CN205374257U - 模拟海洋大气环境的自动加速腐蚀试验装置 - Google Patents

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程旭东
向恩泽
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本实用新型属于实验设备技术领域,具体地,涉及一种模拟海洋大气环境的自动加速腐蚀试验装置;试验装置,包括:试验箱和控制装置,试验箱包括并排设置的主箱体和副箱体,控制装置设置于副箱体上;主箱体内有传热板,传热板将主箱体分为上部的盐雾环境室和下部的温度控制室;钢筋混凝土试件放置于盐雾环境室内,盐雾环境室为钢筋混凝土试件提供盐雾环境和干湿循环环境,温度控制室通过传热板为盐雾环境室内的钢筋混凝土试件提供实验所需要的温度。本实用新型可以实现温度循环、干湿循环、盐雾环境三种环境因素协同作用于试件,更加有效的对海洋大气环境进行模拟;实验设备多采用耐腐蚀塑料,使用寿命长。

Description

模拟海洋大气环境的自动加速腐蚀试验装置
技术领域
[0001]本实用新型属于实验设备技术领域,具体地,涉及一种模拟海洋大气环境的自动加速腐蚀试验装置。
背景技术
[0002]近年来,我国在沿海地区修建了大量的钢筋混凝土结构建筑,用于满足经济快速发展的需要。然而在使用这些建筑过程中发现,建筑物并没有达到设计使用年限却发生结构破坏,耐久性失效。究其原因,是因为沿海地区特有的海洋大气环境,导致钢筋混凝土中的钢筋过早锈蚀、钢筋锈胀,继而引起混凝土表层开裂,造成钢筋混凝土结构耐久性失效。我国每年都要在沿海建筑的裂缝修复和结构加固改造上花费大量的人力、物力,给国家经济造成巨大损失,为此有必要专门进行海洋大气环境下钢筋混凝土结构耐久性研究。
[0003]海洋大气环境下钢筋混凝土结构耐久性研究主要采用实验法,目前耐久性研究的主要实验方法有自然暴露实验法和人工模拟环境加速实验法。自然暴露实验法是将钢筋混凝土试件直接放置于海洋大气环境中,它能真实反映所在地点的腐蚀状况,但是暴露实验周期很长,从海洋大气中氯离子侵蚀混凝土开始到钢筋锈胀致使混凝土表层开裂结束所需要时间长达10至20年之久,因此,实验室通常采用人工模拟环境加速实验法。人工模拟环境加速实验法是通过人工方法模拟自然环境气候,例如模拟日光、海风、温度、湿度等环境因素,通过加强某一种或几种控制性环境因素的作用,来加快钢筋混凝土试件腐蚀速率。
[0004]海洋大气环境是指在海平面以上由于海水蒸发,形成含有大量盐分的大气环境,在这种大气环境中引起钢筋混凝土中钢筋锈蚀、耐久性退化的主要因素有温度、湿度、大气含盐量以及干湿循环速率,研究人员认为在温度循环、干湿循环、盐雾环境三种环境因素协同作用下进行的钢筋混凝土腐蚀模拟试验,得出的实验结果具有较高的可信度。为模拟海洋大气环境,目前采用的试验装置主要有盐雾实验箱或周期喷盐雾复合实验箱,但是这两种试验装置考虑的因素只有盐雾和干湿循环两种因素,并且在干燥过程中并不能够进行吹风,不可以真实反映海洋大气环境。申请公布号为CN103364330A的实用新型专利公开了一种模拟海洋大气的加速腐蚀试验装置,该试验装置考虑了盐雾、温度、紫外光线等环境因素对材料的侵蚀作用,但是该试验装置考虑的因素仍然不够全面;并且即便是人工模拟环境加速试验,钢筋混凝土腐蚀试验周期也有8到12个月之久,试验周期太长,如果不能实现自动化,将给试验人员带来很多不便。
实用新型内容
[0005]为克服现有技术存在的缺陷,本实用新型提供一种模拟海洋大气环境的自动加速腐蚀试验装置,能够实现温度循环、干湿循环、盐雾环境三种环境因素协同作用,能够在干燥过程中进行吹风,自动化程度高。
[0006]为实现上述目的,本实用新型所采用的技术方案如下:
[0007]模拟海洋大气环境的自动加速腐蚀试验装置,包括:试验箱和控制装置,试验箱包括并排设置的主箱体和副箱体,控制装置设置于副箱体上;其中:主箱体内有传热板,传热板将主箱体分为上部的盐雾环境室和下部的温度控制室;钢筋混凝土试件放置于盐雾环境室内,盐雾环境室为钢筋混凝土试件提供盐雾环境和干湿循环环境,温度控制室通过传热板为盐雾环境室内的钢筋混凝土试件提供实验所需要的温度。
[0008]与现有技术相比,本实用新型的有益效果如下:可以实现温度循环、干湿循环、盐雾环境三种环境因素协同作用于试件,更加有效的对海洋大气环境进行模拟;实验设备多采用耐腐蚀塑料,使用寿命长;干燥过程中,试验装置能够对试件进行吹风;喷盐雾时,试验装置能够营造密封环境,盐雾泄露少;实验装置自动化程度高,能够自动进行温度循环,自动补充因为长时间加热丧失的水,定时吹风,定时喷盐雾,操作方便,精确控制实验流程。
附图说明
[0009]图1为模拟海洋大气环境的自动加速腐蚀试验装置结构示意图;
[00Ί0]图2为副箱体不意图;
[0011]图3为热风机示意图;
[0012]图4为控制装置连接示意图;
