CN114235613A - 一种水工抗冲磨检测设备及其检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水工抗冲磨检测设备，包括高速水流冲刷系统、推移质冲击系统和试件测试台，所述高速水流冲刷系统包括高压水枪和水砂混合罐，所述高压水枪和水砂混合罐连通，所述试件测试台上设有待测试件，所述高压水枪将水砂混合物喷至待测试件上，所述高速水流冲刷系统还包括高压水设备，所述高压水枪通过管路与高压水设备连接，所述高压水设备通过管道与推移质冲击系统连通；该发明水工抗冲磨检测设备及检测方法能够单独或综合模拟推移质冲击、高速水流冲刷、高速挟砂水流冲刷对混凝土等材料进行冲磨破坏的过程，检测方法高效便捷，操作方便，实用性强。
Description
技术领域
本发明涉及水工建筑物流道防护领域，尤其涉及一种水工抗冲磨检测设备及其检测方法。
背景技术
水工建筑物冲蚀破坏一直是水工建筑物常见的病害之一。尤其是高速水流裹挟泥砂及推移质卵石、杂物等对泄水建筑物流道冲蚀破坏尤为严重，如映秀湾水电站、柳洪水电站、龚嘴水电站、班多水电站、苏只水电站、尼泊尔上马相迪水电站等。
现行行业标准《水工混凝土试验规程》DL/T 5150中关于抗冲磨强度的检测方法均以高速水流对普通抗冲磨混凝土冲刷试验为主，磨损量小且不能模拟卵石推移质在混凝土表面滚动跳跃的运动破坏，依据《水工混凝土试验规程》DL/T 5150方法进行检测的抗冲磨强度较高的材料依然不能有效抵御推移质破坏，不能满足正常使用。
发明内容
本发明的目的是为解决上述问题而提供的一种能够单独或综合模拟推移质冲击、高速水流冲刷、高速挟砂水流冲刷对混凝土等材料进行冲磨破坏的过程，检测方法高效便捷，操作方便，实用性强的水工抗冲磨检测设备及其检测方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种水工抗冲磨检测设备，包括高速水流冲刷系统、推移质冲击系统和试件测试台，所述高速水流冲刷系统包括高压水枪和水砂混合罐，所述高压水枪和水砂混合罐连通，所述试件测试台上设有待测试件，所述高压水枪将水砂混合物喷至待测试件上。
优选的，所述高速水流冲刷系统还包括高压水设备，所述高压水枪通过管路与高压水设备连接，所述高压水设备通过管道与推移质冲击系统连通。
优选的，所述推移质冲击系统包括提升电机、提升设备和集料斗，所述集料斗的一侧与试件检测台连接，所述集料斗内还设有过滤筛网，所述过滤筛网的下方为储水罐，所述提升设备与提升电机联动将过滤筛网上的砂石从出料口处排出。
优选的，所述待测试件位于出料口的正下方，保证推移质在出料口处自由落体时落至待测试件上。
优选的，所述试件测试台倾斜设立，所述试件检测台的表面设有泄槽，所述泄槽沿试件测试台的长度方向设立，所述高速水流冲刷系统与推移质冲击系统之间通过试件检测台相连。
优选的，所述高压水枪的角度可调，所述高压水枪与待测试件之间的距离可调。
优选的，所述水砂混合罐内设有控制出砂速度的阀门和搅拌装置，所述搅拌装置包括竖向搅拌轴和搅拌叶片，所述搅拌叶片为矩形，其中搅拌轴通过电机驱动。
一种水工抗冲磨检测设备的检测方法，包括如下步骤：
（1）准备工作； 将待测材料按400*400*100mm尺寸成型，并养护至待测龄期，对试件称重并固定于检测台上；将粒径范围为10～200mm的推移质骨料100kg置于集料斗内，称取40～70目细砂50kg和清水80kg存储于水砂混合罐中，试件上端与出料口距离设置为5～1.5m；
（2）测试过程； 将试件固定完成后，打开提升设备将推移质连续提升至出料口自由落体对试件进行推移质冲击测试，同时可打开高速水流系统将高速水流调节至5～30MPa进行高速水流冲刷测试，同时可打开水砂混合罐阀门进行高速挟砂冲刷测试。推移质及水经过泄槽进入集料斗，通过筛网筛分后的推移质可循环上料进行冲击测试，筛分后的水可进入储水罐可循环进入储水罐循环使用；
（3）测试后检测待测试件的磨损程度。
优选的，所述步骤（3）中将检测待测试件的磨损体积、磨损量和磨损率测量和计算。
优选的，所述磨损体积的计算是对磨损冲坑等区域采用40～100目细砂回填后刮平，清除多余细砂，称量回填用细砂质量，除以细砂堆积密度得到磨损体积，所述磨损量的计算是对冲磨后试件置于通风处晾干后称量，计算磨损前后的质量差得到磨损量，所述磨损率的计算为磨损量÷测试前试件质量*100%得到磨损率。
