CN116930468B - 一种开裂混凝土试件生物矿化修复检测一体化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及注浆修复技术,公开了一种开裂混凝土试件生物矿化修复检测一体化装置,包括工装台和均设于工装台上的注浆修复工位和试验检测工位,注浆修复工位包括试件放置座,位于试件放置座上方的机架,在机架的上部连接有注浆修复组件,且注浆修复组件包括:用于存放注浆修复液的存液筒,以及位于存液筒下部的注浆机构;试验检测工位包括支撑架和安装在支撑架上的注水试验组件,注水试验组件包括:安装在支撑架上的存水组件,以及设于存水组件下部、并通过气缸与支撑架相连接的注水试验机构;以实现对混凝土试件注浆修复后,进行及时注水检测验证,以确保注浆修复质量。
Description
技术领域
本发明涉及注浆修复技术领域,尤其涉及一种开裂混凝土试件生物矿化修复检测一体化装置。
背景技术
混凝土因强度高、取材易、可模性强、整体性好而被广泛应用于土木建筑领域。然而混凝土本身作为一种典型的多孔脆性材料,受温度变化、腐蚀老化等不利因素影响,长期荷载作用下构件内部因损伤累积将不可避免地滋生各种宽度裂缝,降低构件力学性能的同时威胁结构耐久性。传统混凝土结构裂缝修复方法如表面密封法,凿槽填补法,注浆堵漏法等存在能耗高、成本高、环境不友好,甚至会对建筑结构进行二次破坏等一系列缺陷。
目前利用微生物诱导产生碳酸钙沉淀(MICP)修复混凝土裂缝是一种对环境友好且容易操作的新型生物方法。研究表明:巴氏芽孢杆菌(Sporosarcina pasteurii)可以通过分解尿素,在钙源存在的情况下,快速产生碳酸钙沉淀,从而修复混凝土裂缝。
然而,混凝土开裂原因千差万别,开裂发生部位以及分布情况也各不相同,加之裂缝所处环境的温度、湿度、受力条件不同,混凝土裂缝往往形态各异,裂缝的扩展演化也不尽相同。针对如此复杂的混凝土裂缝系统,传统微生物修复技术难以实现一次性根治修复,往往需要反复多次开展修复作业。然而目前能同时实现修复及效果检测的生物矿化注浆装置较为匮乏,从而难以及时评判混凝土试件的修复效果,无法快速发现修复缺陷,也无法保证混凝土试件的修复效果满足工程需要,导致返工修复的工况时常发生,极大限制了此生态修复技术的工程应用效率。
发明内容
本发明目的在于提供一种开裂混凝土试件生物矿化修复检测一体化装置,以解决现有技术中存在的上述问题。
本发明通过下述技术方案实现:
一种开裂混凝土试件生物矿化修复检测一体化装置,包括工装台和均设于工装台上的注浆修复工位和试验检测工位,所述注浆修复工位包括试件放置座,位于试件放置座上方的机架,在机架的上部连接有注浆修复组件,且所述注浆修复组件包括:用于存放注浆修复液的存液筒,以及位于存液筒下部的注浆机构;所述试验检测工位包括支撑架和安装在支撑架上的注水试验组件,所述注水试验组件包括:安装在支撑架上的存水组件,以及设于存水组件下部、并通过气缸与支撑架相连接的注水试验机构;在所述注浆修复工位与试验检测工位之间还设有工位移动组件,当试件放置座上的混凝土试件经注浆修复组件修复后,通过工位移动组件将其移动至注浆修复工位位置处,以待注水试验组件对其进行注水试验。
需要说明的是,传统的注浆修复系统,其功能较为单一,在针对混凝土试件进行注浆修复时,仅只能对混凝土试件裂缝进行修复,而并未考虑到混凝土试件修复后,对其修复结果进行及时试验验证,造成注浆修复结果难以满足实际工程需要,进而影响后续工程施工,同时也导致了后续注浆修复过程中需要重复进行,在一定程度上增加了修复成本,并极大影响修复系统的使用效果,也就是说,现有技术在对混凝土试件注浆修复后,多依赖修复技术人员个人经验,凭借肉眼观察混凝土试件修复情况,或者在注浆修复后,再通过额外设备进行试验验证,因此导致其工序复杂,且个人经验判断极易出现误差,导致混凝土修复质量难以保证,在实际施工时,出现修复质量不合格,进而需要进行重复修复。有鉴于此,本方案特针对现有注浆修复系统结构进行改进,通过设置注浆修复组件和注水试验组件,以将混凝土试件裂缝注浆修复技术和注水试验验证技术结合一起,实现该系统在对混凝土试件裂缝注浆修复后,及时通过工位移动组件对其进行工位移动,进入至注水试验工位中进行注水试验验证,从而达到及时检验混凝土试件的修复效果,以使混凝土试件在初次修复后,即可通过注水试验对修复后的混凝土试件进行试验检测,确保修复后的混凝土试件满足工程需要,以减少其工序,避免影响后续工程施工,同时在一定程度上提升了混凝土试件修复质量,避免出现混凝土试件修复工作需要重复进行,降低返工修复的工况出现,大大改善其使用效果,并提升修复效率。
