搬挪。
水头压力施加装置5的结构有多种，在这里不做限定，在本实施例中，水头压力施加装置5可以包括水罐51和鼓风机52，鼓风机52通过管路与水罐51相连通，水罐51通过水管53与壳体1相连通。鼓风机52通过管路向水罐51通气。
盖板12上可以设有贯穿其的安装孔122，水管53可以由安装孔122安装在盖板12上。
温控装置3的结构有多种，例如：可以包括温度传感器31和加热件32，温度传感器31可以为市场上可以购买到的产品。
设备还可以包括对壳体1进行气密性检测的气密性检测装置(图中未示出)。气密性检测装置的结构有多种，在这里不做限定，在本实施例中，气密性检测装置可以包括空气压缩装置与水管53可拆卸连接，盖板12上还设有检测孔，检测孔内插设竖直透明管，试验时，透明管内水柱上升，气密性良好。
以上未涉及之处，适用于现有技术。
虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围，本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例来做出各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的方向或者超越所附权利要求书所定义的范围。本领域的技术人员应该理解，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种混凝土荷载环境渗透试验设备，其特征在于：包括壳体(1)、荷载施加装置(2)、温控装置(3)、水压检测装置(4)、水头压力施加装置(5)、无线潜水摄像头(6)和液体收集器(7)；所述壳体(1)包括壳身(11)和盖板(12)，所述壳身(11)上端敞口，所述盖板(12)可拆卸的安装在所述壳身(11)上，所述壳身(11)的底部设有贯穿其的漏水孔(111)，所述液体收集器(7)位于所述漏水孔(111)的下方，所述盖板(12)上设有贯穿其的操作孔(121)，所述荷载施加装置(2)的施力端由所述操作孔(121)伸入所述壳体(1)内压紧样品；所述温控装置(3)设置在所述壳体(1)内，用于监控所述壳体(1)内液体温度；所述水压检测装置(4)设置在所述壳体(1)底部，用于检测所述壳体(1)内液体压力，所述无线潜水摄像头(6)设置在所述壳体(1)内，用于实时获得样品裂缝开裂情况，所述水头压力施加装置(5)通过水管(53)与所述壳体(1)相连通，用于向所述壳体(1)内液体施加水压。
2.如权利要求1所述的一种混凝土荷载环境渗透试验设备，其特征在于：所述壳身(11)包括底座(112)和多个环形体(113)，多个所述环形体(113)从下至上依次可拆卸的安装在所述底座(112)上，所述盖板(12)可拆卸的安装在位于最上面的环形体(113)上。
3.如权利要求2所述的一种混凝土荷载环境渗透试验设备，其特征在于：所述环形体(113)与环形体(113)、底座(112)和盖板(12)之间为榫卯连接。
4.如权利要求3所述的一种混凝土荷载环境渗透试验设备，其特征在于：所述环形体(113)与环形体(113)、底座(112)和盖板(12)之间的连接缝隙处均设有橡胶止水环(114)。
5.如权利要求2所述的一种混凝土荷载环境渗透试验设备，其特征在于：所述底座(112)上设有出水口(1121)，所述出水口(1121)设有打开或关闭其的阀门。
6.如权利要求2所述的一种混凝土荷载环境渗透试验设备，其特征在于：所述环形体(113)的外壁上设有至少两个提拉板(1131)。
7.如权利要求1所述的一种混凝土荷载环境渗透试验设备，其特征在于：所述水头压力施加装置(5)包括水罐(51)和鼓风机(52)，所述鼓风机(52)通过管路与所述水罐(51)相连通，所述水罐(51)通过所述水管(53)与所述壳体(1)相连通。
8.如权利要求1所述的一种混凝土荷载环境渗透试验设备，其特征在于：所述盖板(12)上设有贯穿其的安装孔(122)，所述水管(53)由所述安装孔(122)安装在所述盖板(12)上。
9.如权利要求1所述的一种混凝土荷载环境渗透试验设备，其特征在于：所述温控装置(3)包括温度传感器(31)和加热件(32)。
10.如权利要求1-9任一项所述的一种混凝土荷载环境渗透试验设备，其特征在于：所述设备还包括对所述壳体(1)进行气密性检测的气密性检测装置。
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