CN217605608U - 岩溶裂隙水侵蚀环境下混凝土受损及裂隙水结晶试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种岩溶裂隙水侵蚀环境下混凝土受损及裂隙水结晶试验装置，包括位于支撑装置上的反应器，在反应器侧壁上设置有均匀分布的四个循环装置，反应器的内部设置有溶液平衡装置和测试装置，在反应器底部中心连接有沉淀收集装置。其设计合理、结构简单、实时监测、流量可控等优点，可以推广应用到隧道工程混凝土侵蚀模拟研究技术领域。

Description

岩溶裂隙水侵蚀环境下混凝土受损及裂隙水结晶试验装置

技术领域

本实用新型属于岩溶地区隧道工程混凝土侵蚀模拟研究技术领域的试验装置，具体涉及一种岩溶裂隙水侵蚀环境下混凝土受损及裂隙水结晶试验装置。

背景技术

我国岩溶地区分布广泛，按碳酸盐出露面积计算，约占我国土地面积的十分之一，其中以贵州、云南、广西及四川、陕西等部分地区最为严重。位于这些岩溶发育的地区，隧道工程常常会出现排水管堵塞、隧道渗漏水等问题，严重影响了隧道的正常运营。

目前，对于岩溶地区隧道问题的研究主要集中在排水管堵塞及疏通治理方面，而隧道衬砌混凝土被岩溶水冲刷和腐蚀的问题并未得到充分研究。且对于排水管的堵塞治理只能是等出现问题后才能去着手解决，无法从根本上解决岩溶地区隧道排水管堵塞问题。因此，随着我国隧道建设的不断发展，岩溶地区隧道的排水管堵塞问题、隧道渗漏水问题将会越来越大，开展隧道混凝土受损及岩溶水结晶机理的研究必不可少，只有这样才能从根本上解决隧道排水系统的堵塞和隧道渗漏水问题，保证隧道结构的安全运营，提高隧道工程的使用寿命。

发明内容

本实用新型的目的在于，提供一种设计合理、结构简单、实时监测、流量可控的岩溶裂隙水侵蚀环境下混凝土受损及裂隙水结晶试验装置。

为了实现上述任务，本实用新型采取如下的技术解决方案：

一种岩溶裂隙水侵蚀环境下混凝土受损及裂隙水结晶试验装置，包括：位于支撑装置上的反应器，其特征在于，在反应器侧壁上设置有均匀分布的四个循环装置，反应器的内部设置有溶液平衡装置和测试装置，在反应器底部中心连接有沉淀收集装置。

本实用新型的其他特点是：

所述反应器包括反应池、钢栅网格板以及池盖；其中，反应池与池盖均由塑钢制成，池盖放置在反应池顶部，钢栅网格板位于反应池内的下部。

所述循环装置包括吸水管、进水管、吸水泵以及流量表；其中，进水管、吸水管均采用PVC材质塑料管，吸水管和进水管与吸水泵采用套接方式，并在套接处采用防水胶加固，流量表安装在进水管上。

所述溶液平衡装置包括溶液配置仓、止水阀B以及水管；其中，溶液配置仓与止水阀B采用螺纹连接，止水阀B与水管采用套接方式连接，同样在套接处采用防水胶加固。

所述溶液平衡装置的溶液配置仓与反应器侧壁采用刚性连接，在溶液配置仓下方连接的水管接入到反应器内。

所述测试装置包括pH计、控制器以及报警器；其中，pH计与控制器相连接，产生的电信号传递给控制器，控制器将其转化为数字信号并与设定好的信号阈值相比较，以控制报警器的打开或关闭。

所述测试装置的pH计与反应池内壁刚性连接，pH计通过穿过反应池内壁的电线与反应池外壁的控制器相连接，电线在反应池内壁的穿孔道采用防水胶密封。

所述沉淀收集装置包括法兰管道、止水阀A以及沉淀收集瓶；其中，法兰管道采用钢材制作，沉淀收集瓶采用透明亚克力板制作而成；法兰管道、止水阀A以及沉淀收集瓶均采用螺纹连接。

所述支撑装置由304不锈钢焊接而成。

所述吸水泵选用功率可调的抽水泵。

本实用新型的岩溶裂隙水侵蚀环境下混凝土受损及裂隙水结晶试验装置，设计合理、结构简单、实时监测、流量可控等优点，可以推广应用到隧道工程混凝土侵蚀模拟研究技术领域。所带来的技术进步在于：