上述方案中,优选地,所述存液筒包括外筒,在外筒的内部中间沿其轴向方向设有环形板,所述环形板的顶端和底端分别与外筒的顶部和底部相连接,并将外筒内部空间分为第一存储腔和第二存储腔。基于上述结构,有助于技术人员将菌液和固化液进行分开存储。
较为优选地,所述注浆机构包括注浆管和注浆头,所述注浆管为双层结构,其包括管套和同轴设于管套内的管芯,所述管套与管芯之间形成第一注浆通道,所述管芯内设有第二注浆通道,且第一注浆通道和第二注浆通道分别通过连接管路与第一存储腔和第二存储腔相连通,所述注浆头位于注浆管底端,且其顶端通过伸缩机构与注浆管相连接,所述注浆头内部形成空腔、且底部设有注浆口,所述空腔的内部中间设有混合管,且所述混合管和注浆头内部的空腔均通过两条输通软管分别与第一注浆通道和第二注浆通道相连通,所述混合管竖直设置,其底端封闭,且其管身四周交错开设有多个导流孔。需要说明的是,在采用MCIP注浆技术对混凝体试件进行修复时,其实质上是利用菌液和固化液混合后生成碳酸钙胶结体(固化物质)对裂缝进行修复封堵的,因此其在实际工作中,菌液和固化液的混合时间和混合均匀度对碳酸钙胶结体(固化物质)的生成具有很大的影响,也即是对裂缝修复质量也存在一定关系,有鉴于此,本申请通过上述结构设置,在进行注浆修复时,菌液和固化液会先分别通过第一注浆通道和第二注浆通道进入至注浆头的内部空腔中,在注浆头内部空腔中先行混合后,再通过注浆头底部的注浆口进入至混凝土试件裂缝中,以使菌液和固化液进入至裂缝中,即可快速反应生成相应的碳酸钙胶结体(固化物质),从而缩短固化物质的生成时间。
上述方案中,进一步地,所述伸缩机构包括:电动伸缩杆和伸缩套,所述电动伸缩杆位于注浆头四周且竖直设置,且其底端与注浆头上部相连接,所述电动伸缩杆的顶端与注浆管底端相连接,所述伸缩套的上下两端分别与管套和注浆头相连接,且伸缩套套在输通软管的外部;在所述注浆头内部空腔还设有转环,且转环的外环面与注浆头内部空腔相贴合并转动连接,所述转环的内环面阵列设有导引斜板,且在转环的内部还嵌设有第一磁性件,在所述注浆头的两侧还设有引导轮组,且引导轮组包括缓冲杆和引导轮,所述缓冲杆的顶端与注浆头相连接,且其底端与引导轮相连接,且其中一个引导轮的内侧还设有传动组,通过所述传动组,用于引导轮旋转后带动转环转动,所述传动组包括:传动壳、第一锥齿轮、第二锥齿轮、可伸缩传动杆、柱状齿轮和齿圈,所述传动壳位于引导轮内侧,所述第一锥齿轮设置在传动壳内、且其一侧通过连接杆与引导轮相连接,所述第二锥齿轮安装在传动壳内部上方、且其与第一锥齿轮中轴线相垂直并啮合设置,所述可伸缩传动杆底端贯穿至传动壳内并与第二锥齿轮相连接、且其顶端竖直向上设置并连接有柱状齿轮,所述齿圈转动套设在注浆头外部、且其内环面嵌设有与与第一磁性件相互磁吸的第二磁性件,所述柱状齿轮与齿圈相互啮合。通过上述伸缩机构的设置,有助于注浆头注浆修复时,通过其进行伸缩移动,以靠近裂缝处,从而便于注浆头对其进行注浆修复。
同时进一步需要说明的是,由于混凝土试件裂缝的本身尺寸较小,实际工程中,裂缝的宽度一般在5mm以下,因此传统注浆修复时,多是利用技术人员通过注浆针头将菌液和固化液注射至裂缝中的,而这种注浆方式在实际应用时,难以保证其注浆头伸入裂缝中的高度,也就是说注浆针头随着裂缝的轨迹进行移动注浆修复时,其深入裂缝中的高度并不均匀,造成菌液和固化液进入至裂缝中生成碳酸钙胶结体物质时的深度不一致,进而极大的影响其修复质量;基于此,本方案通过引导轮和缓冲杆的设置,可以在注浆头对裂缝进行移动注浆修复时,引导轮始终与混凝土试件表面滚动接触,从而通过其实现注浆头伸入裂缝中的高度一致,这里需要补充的是,在实际修复过程中,并不需要保证注浆头深入裂缝高度始终保持绝对一致,其只要在修复过程中,注浆头高度变化不超过0.5cm即可有效保证固化物质对裂缝的填补修复质量,因此可以预期的是,通过本发明的缓冲杆和引导轮完全可以规避这一情况出现,而由于缓冲杆本身具有一定伸缩性,因此在混凝土试件表面存在凹凸不平时,也可以适用;同时本发明进一步还巧妙的设置有传动组,通过传动组的设置,可使引导轮在混凝土试件表面滚动时,通过传动组带动注浆头内的转环转动,以使转换转动后通过引导斜板对注浆头内部空腔的菌液和固化液进行一定的搅拌,以使其混合均匀,从而有助于碳酸钙胶结体(固化物质)的生成,进而进一步改善注浆修复效果。