[0013]图中:1、主箱体,2、副箱体,3、控制装置,4、传热板,5、盐雾环境室,6,、温度控制室,7、钢筋混凝土试件,8、盐水箱,9、电动喷雾器,1、试件台,11、温度传感器,12、湿度传感器,13、喷头,14、吹风管,15、热风机,16、吹风阀门,17,、排气管,18、废气收集装置,19、排气阀门,20、加热管,21、液位传感器,22、补水管,23、补水箱,24、水循环管道,25、冷水机,26、主箱体夹层,27、吹风机,28、加热丝。
具体实施方式
[0014]如图1、图2所示,模拟海洋大气环境的自动加速腐蚀试验装置,包括:试验箱和控制装置3,试验箱包括并排设置的主箱体I和副箱体2,控制装置3设置于副箱体2上;其中:主箱体I内有传热板4,传热板4将主箱体I分为上部的盐雾环境室5和下部的温度控制室6;钢筋混凝土试件7放置于盐雾环境室5内,盐雾环境室5为钢筋混凝土试件7提供盐雾环境和干湿循环环境,温度控制室6通过传热板4为盐雾环境室5内的钢筋混凝土试件7提供实验所需要的温度。
[0015]盐雾环境室5底部设有试件台10,钢筋混凝土试件7放置于试件台10上;盐雾环境室5的侧壁上固定有温度传感器11、湿度传感器12,分别用于测量盐雾环境室5的温度与湿度;盐雾环境室5通过吹风管14与热风机15相连,吹风管14上设置吹风阀门16;盐雾环境室5通过排气管17与废气收集装置18相连,排气管17上设置排气阀门19;通过热风机15向盐雾环境室5内吹热风,从而干燥钢筋混凝土试件7,通过排气管17将盐雾环境室5内的空气排出。
[0016]温度控制室6底部有加热管20,加热管20通过加热温度控制室内的水从而升高温度控制室内的温度;温度控制室侧壁上固定有液位传感器21,液位传感器21的位置高于加热管20的高度;温度控制室6通过补水管22与补水箱23相连,补水箱用于补充温度控制室内因加热蒸发损失的水;温度控制室6通过水循环管道24与冷水机25相连,冷水机25通过水循环管道24不断用冷水置换温度控制室6内的热水,从而降低温度控制室的温度。
[0017]盐雾环境室5的顶部设置有喷头13,副箱体2内设有盐水箱8和电动喷雾器9,盐水箱8和电动喷雾器9相连,喷头13和电动喷雾器9通过导管相连;电动喷雾器9抽取盐水箱8内的盐水,通过喷头13对钢筋混凝土试件7进行喷雾。
[0018]热风机15包括吹风机27和加热丝28,加热丝28用于加热吹风机27吹出的空气。
[0019]控制装置3包括温度循环模块、干湿循环模块、喷盐雾模块、记录模块;温度循环模块与温度传感器11、加热管20、液位传感器21、补水箱23、冷水机25相连,温度循环模块通过接收温度传感器11传来的温度信号,从而控制加热管20进行升温,或者控制冷水机25进行降温,温度控制室内水位如果低于液位传感器,温度循环模块控制补水箱为温度控制室补充水;干湿循环模块与吹风机27、加热丝28、吹风阀门16、排气阀门19相连,干湿循环模块通过打开吹风阀门16和排气阀门19,使吹风机27和加热丝28吹出的热空气,从吹风管14内进入盐雾环境室,再从排气管17内排出;喷盐雾模块与电动喷雾器9相连,通过电动喷雾器9进行喷雾;记录模块与温度传感器11和湿度传感器12相连,记录模块通过温度传感器11和湿度传感器12记录盐雾环境室内温度和湿度的变化。
[0020]主箱体1、副箱体2、吹风管14、吹风阀门16、排气管17、排气阀门19均采用耐热耐腐蚀材料,所采用的耐热耐腐蚀材料,例如PVC、PP塑料。
[0021]主箱体I的箱体夹层26采用保温隔热材料,所采用的保温隔热材料,例如矿物棉。
[0022]模拟海洋大气环境的自动加速腐蚀试验方法如下:
[0023]试验开始前,将钢筋混凝土试件7放置在试件台10上,根据实验需求,在控制装置3上设置最高温度、最低温度、温度循环周期、温度循环次数、喷盐雾时间、干湿循环周期、干湿循环次数、吹风功率、加热丝功率等九个试验参数。试验过程中,加热管20通过加热温度控制室6内的水,从而升高温度控制室内的温度,再通过传热板4为盐雾环境室5内的钢筋混凝土试件7提供所设定的最高温度;冷水机25通过水循环管道不断用冷水置换温度控制室内的热水,从而降低温度控制室的温度,再通过传热板4为盐雾环境室5内的钢筋混凝土试件提供所设定的最低温度;温度控制室6依据所设定的温度循环周期,不断从高温到低温,在从低温到高温,反复循环,直到完成所设定的温度循环次数;依据所设定的喷雾时间,电动喷雾器9抽取盐水箱8内的盐水,通过喷头13对钢筋混凝土试件7进行喷雾;进行喷雾实验后,依据所设定的干湿循环周期,确定干燥时间,根据设定的吹风功率和加热丝功率,对钢筋混凝土试件7进行干燥,先打开吹风阀门16和排气阀门19,使吹风机27和加热丝28吹出的热空气,从吹风管14内进入盐雾环境室,再从排气管17内排出,干燥结束后,关闭吹风阀门和排气阀门,重新进行喷雾,反复循环,直到完成所设置的干湿循环次数;试验完成后,取出钢筋混凝土试件7,测定所需要的参数。

