CN205374258U - 水坝混凝土水下抗二氧化碳侵蚀性能试验装置 - Google Patents

Abstract

水坝混凝土水下抗二氧化碳侵蚀性能试验装置，包括箱体、混凝土安置部分、喷淋部分、二氧化碳充气部分和保温部分，箱体：在箱体上设有开口，在开口设有密封盖，在箱体外壁密封空腔，在箱体的下端连接排水管，混凝土安置部分包括固设在箱体内的多个试件架，在试件架上铺设有海绵；喷淋部分：包括水泵、连接在水泵出水端的多根出水支管，出水支管穿过箱体外壁，其管口延伸至箱体内，且在其管口上安装有水雾喷头；二氧化碳充气部分：包括气瓶、进气管和排气管，气瓶与进气管相连通，进气管和排气管分别与箱体相连通；保温部分：包括温度控制装置，温度控制装置通过管道与外壁内的空腔连通，本实用新型可以得出精确的侵蚀机理和预测大坝寿命。

Description

水坝混凝土水下抗二氧化碳侵蚀性能试验装置

技术领域

本实用新型涉及一种试验装置，特别涉及水坝混凝土水下抗二氧化碳侵蚀性能试验装置，用于模拟大坝库底水中侵蚀性二氧化碳对大坝混凝土的侵蚀过程。

背景技术

水力发电是一种清洁能源，在我国江河中得到了越来越多的应用，其中水坝的主要材料是混凝土，而混凝土材料会遭遇到一系列复杂和严酷的物理化学侵蚀，其中包括软水侵蚀、碳酸性侵蚀、硫酸盐和镁盐侵蚀，侵蚀性二氧化碳的存在是引起混凝土碳酸性侵蚀的最主要的原因，这是因为混凝土中的氢氧化钙很容易与二氧化碳发生化学反应生成碳酸钙，如果二氧化碳含量较多时将进一步与碳酸钙反应生成易溶于水的碳酸氢钙，在渗透压力的作用下，碳酸氢钙将会被水带走，致使氢氧化钙不断流失，从而导致混凝土结构强度降低，进而坝体容易被破坏。

由于大坝的修建使得流动的河流趋于湖泊化，增加了水力停留时间，致使上游河水中的污染物在水库里长时间停留，影响库水水质；同时，水库底部有机物的分解造成下层库水呈弱酸性而含侵蚀性二氧化碳，使得库底水具有水化学侵蚀的特性，这对坝底混凝土的耐久性是一个巨大的挑战，严重威胁到了大坝的安全性能。

目前对于碳酸性侵蚀的实验设备多集中在气体二氧化碳在潮湿环境中对混凝土的侵蚀，采用的设备基本上是碳化箱，这在一定的程度上解决了不少研究难题，但是大坝库底水中的二氧化碳在水压力作用下溶解于水中，它与氢氧化钙反应最后生成的碳酸氢钙将会溶于水中被库水带走，这是碳化箱所不能模拟的地方。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供水坝混凝土水下抗二氧化碳侵蚀性能试验装置，可以模拟底水中的侵蚀性二氧化碳对坝底混凝土的侵蚀作用，从而得出精确的侵蚀机理，更加准确的预测大坝寿命。

为了解决上述问题，本实用新型的技术方案为：水坝混凝土水下抗二氧化碳侵蚀性能试验装置，其特征在于：包括箱体、混凝土安置部分、喷淋部分、二氧化碳充气部分和保温部分，

箱体：在箱体的顶部设有一开口，在开口上安装有密封盖，在箱体的外壁内设有一密封空腔，在箱体的下端部设有排水管；

混凝土安置部分：包括分布固设在箱体内的多个试件架，在试件架上铺设有海绵；

喷淋部分：包括水泵、连接在水泵出水端的多根出水支管，出水支管穿过箱体外壁，其管口延伸至箱体内，且在其管口上安装有水雾喷头；

二氧化碳充气部分：包括气瓶、进气管和排气管，气瓶与进气管相连通，进气管和排气管分别与箱体相连通；

保温部分：包括温度控制装置，温度控制装置通过管道与外壁内的空腔连通。

进一步的，在试件架上设有多个排水口。

进一步的，所述温度控制装置为加热制冷循环器，管道包括进水管和出水管，加热制冷循环器通过进水管和出水管分别连通在空腔的两端。

进一步的，水雾喷头对称分布设于箱体内的两端，水泵的出水端连通有流量计。

进一步的，还包括一块与箱体连通用于测试箱体内压力的压力表、一个与箱体（1）连通用于测试箱体内液体pH值的pH值测定仪。

进一步的，在箱体外壁外包覆有保温棉。

本实用的有益效果是：利用加热制冷循环器进行实时温度控制，可以调整到大坝库底水的实际温度，利用压力表和流量计实时监控箱体内的压强和水量，利用试件架和喷头可以加大二氧化碳在水中的溶解度，计算出试件箱中侵蚀性二氧化碳的浓度，海绵可以保证受侵蚀的试件全部处于溶液中，可以真实模拟底水中的侵蚀性二氧化碳对坝底混凝土的侵蚀作用，从而得出更加精确的侵蚀机理，更加准确的预测大坝寿命。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：

图中：箱体1、密封盖2、气瓶3、温度控制装置4、出水支管5、试件架6、海绵7、压力表8、pH值测定仪9、空腔101、排水管102、排水阀103、进气管301、进气阀302、排气管303、排气阀304、进水管401、出水管402、水泵501、出水阀502、水雾喷头503、流量计504。