技术上述方案,更为优选地,所述存水组件包括多个竖直设置在机架上、且并排分布的水箱,任一所述水箱的侧部设有水位计,且其顶部安装有压力机,所述注水试验机构包括注水件,所述注水件整体为底部开口的矩形盒体结构,所述注水件的内部上方设有集水腔,且集水腔与多个水箱之间通过多路注水管相连通,多路所述注水管与集水腔连通位置处均设有阀门,所述集水腔的底部分别开设有多条横向注水缝和纵向注水缝,所述横向注水缝和纵向注水缝形成网格状,且任一横向注水缝合纵向注水缝交叉位置处设有注水通孔。基于上述结构,便于使用者通过多个不同的水箱和压力机对混凝土试件进行不同压力(流量)下的注水试验,以使注水试验结果更加精确,同时通过横向注水缝、纵向注水缝和注水通孔的设置,便于其注水时,在混凝土试件顶部形成面状注水,以此实现对混凝土试件表面的裂缝进行全面注水。
具体地,所述注水机构还包括安装在试件放置座底部的集水容器,且集水容器与试件放置座相连通,所述集水容器底部设有称量装置,基于上述结构,有助于对试件底部渗流的水进行收集,从而通过与水位计结合,得到精确的实验数据。
进一步优选地,在所述注浆机构与存液筒之间还设有调节机构,所述调节机构包括矩形支撑框,所述矩形支撑框的长度方向两端分别通过第一直线导轨模组与机架相连接,所述第一直线导轨模组的长度方向矩形支撑框的长度方向垂直,且通过第一直线导轨模组用于驱动支撑框沿与工位移动组件移动方向相平行的方向移动,在所述矩形支撑框上安装有与其长度方向相平行的第二直线导轨模组,在所述第二直线导轨模组上还设有安装座,所述安装座用于夹箍套管,通过第二直线导轨模组用于驱动安装座沿矩形支撑框的长度方向移动。基于上述结构,有助于注浆机构进行移动,从而实现对混凝土试件表面的不同位置处裂缝进行注浆修复。
优选地,所述工位移动组件包括安装在试件放置座底部的电动滑台,所述试件放置座为U型,且其与注水件底部相互配合。通过电动滑台可以带动试件放置座进行移动,从而实现混凝土试件工位转换,使其在注浆修复后,快速实现注水试验验证。
本发明与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:
1、本发明通过针对现有注浆修复系统结构进行改进,通过设置注浆修复组件和注水试验组件,以将混凝土试件裂缝注浆修复技术和注水试验验证技术结合一起,实现该系统在对混凝土试件裂缝注浆修复后,及时通过工位移动组件对其进行工位移动,进入至注水试验工位中进行注水试验验证,从而达到及时检验混凝土试件的修复效果,以使混凝土试件在初次修复后,即可通过注水试验对修复后的混凝土试件进行试验检测,确保修复后的混凝土试件满足工程需要,以减少其工序,避免影响后续工程施工,同时在一定程度上提升了混凝土试件修复质量,避免出现混凝土试件修复工作需要重复进行,大大改善其使用效果;
2、本发明通过对注浆管和注浆头的结构改进,在进行注浆修复时,菌液和固化液会先分别通过第一注浆通道和第二注浆通道进入至注浆头的内部空腔中,并在注浆头内部空腔中先行混合后,再通过注浆头底部的注浆口进入至混凝土试件裂缝中,以使菌液和固化液进入至裂缝中,即可快速反应生成相应的碳酸钙胶结体(固化物质),从而缩短固化物质在裂缝中的生成时间,以提升其修复效果;
3、本发明通过通过引导轮和缓冲杆的设置,可以在注浆头对裂缝进行移动注浆修复时,引导轮始终与混凝土试件表面滚动接触,从而通过其实现注浆头伸入裂缝中的高度一致,同时通过传动组的设置,可使引导轮在混凝土试件表面滚动时,通过传动组带动注浆头内的转环转动,以使转换转动后通过引导斜板对注浆头内部空腔的菌液和固化液进行一定的搅拌,以使其混合均匀,从而有助于碳酸钙胶结体(固化物质)的生成,进而进一步改善注浆修复效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本发明实施例的限定。在附图中:
图1为本发明结构示意图,旨在展示整体结构;
图2为本发明的注浆头的局部放大结构示意图,旨在展示具体结构;
图3为本发明的传导组的结构示意图,旨在展示传导组具体结构;
图4为本发明注水件的仰视结构示意图,旨在展示集水腔底部结构(横向注水缝和纵向注水缝);
图5为本发明的可伸缩传动杆的俯视剖面结构示意图,旨在展示其内部结构。
附图标记所代表的为:1、工装台;2、注浆修复工位;20、试件放置座;21、注浆修复组件;210、存液筒;2100、第一存储腔;2101、第二存储腔;211、注浆机构;2110、注浆管;21100、第一注浆通道;21101、第二注浆通道;212、注浆头;2120、空腔;2121、混合管;21210、导流孔;2122、转环;21220、导引斜板;21221、第一磁性件;213、引导轮组;2130、缓冲杆;2131、引导轮;214、传动组;2140、传动壳;2141、第一锥齿轮;2142、第二锥齿轮;2143、可伸缩传动杆;21430、第一管体;21431、第二管体;214310、容纳腔;214311、凹槽;214312、凸块;2144、柱状齿轮;2145、齿圈;21450、第二磁性件;215、输通软管;2150、输通软管Ⅰ;2151、输通软管Ⅱ;2160、第一直线导轨模组;2161、第二直线导轨模组;2162、安装座;22、电动滑台;230、电动伸缩杆;231、伸缩套;3、试验检测工位;30、支撑架;31、水箱;310、水位计;311、压力机;32、注水件;320、集水腔;3200、横向注水缝;3201、纵向注水缝;3202、注水通孔;33、注水管。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本发明作进一步的详细说明,本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明,并不作为对本发明的限定。需要说明的是,本发明已经处于实际研发使用阶段。
实施例
请参阅图1至图5所示,本实施例公开了一种开裂混凝土试件生物矿化修复检测一体化装置,用于对混凝土试件裂缝进行注浆修复,首先需要说明的是,本实施例中的混凝土试件可根据实际情况选择施工现场的混凝土构件或者实验室做出来的混凝土试件,具体来说,本系统包括工装台1和均设于工装台1上的注浆修复工位2和试验检测工位3,所述注浆修复工位2包括试件放置座20,位于试件放置座20上方的机架,在机架的上部连接有注浆修复组件21,且所述注浆修复组件21包括:用于存放注浆修复液的存液筒210,以及位于存液筒210下部的注浆机构211;所述试验检测工位3包括支撑架30和安装在支撑架30上的注水试验组件,所述注水试验组件包括:安装在支撑架30上的存水组件,以及设于存水组件下部、并通过气缸与支撑架30相连接的注水试验机构;在所述注浆修复工位2与试验检测工位3之间还设有工位移动组件,当试件放置座20上的混凝土试件经注浆修复组件21修复后,通过工位移动组件将其移动至注浆修复工位2位置处,以待注水试验组件对其进行注水试验。
基于上述实施例,本方案特针对现有注浆修复系统结构进行改进,通过设置注浆修复组件21和注水试验组件,以将混凝土试件裂缝注浆修复技术和注水试验验证技术结合一起,实现该系统在对混凝土试件裂缝注浆修复后,及时通过工位移动组件对其进行工位移动,进入至注水试验工位中,进而使气缸推动注水试验机构下移,以对混凝土试件进行注水试验验证,从而达到及时检验混凝土试件的修复效果,以使混凝土试件在初次修复后,即可通过注水试验对修复后的混凝土试件进行试验检测,确保修复后的混凝土试件满足工程需要,以减少其工序,避免影响后续工程施工,同时在一定程度上提升了混凝土试件修复质量,避免出现混凝土试件修复工作需要重复进行,大大改善其使用效果。
在上述方案中,所述存液筒210包括外筒,在外筒的内部中间沿其轴向方向设有环形板,所述环形板的顶端和底端分别与外筒的顶部和底部相连接,并将外筒内部空间分为第一存储腔2100和第二存储腔2101。需要说明的是,通过上述结构,有助于技术人员将菌液和固化液进行分开存储。