Claims (9)

1.一种模拟海洋大气环境的自动加速腐蚀试验装置,包括:试验箱和控制装置,试验箱包括并排设置的主箱体和副箱体,控制装置设置于副箱体上;其中:主箱体内有传热板,传热板将主箱体分为上部的盐雾环境室和下部的温度控制室;钢筋混凝土试件放置于盐雾环境室内,盐雾环境室为钢筋混凝土试件提供盐雾环境和干湿循环环境,温度控制室通过传热板为盐雾环境室内的钢筋混凝土试件提供实验所需要的温度。
2.根据权利要求1所述的模拟海洋大气环境的自动加速腐蚀试验装置,其特征在于:盐雾环境室底部设有试件台,钢筋混凝土试件放置于试件台上;盐雾环境室的侧壁上固定有温度传感器、湿度传感器,盐雾环境室通过吹风管与热风机相连,吹风管上设置吹风阀门;盐雾环境室通过排气管与废气收集装置相连,排气管上设置排气阀门。
3.根据权利要求2所述的模拟海洋大气环境的自动加速腐蚀试验装置,其特征在于:温度控制室底部有加热管,温度控制室侧壁上固定有液位传感器,液位传感器的位置高于加热管的高度;温度控制室通过补水管与补水箱相连,温度控制室通过水循环管道与冷水机相连。
4.根据权利要求3所述的模拟海洋大气环境的自动加速腐蚀试验装置,其特征在于:盐雾环境室的顶部设置有喷头,副箱体内设有盐水箱和电动喷雾器,盐水箱和电动喷雾器相连,喷头和电动喷雾器通过导管相连。
5.根据权利要求4所述的模拟海洋大气环境的自动加速腐蚀试验装置,其特征在于:热风机包括吹风机和加热丝。
6.根据权利要求5所述的模拟海洋大气环境的自动加速腐蚀试验装置,其特征在于:控制装置包括温度循环模块、干湿循环模块、喷盐雾模块、记录模块;温度循环模块与温度传感器、加热管、液位传感器、补水箱、冷水机相连;干湿循环模块与吹风机、加热丝、吹风阀门、排气阀门相连;喷盐雾模块与电动喷雾器相连,记录模块与温度传感器和湿度传感器相连。
7.根据权利要求6所述的模拟海洋大气环境的自动加速腐蚀试验装置,其特征在于:主箱体、副箱体、吹风管、吹风阀门、排气管、排气阀门均采用耐热耐腐蚀材料。
8.根据权利要求7所述的模拟海洋大气环境的自动加速腐蚀试验装置,其特征在于:主箱体的箱体夹层采用保温隔热材料。
9.根据权利要求8所述的模拟海洋大气环境的自动加速腐蚀试验装置,其特征在于:耐热耐腐蚀材料为PVC、PP塑料,保温隔热材料为矿物棉。
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