如图1所示：水坝混凝土水下抗二氧化碳侵蚀性能试验装置，其特征在于：包括箱体1、混凝土安置部分、喷淋部分、二氧化碳充气部分和保温部分，

箱体1：在箱体1的顶部设有一开口，在开口上安装有密封盖2，在箱体1的外壁内设有一密封空腔101，在箱体1的下端部设有排水管102，

混凝土安置部分：包括分布固设在箱体1内的多个试件架6，在试件架6上铺设有海绵7；

喷淋部分：包括水泵501、连接在水泵501出水端的多根出水支管5，出水支管5穿过箱体1外壁，其管口延伸至箱体1内，且在其管口上安装有水雾喷头503；

二氧化碳充气部分：包括气瓶3、进气管301和排气管303，气瓶3与进气管301相连通，进气管301和排气管303分别与箱体1相连通；

保温部分：包括温度控制装置4，温度控制装置4通过管道与外壁内的空腔101连通。

进一步的，在试件架6上设有多个排水口601，能够让海绵7的下端面中聚集的水雾透过排水口601与二氧化碳气体融合，同时也方便海绵7中的水从排水口601中滴出。

进一步的，所述温度控制装置4为加热制冷循环器，管道包括进水管401和出水管402，加热制冷循环器通过进水管401和出水管402分别连通在空腔101的两端，加热制冷循环器可以选用F12-ED经济型加热制冷循环器。

进一步的，水雾喷头503对称分布设于箱体1内的两端，水泵501的出水端连通有流量计504。

进一步的，还包括一块与箱体1连通用于测试箱体1内压力的压力表8、一个与箱体1连通用于测试箱体1内液体pH值的pH值测定仪9。

进一步的，在箱体1外壁外包覆有保温棉104，能够更好的起到保温的效果，减短加热制冷循环器的工作时间。

在进气管301上安装有进气阀302，在排气管303上安装有排气阀304，在排水管102上设有排水阀103，气瓶3为二氧化碳气瓶3，在水泵501出水端的管道上安装有出水阀502。

本实用新型的使用方法：

（一）、打开密封盖2，由箱体1上开口将混凝土试件摆放在海绵7上。

（二）、盖上密封盖2，开启加热制冷循环器，对箱体1内的混凝土试件降温至所需温度。

（三）、打开排气阀304和进气阀302，关闭排水阀103和出水阀502，此时箱体1内与二氧化碳气瓶3连通，二氧化碳气体充入至箱体1内，将箱体1内的空气由排气管303排出，待箱体1内的空气排完后，关闭排气阀304。

（四）、利用二氧化碳气体对箱体1进行充压，此时可以通过压力表8来确定箱体1内的二氧化碳气体压力，待压力达到设定值，同时开启进气阀302、水泵501和出水阀502，水经过出水支管5，来到水雾喷头503被水雾喷头503转换为水雾，水雾可加速水与二氧化碳气体充分溶解，含有二氧化碳的水溶液最终浸没混凝土试件10-20cm以上，为保证箱体1内侵蚀性二氧化碳浓度恒定，可通过压力表8调节箱内气压，达到所需气压后关闭进气阀302，此时可以通过观察pH值测定仪9来确定箱体1中侵蚀性二氧化碳的pH值，同时读取流量计504的数据，确定喷入到箱体1内的水的流量。

（五）、待一段时间后，测试完毕，可以开启排水阀103，将箱体1内的水和二氧化碳气体排出，打开密封盖2，拿出混凝土试件进行下一步的研究，同时排气阀304和排水阀103也可以起到调压和调节水量的效果，在箱体1内的压力和水量过高时，可以开启排气阀304和排水阀103对箱体1内的二氧化碳气体和二氧化碳溶液进行适当的泄放。

Claims (6)

1.水坝混凝土水下抗二氧化碳侵蚀性能试验装置，其特征在于：包括箱体（1）、混凝土安置部分、喷淋部分、二氧化碳充气部分和保温部分，箱体：在箱体（1）的顶部设有一开口，在开口上安装有密封盖（2），在箱体（1）的外壁内设有一密封空腔（101），在箱体（1）的下端部设有排水管（102），混凝土安置部分：包括分布固设在箱体（1）内的多个试件架（6），在试件架（6）上铺设有海绵（7）；喷淋部分：包括水泵（501）、连接在水泵（501）出水端的多根出水支管（5），出水支管（5）穿过箱体（1）外壁，其管口延伸至箱体（1）内，且在其管口上安装有水雾喷头（503）；二氧化碳充气部分：包括气瓶（3）、进气管（301）和排气管（303），气瓶（3）与进气管（301）相连通，进气管（301）和排气管（303）分别与箱体（1）相连通；保温部分：包括温度控制装置（4），温度控制装置（4）通过管道与外壁内的空腔（101）连通。

2.根据权利要求1所述的水坝混凝土水下抗二氧化碳侵蚀性能试验装置，其特征在于：在试件架（6）上设有多个排水口（601）。

3.根据权利要求1所述的水坝混凝土水下抗二氧化碳侵蚀性能试验装置，其特征在于：所述温度控制装置（4）为加热制冷循环器，管道包括进水管（401）和出水管（402），加热制冷循环器通过进水管（401）和出水管（402）分别连通在空腔（101）的两端。

4.根据权利要求1所述的水坝混凝土水下抗二氧化碳侵蚀性能试验装置，其特征在于：水雾喷头（503）对称分布设于箱体（1）内的两端，水泵（501）的出水端连通有流量计（504）。

5.根据权利要求1到4任一项所述的水坝混凝土水下抗二氧化碳侵蚀性能试验装置，其特征在于：还包括一块与箱体（1）连通用于测试箱体（1）内压力的压力表（8）、一个与箱体（1）连通用于测试箱体（1）内液体pH值的pH值测定仪（9）。

6.根据权利要求1到4任一项所述的水坝混凝土水下抗二氧化碳侵蚀性能试验装置，其特征在于：在箱体（1）外壁外包覆有保温棉（104）。