进一步地,基于上述实施例,如图2,所述注浆机构211包括注浆管2110和注浆头212,所述注浆管2110为双层结构,其包括管套和同轴设于管套内的管芯,所述管套与管芯之间形成第一注浆通道21100,所述管芯内设有第二注浆通道21101,且第一注浆通道21100和第二注浆通道21101分别通过连接管路与第一存储腔2100和第二存储腔2101相连通,所述注浆头212位于注浆管2110底端,且其顶端通过伸缩机构与注浆管2110相连接,所述注浆头212内部形成空腔2120、且底部设有注浆口,所述空腔2120的内部中间设有混合管2121,且注浆头212内部的空腔2120和混合管2121通过两条输通软管215分别与第一注浆通道21100和第二注浆通道21101相连通,所述混合管2121竖直设置,其底端封闭,且其管身四周交错开设有多个导流孔21210。需要说明的是,在采用MCIP注浆技术对混凝体试件进行修复时,其实质上是利用菌液和固化液混合后生成碳酸钙胶结体(固化物质)对裂缝进行修复封堵的,因此其在实际工作中,菌液和固化液的混合时间和混合均匀度对碳酸钙胶结体(固化物质)的生成具有很大的影响,也即是对裂缝修复质量也存在一定关系,有鉴于此,本申请通过上述结构设置,在进行注浆修复时,菌液和固化液会先分别通过第一注浆通道21100和第二注浆通道21101进入至注浆头212的内部空腔2120中,在注浆头212内部空腔2120中先行混合后,再通过注浆头212底部的注浆口进入至混凝土试件裂缝中,以使菌液和固化液进入至裂缝中,即可快速反应生成相应的碳酸钙胶结体(固化物质),从而缩短固化物质的生成时间,具体来说,这里以第一存储腔2100存储固化液,第二存储腔2101存储菌液为例进行说明,在注浆修复时,位于第一存储腔2100内的固化液通过第一注浆通道21100进行下流,并通过输通软管Ⅰ2150流入至注浆头212内部的空腔2120中,而第二存储腔2101内的菌液通过第二注浆通道21101下流,并通过输通软管Ⅱ2151流入至混合管2121中,而后在通过混合管2121外部交错开设的导流孔21210流入至注浆头212内部的空腔2120中,以与空腔2120内的固化液进行混合。这里为便于理解,本方案将两条输通软管215分为输通软管Ⅰ2150和输通软管Ⅱ2151,且输通软管Ⅰ2150用于连通第一注浆通道21100和空腔2120,而输通软管Ⅱ2151用于连通第二注浆通道21101和混合管2121。
上述方案中,具体来说,所述伸缩机构包括:电动伸缩杆230和伸缩套231,所述电动伸缩杆230位于注浆头212四周且竖直设置,且其底端与注浆头212上部相连接,所述电动伸缩杆230的顶端与注浆管底端相连接,所述伸缩套231的上下两端分别与管套和注浆头212相连接,且伸缩套231套在输通软管215的外部;在所述注浆头212内部空腔2120还设有转环2122,且转环2122的外环面与注浆头212内部空腔2120相贴合并转动连接,所述转环2122的内环面阵列设有导引斜板21220,且在转环2122的内部还嵌设有第一磁性件21221,在所述注浆头212的两侧还设有引导轮组213,且引导轮组213包括缓冲杆2130和引导轮2131,所述缓冲杆2130的顶端与注浆头212相连接,且其底端与引导轮2131相连接,且其中一个引导轮2131的内侧还设有传动组214,通过所述传动组214,用于引导轮2131旋转后带动转环2122转动,如图3,所述传动组214包括:传动壳2140、第一锥齿轮2141、第二锥齿轮2142、可伸缩传动杆2143、柱状齿轮2144和齿圈2145,所述传动壳2140位于引导轮2131内侧,所述第一锥齿轮2141设置在传动壳2140内、且其一侧通过连接杆与引导轮2131相连接,所述第二锥齿轮2142安装在传动壳2140内部上方、且其与第一锥齿轮2141中轴线相垂直并啮合设置,所述可伸缩传动杆2143底端贯穿至传动壳2140内并与第二锥齿轮2142相连接、且其顶端竖直向上设置并连接有柱状齿轮2144,所述齿圈2145转动套设在注浆头212外部、且其内环面嵌设有与与第一磁性件21221相互磁吸的第二磁性件21450,所述柱状齿轮2144与齿圈2145相互啮合。通过上述伸缩机构的设置,有助于注浆头212注浆修复时,通过其进行伸缩移动,以靠近裂缝处,从而便于注浆头212对其进行注浆修复。