本发明公开的一种水工抗冲磨检测设备及其检测方法与现有技术相比具有的有益效果为：通过将试件固定于测试台上，将不同粒径尺寸的推移质置于集料斗，通过提升系统升至高处再自由落体对试件进行冲击破坏，通过高速水流冲刷系统提供可调流速的水流或挟砂水流对试件进行冲刷试验，然后通过筛网对推移质和水进行分离回收循环使用；且该设备能够单独或综合模拟推移质冲击、高速水流冲刷、高速挟砂水流冲刷对混凝土等材料进行冲磨破坏的过程，因此可以模拟不同流速、不同尺寸推移质对水工建筑物流道的冲刷破坏，检测方法高效便捷，操作方便，实用性强。
附图说明
图1为本发明水工抗冲磨检测设备的结构示意图。
其中：1、高压水设备；2、水砂混合罐；3、出料口；4、提升电机；5、提升设备；6、集料斗；7、过滤筛网；8、储水罐；9、泄槽；10、待测试件；11、高压水枪。
具体实施方式
请参阅图1，实施例一，本发明的技术方案为，一种水工抗冲磨检测设备，包括高速水流冲刷系统、推移质冲击系统和试件测试台，所述高速水流冲刷系统包括高压水枪11和水砂混合罐2，所述高压水枪11和水砂混合罐2连通，所述试件测试台上设有待测试件10，该待测试件10为混凝土板材，所述高压水枪11将水砂混合物喷至待测试件10上，此时将模拟出待测试件10在河道内冲刷，便于后续检测工件磨损程度，所述待测试件10置于高速水流冲刷系统和推移质冲击系统之间并连通。
其中所述高速水流冲刷系统还包括高压水设备1，所述高压水枪11通过管路与高压水设备1连接，所述高压水设备1通过管道与推移质冲击系统连通。
在本发明方案中，所述推移质冲击系统包括提升电机4、提升设备5和集料斗6，所述集料斗6的一侧与试件检测台连接，所述集料斗6内还设有过滤筛网7，所述过滤筛网7的下方为储水罐8，所述提升设备5与提升电机4联动将过滤筛网7上的砂石（推移质）从出料口3处排出，其中，所述待测试件10位于出料口3的正下方，保证推移质在出料口3处自由落体时落至待测试件10上。
在本发明方案中，所述试件测试台倾斜设立，所述试件检测台的表面设有泄槽9，所述泄槽9沿试件测试台的长度方向设立，所述高速水流冲刷系统与推移质冲击系统之间通过试件检测台相连。
在使用该水工抗冲磨检测设备时，高压水枪11将水砂吸入喷砂头内并与高速高压流动的水柱混合后冲击在待测试件10上，冲击后的水砂混合物将通过试件检测台上的泄槽9流至集料斗6内，经过滤筛网7过滤后，液体将落至储水罐8内，储水罐8通过管道与高压水设备1连通便于循环利用水资源，而落至过滤筛网7上的砂石等将通过提升电机4和提升设备5从出料口3处排出，排出后的推移质将在出料口3处自由落至待测试件10上，进一步增大模拟实验的真实性。
在本发明中作为优选方案，所述高压水枪11的角度可调，所述高压水枪11与待测试件10之间的距离可调，所述水砂混合罐2内设有控制出砂速度的阀门和搅拌装置，所述搅拌装置包括竖向搅拌轴和搅拌叶片，所述搅拌叶片为矩形，其中搅拌轴通过电机驱动，保证砂石和水均混合；其中试件检测台与出料口3之间距离可调，保证推移质落至待测试件10上，高压水枪11数量可布置为一个或者多个。
该发明还公开一种水工抗冲磨检测设备的检测方法，包括如下步骤：
（1）准备工作； 将待测材料按400*400*100mm尺寸成型，并养护至待测龄期，对试件称重并固定于检测台上；将粒径范围为10mm的推移质骨料100kg置于集料斗内，称取40目细砂50kg和清水80kg存储于水砂混合罐中，试件上端与出料口距离设置为5～1.5m。 （2）测试过程； 将试件固定完成后，打开提升设备将推移质连续提升至出料口自由落体对试件进行推移质冲击测试，同时可打开高速水流系统将高速水流调节至5～30MPa进行高速水流冲刷测试，同时可打开水砂混合罐阀门进行高速挟砂冲刷测试。推移质及水经过泄槽进入集料斗，通过筛网筛分后的推移质可循环上料进行冲击测试，筛分后的水可进入储水罐可循环进入储水罐循环使用。
（3）测试后检测待测试件的磨损程度。
其中，所述步骤（3）中将检测待测试件的磨损体积、磨损量和磨损率测量和计算。
在该检测方法中，所述磨损体积的计算是对磨损冲坑等区域采用40～100目细砂回填后刮平，清除多余细砂，称量回填用细砂质量，除以细砂堆积密度得到磨损体积，所述磨损量的计算是对冲磨后试件置于通风处晾干后称量，计算磨损前后的质量差得到磨损量，所述磨损率的计算为磨损量÷测试前试件质量*100%得到磨损率。
实施例二，基于上述实施例：
（1）准备工作；将待测材料按400*400*100mm尺寸成型，并养护至待测龄期，对试件称重并固定于检测台上；将粒径范围为150mm的推移质骨料100kg置于集料斗内，称取55目细砂50kg和清水80kg存储于水砂混合罐中，试件上端与出料口距离设置为5～1.5m。