同时进一步需要说明的是,由于混凝土试件裂缝的本身尺寸较小,实际工程中,裂缝的宽度一般在5mm以下,因此传统注浆修复时,多是利用技术人员通过注浆针头将菌液和固化液注射至裂缝中的,而这种注浆方式在实际应用时,难以保证其注浆头212伸入裂缝中的高度,也就是说注浆针头随着裂缝的轨迹进行移动注浆修复时,其深入裂缝中的高度并不均匀,造成菌液和固化液进入至裂缝中生成碳酸钙胶结体物质时的深度不一致,进而极大的影响其修复质量;基于此,本方案通过引导轮2131和缓冲杆2130的设置,可以在注浆头212对裂缝进行移动注浆修复时,引导轮2131始终与混凝土试件表面滚动接触,从而通过其实现注浆头212伸入裂缝中的高度一致,这里需要补充的是,在实际修复过程中,并不需要保证注浆头212深入裂缝高度始终保持绝对一致,其只要在修复过程中,注浆头212高度变化不超过0.5cm即可有效保证固化物质对裂缝的填补修复质量,因此可以预期的是,通过本发明的缓冲杆2130和引导轮2131完全可以规避这一情况出现,而由于缓冲杆2130本身具有一定伸缩性,因此在混凝土试件表面存在凹凸不平时,也可以适用;同时本发明进一步还巧妙的设置有传动组214,通过传动组214的设置,可使引导轮2131在混凝土试件表面滚动时,通过传动组214带动注浆头212内的转环2122转动,以使转换转动后通过引导斜板对注浆头212内部空腔2120的菌液和固化液进行一定的搅拌,以使其混合均匀,从而有助于碳酸钙胶结体(固化物质)的生成,进而进一步改善注浆修复效果,这里针对传动组214的具体结构进行说明,当引导轮2131随着注浆头212移动在混凝土试件表面进行移动时,引导轮2131通过连接杆带动第一锥齿轮2141旋转,以使第一锥齿轮2141旋转后带动第二锥齿轮2142转动,进而使第二锥齿轮2142转动后通过可伸缩传动杆2143带动柱状齿轮2144转动,以使柱状齿轮2144转动后带动齿圈2145在注浆头212外部转动,进而使齿圈2145转动后通过其嵌设的第二磁性件21450与注浆头212内的第一磁性件21221的磁吸,实现带动转环2122转动,进而使转环2122转动后,通过导引斜板21220对空腔2120内的菌液和固化液进行搅拌混合;这里对可伸缩传动杆的具体结构进行说明,如图3和图5,其包括:第一管体21430、第二管体21431和伸缩弹簧,其中第一管体21430底端贯穿至传动壳2140内与第二锥齿轮2142相连接,而其顶端贯穿至第二管体21431的内部,第二管体21431的内部形成与第一管体21430相适配的容纳腔214310,且容纳腔214310的两侧开设有凹槽214311,而第一管体21430延伸至容纳腔214310内的外部管身两侧还设有与凹槽214311相适配的凸块214312,伸缩弹簧位于容纳腔214310内,且两端分别与第一管体21430和第二管体21431相连接;因此通过上述结构,可以使得引导轮2131在经过混凝土试件凹凸不平的表面,通过缓冲杆2130进行上下缓冲移动时,可伸缩传动杆也可随着引导轮2131的上下移动进行伸缩,并在伸缩的同时进行进行转动,以实现动力传导。
基于上述实施例,这里进一步对存水组件的结构进行说明,所述存水组件包括多个竖直设置在机架上、且并排分布的水箱31,任一所述水箱31的侧部设有水位计310,且其顶部安装有压力机311,所述注水试验机构包括注水件32,所述注水件32整体为底部开口的矩形盒体结构,所述注水件32的内部上方设有集水腔320,且集水腔320与多个水箱31之间通过多路注水管33相连通,多路所述注水管33与集水腔320连通位置处均设有阀门,如图4,所述集水腔320的底部分别开设有多条横向注水缝3200和纵向注水缝3201,所述横向注水缝3200和纵向注水缝3201形成网格状,且任一横向注水缝3200合纵向注水缝3201交叉位置处设有注水通孔3202。基于上述结构,便于使用者通过多个不同的水箱31和压力机311对混凝土试件进行不同压力(流量)下的注水试验,以使注水试验结果更加精确,同时通过横向注水缝3200、纵向注水缝3201和注水通孔3202的设置,便于其注水时,在混凝土试件顶部形成面状注水,以此实现对混凝土试件表面的裂缝进行全面注水,这里需要说明的是,在进行注水试验时,使用者可预先通过压力机311对各水箱31中的压力进行分别调控,使其处于不同水压,而后在进行注水试验时,可根据实际情况,选择阀门开合顺序,以实现不同水压的水箱31分别与集水腔320相连通,从而实现对混凝土试件进行不同压力和不同流量下的注水试验。
具体地,所述注水机构还包括安装在试件放置座20底部的集水容器,且集水容器与试件放置座20相连通,所述集水容器底部设有称量装置,基于上述结构,有助于对试件底部渗流的水进行收集,从而通过与水位计310结合,得到精确的实验数据。
进一步需要说明的是,在所述注浆机构211与存液筒210之间还设有调节机构,所述调节机构包括矩形支撑框,所述矩形支撑框的长度方向两端分别通过第一直线导轨模组2160与机架相连接,所述第一直线导轨模组2160的长度方向矩形支撑框的长度方向垂直,且通过第一直线导轨模组2160用于驱动支撑框沿与工位移动组件移动方向相平行的方向移动,在所述矩形支撑框上安装有与其长度方向相平行的第二直线导轨模组2161,在所述第二直线导轨模组2161上还设有安装座2162,所述安装座2162用于夹箍套管,通过第二直线导轨模组2161用于驱动安装座2162沿矩形支撑框的长度方向移动。基于上述结构,有助于注浆机构211进行移动,从而实现对混凝土试件表面的不同位置处裂缝进行注浆修复。
基于上述实施例,这里对工位移动组件进行说明,所述工位移动组件包括安装在试件放置座20底部的电动滑台22,所述试件放置座20为U型,且其与注水件32底部相互配合。通过电动滑台22可以带动试件放置座20进行移动,从而实现混凝土试件工位转换,使其在注浆修复后,快速实现注水试验验证。
以上的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种开裂混凝土试件生物矿化修复检测一体化装置,包括工装台(1)和均设于工装台(1)上的注浆修复工位(2)和试验检测工位(3),其特征在于;
所述注浆修复工位(2)包括试件放置座(20),位于试件放置座(20)上方的机架,在机架的上部连接有注浆修复组件(21),且所述注浆修复组件(21)包括:用于存放注浆修复液的存液筒(210),以及位于存液筒(210)下部的注浆机构(211);
所述试验检测工位(3)包括支撑架(30)和安装在支撑架(30)上的注水试验组件,所述注水试验组件包括:安装在支撑架(30)上的存水组件,以及设于存水组件下部、并通过气缸与支撑架(30)相连接的注水试验机构;
在所述注浆修复工位(2)与试验检测工位(3)之间还设有工位移动组件,当试件放置座(20)上的混凝土试件经注浆修复组件(21)修复后,通过工位移动组件将其移动至注浆修复工位(2)位置处,以待注水试验组件对其进行注水试验;
其中,所述注浆机构(211)包括注浆管(2110)和注浆头(212),所述注浆管(2110)为双层结构,其包括管套和同轴设于管套内的管芯,所述管套与管芯之间形成第一注浆通道(21100),所述管芯内设有第二注浆通道(21101),且第一注浆通道(21100)和第二注浆通道(21101)分别通过连接管路与第一存储腔(2100)和第二存储腔(2101)相连通,所述注浆头(212)位于注浆管(2110)底端,且其顶端通过伸缩机构与注浆管(2110)相连接,所述注浆头(212)内部形成空腔(2120)、且底部设有注浆口,所述空腔(2120)的内部中间设有混合管(2121),且注浆头(212)内部的空腔(2120)和混合管(2121)通过两条输通软管(215)分别与第一注浆通道(21100)和第二注浆通道(21101)相连通,所述混合管(2121)竖直设置,其底端封闭,且其管身四周交错开设有多个导流孔(21210);
所述伸缩机构包括:电动伸缩杆(230)和伸缩套(231),所述电动伸缩杆(230)位于注浆头(212)四周且竖直设置,且其底端与注浆头(212)上部相连接,所述电动伸缩杆(230)的顶端与注浆管底端相连接,所述伸缩套(231)的上下两端分别与管套和注浆头(212)相连接,且伸缩套(231)套在输通软管(215)的外部;在所述注浆头(212)内部空腔(2120)还设有转环(2122),且转环(2122)的外环面与注浆头(212)内部空腔(2120)相贴合并转动连接,所述转环(2122)的内环面阵列设有导引斜板(21220),且在转环(2122)的内部还嵌设有第一磁性件(21221),在所述注浆头(212)的两侧还设有引导轮组