（2）测试过程；将试件固定完成后，打开提升设备将推移质连续提升至出料口自由落体对试件进行推移质冲击测试，同时可打开高速水流系统将高速水流调节至5～30MPa进行高速水流冲刷测试，同时可打开水砂混合罐阀门进行高速挟砂冲刷测试。推移质及水经过泄槽进入集料斗，通过筛网筛分后的推移质可循环上料进行冲击测试，筛分后的水可进入储水罐可循环进入储水罐循环使用。
（3）测试后检测待测试件的磨损程度。
实施例三，基于上述实施例：
（1）准备工作；将待测材料按400*400*100mm尺寸成型，并养护至待测龄期，对试件称重并固定于检测台上；将粒径范围为200mm的推移质骨料100kg置于集料斗内，称取70目细砂50kg和清水80kg存储于水砂混合罐中，试件上端与出料口距离设置为5～1.5m。
（2）测试过程；将试件固定完成后，打开提升设备将推移质连续提升至出料口自由落体对试件进行推移质冲击测试，同时可打开高速水流系统将高速水流调节至5～30MPa进行高速水流冲刷测试，同时可打开水砂混合罐阀门进行高速挟砂冲刷测试。推移质及水经过泄槽进入集料斗，通过筛网筛分后的推移质可循环上料进行冲击测试，筛分后的水可进入储水罐可循环进入储水罐循环使用。
（3）测试后检测待测试件的磨损程度。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种水工抗冲磨检测设备，其特征在于，包括高速水流冲刷系统、推移质冲击系统和试件测试台，所述高速水流冲刷系统包括高压水枪和水砂混合罐，所述高压水枪和水砂混合罐连通，所述试件测试台上设有待测试件，所述高压水枪将水砂混合物喷至待测试件上。
2.根据权利要求1所述的水工抗冲磨检测设备，其特征在于，所述高速水流冲刷系统还包括高压水设备，所述高压水枪通过管路与高压水设备连接，所述高压水设备通过管道与推移质冲击系统连通。
3.根据权利要求2所述的水工抗冲磨检测设备，其特征在于，所述推移质冲击系统包括提升电机、提升设备和集料斗，所述集料斗的一侧与试件检测台连接，所述集料斗内还设有过滤筛网，所述过滤筛网的下方为储水罐，所述提升设备与提升电机联动将过滤筛网上的砂石从出料口处排出。
4.根据权利要求3所述的水工抗冲磨检测设备，其特征在于，所述待测试件位于出料口的正下方，保证推移质在出料口处自由落体时落至待测试件上。
5.根据权利要求4所述的水工抗冲磨检测设备，其特征在于，所述试件测试台倾斜设立，所述试件检测台的表面设有泄槽，所述泄槽沿试件测试台的长度方向设立，所述高速水流冲刷系统与推移质冲击系统之间通过试件检测台相连。
6.根据权利要求1-5任一所述的水工抗冲磨检测设备，其特征在于，所述高压水枪的角度可调，所述高压水枪与待测试件之间的距离可调。
7.根据权利要求6所述的水工抗冲磨检测设备，其特征在于，所述水砂混合罐内设有控制出砂速度的阀门和搅拌装置，所述搅拌装置包括竖向搅拌轴和搅拌叶片，所述搅拌叶片为矩形，其中搅拌轴通过电机驱动。
8.一种水工抗冲磨检测设备的检测方法，其特征在于，包括如下步骤： （1）准备工作；将待测材料按400*400*100mm尺寸成型，并养护至待测龄期，对试件称重并固定于检测台上；将粒径范围为10～200mm的推移质骨料100kg置于集料斗内，称取40～70目细砂50kg和清水80kg存储于水砂混合罐中，试件上端与出料口距离设置为5～1.5m；
（2）测试过程； 将试件固定完成后，打开提升设备将推移质连续提升至出料口自由落体对试件进行推移质冲击测试，同时可打开高速水流系统将高速水流调节至5～30MPa进行高速水流冲刷测试，同时可打开水砂混合罐阀门进行高速挟砂冲刷测试，推移质及水经过泄槽进入集料斗，通过筛网筛分后的推移质可循环上料进行冲击测试，筛分后的水可进入储水罐可循环进入储水罐循环使用；
（3）测试后检测待测试件的磨损程度。
9.根据权利要求8所述的水工抗冲磨检测设备的检测方法，其特征在于，所述步骤（3）中将检测待测试件的磨损体积、磨损量和磨损率测量和计算。
10.根据权利要求9所述的水工抗冲磨检测设备的检测方法，其特征在于，所述磨损体积的计算是对磨损冲坑等区域采用40～100目细砂回填后刮平，清除多余细砂，称量回填用细砂质量，除以细砂堆积密度得到磨损体积，所述磨损量的计算是对冲磨后试件置于通风处晾干后称量，计算磨损前后的质量差得到磨损量，所述磨损率的计算为磨损量÷测试前试件质量*100%得到磨损率。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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