(213),且引导轮组(213)包括缓冲杆(2130)和引导轮(2131),所述缓冲杆(2130)的顶端与注浆头(212)相连接,且其底端与引导轮(2131)相连接,且其中一个引导轮(2131)的内侧还设有传动组(214),通过所述传动组(214),用于引导轮(2131)旋转后带动转环(2122)转动,所述传动组(214)包括:传动壳(2140)、第一锥齿轮(2141)、第二锥齿轮(2142)、可伸缩传动杆(2143)、柱状齿轮(2144)和齿圈(2145),所述传动壳(2140)位于引导轮(2131)内侧,所述第一锥齿轮(2141)设置在传动壳(2140)内、且其一侧通过连接杆与引导轮(2131)相连接,所述第二锥齿轮(2142)安装在传动壳(2140)内部上方、且其与第一锥齿轮(2141)中轴线相垂直并啮合设置,所述可伸缩传动杆(2143)底端贯穿至传动壳(2140)内并与第二锥齿轮(2142)相连接、且其顶端竖直向上设置并连接有柱状齿轮(2144),所述齿圈(2145)转动套设在注浆头(212)外部、且其内环面嵌设有与第一磁性件(21221)相互磁吸的第二磁性件(21450),所述柱状齿轮(2144)与齿圈(2145)相互啮合。
2.根据权利要求1所述的一种开裂混凝土试件生物矿化修复检测一体化装置,其特征在于:所述存液筒(210)包括外筒,在外筒的内部中间沿其轴向方向设有环形板,所述环形板的顶端和底端分别与外筒的顶部和底部相连接,并将外筒内部空间分为第一存储腔(2100)和第二存储腔(2101)。
3.根据权利要求1所述的一种开裂混凝土试件生物矿化修复检测一体化装置,其特征在于:所述存水组件包括多个竖直设置在机架上、且并排分布的水箱(31),任一所述水箱(31)的侧部设有水位计(310),且顶部安装有压力机(311),所述注水试验机构包括注水件(32),所述注水件(32)整体为底部开口的矩形盒体结构,所述注水件(32)的内部上方设有集水腔(320),且集水腔(320)与多个水箱(31)之间通过多路注水管(33)相连通,多路所述注水管(33)与集水腔(320)连通位置处均设有阀门,所述集水腔(320)的底部分别开设有多条横向注水缝(3200)和纵向注水缝(3201),所述横向注水缝(3200)和纵向注水缝(3201)形成网格状,且任一横向注水缝(3200)合纵向注水缝(3201)交叉位置处设有注水通孔(3202)。
4.根据权利要求3所述的一种开裂混凝土试件生物矿化修复检测一体化装置,其特征在于:所述注水试验机构还包括安装在试件放置座(20)底部的集水容器,且集水容器与试件放置座(20)相连通,所述集水容器底部设有称量装置。
5.根据权利要求1所述的一种开裂混凝土试件生物矿化修复检测一体化装置,其特征在于:在所述注浆机构(211)与存液筒(210)之间还设有调节机构,所述调节机构包括矩形支撑框,所述矩形支撑框的长度方向两端分别通过第一直线导轨模组(2160)与机架相连接,所述第一直线导轨模组(2160)的长度方向与矩形支撑框的长度方向垂直,且通过第一直线导轨模组(2160)用于驱动支撑框沿与工位移动组件移动方向相平行的方向移动,在所述矩形支撑框上安装有与其长度方向相平行的第二直线导轨模组(2161),在所述第二直线导轨模组(2161)上还设有安装座(2162),所述安装座(2162)用于夹箍套管,通过第二直线导轨模组(2161)用于驱动安装座(2162)沿矩形支撑框的长度方向移动。
6.根据权利要求1所述的一种开裂混凝土试件生物矿化修复检测一体化装置,其特征在于:所述工位移动组件包括安装在试件放置座(20)底部的电动滑台(22),所述试件放置座(20)为U型,且其与注水件(32)底部相互配合。
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基于科式芽孢杆菌矿化沉积的混凝土裂缝自修复性能试验研究;李珠;冯涛;周梦君;张家广;赵林;周爱娟;;混凝土(第06期);全文 * |
微生物修复混凝土裂缝的试验观测;练继建;王昶力;闫;付登锋;齐浩;;天津大学学报(自然科学与工程技术版)(第07期);全文 * |
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