1、吸水泵采用功率可调的抽水泵，用于控制水流流速。用于模拟不同水流速度的岩溶裂隙水侵蚀环境。

2、在反应池四周均设有循环装置，可根据实际情况选择水流方向。

3、在反应器上设有反应池盖，可在工程环境露天使用。

4、所设置的进水口及排水口，可根据需水量采用内循环或者长流水外循环。

5、在反应池内部设有钢栅网格板，提高试块距反应池底部的高度，减少沉淀物对试块的影响。

6、所设置的沉淀回收装置，可在不中断试验的条件下，实时检测分析测量沉淀质量和成分，可以对岩溶裂隙水的结晶机理进行研究。

7、所设置的测试装置可实时察看溶液的pH值，也可采用固定溶液pH值来实时换水或者滴定高浓度溶液。

附图说明

图1是本实用新型的岩溶裂隙水侵蚀环境下混凝土受损及裂隙水结晶试验装置立体图。

图2是图1的主视图。

图3是图1的俯视图。

图4是图1中溶液平衡装置的结构示意图。

图5是图1中测试装置的结构示意图。

图中的标记分别表示：1、反应器；2、循环装置；3、溶液平衡装置；4、测试装置；5、沉淀收集装置；6、支撑装置；7、池盖；8、反应池；9、排水管；10、进水口A；11、报警器；12、控制器；13、pH计；14、钢栅网格板；15、法兰钢管；16、沉淀瓶；17、止水阀A；18、吸水口；19、吸水管； 20、吸水泵；21、流量表；22、进水管；23、进水口B；24、溶液配置仓； 25、止水阀B；26、水管。

以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明。

具体实施方式

参见图1至图5，本实施例给出一种岩溶裂隙水侵蚀环境下混凝土受损及裂隙水结晶试验装置，包括位于支撑装置6上的反应器1，在反应器1侧壁上设置有均匀分布的四个循环装置2，反应器1的内部设置有溶液平衡装置3和测试装置4，在反应器1底部中心连接有沉淀收集装置5。

本实施例中，反应器1包括反应池8、钢栅网格板14以及池盖7；其中，反应池8与池盖7均由塑钢制成，池盖7放置在反应池8顶部，钢栅网格板 14位于反应池8内的下部，反应池8上方设有进水口A(10)，底部有排水管9。钢栅网格板14的位置距反应池8的底部保持一定距离，以保证试块在试验过程中不受沉淀的影响。

本实施例中，所述循环装置2包括连接在吸水口18上的吸水管19、进水管22、吸水泵20、流量表21，进水管22上的进水口B(23)穿过反应池8的池壁通入反应池8；其中，进水管22、吸水管19均采用PVC材质塑料管，吸水管19和进水管22与吸水泵20采用套接方式，并在套接处采用防水胶加固，流量表21安装在进水管22的管路上，吸水泵20选用功率可调的抽水泵。试验时，可通过观察流量表21来调节吸水泵20的功率。

本实施例中，所述溶液平衡装置3包括溶液配置仓24、止水阀B(25) 以及水管26；其中，溶液配置仓24与止水阀B(25)采用螺纹连接，止水阀B(25)与水管26采用套接方式连接，同样在套接处采用防水胶加固。

本实施例中，所述溶液平衡装置3的溶液配置仓24与反应器1侧壁采用刚性连接，在溶液配置仓24下连接的水管26接入到反应器1内。

本实施例中，所述测试装置4包括pH计13、控制器12以及报警器11；其中，pH计13与控制器12相连接，将信号传递给控制器12，控制器12 将其转化为数字信号并与设定好的信号阈值相比较，来控制报警器11的打开或关闭。

特别需要说明的是，本实施例所述的控制器12选用单片机、微处理器等本领域常用的控制器。测试时，在控制器12中预先设置需要保持溶液的pH 值作为阈值，控制器12根据设定的阈值实时与溶液中的pH值相比较(即得到信号差)，即可控制报警器11实现报警功能。试验人员可通过报警器11报警提示音来控制止水阀B(25)的开关，来进行反应池8内溶液的配置和调整。以及提示试验人员及时进行下一步操作。

本实施例中，所述沉淀收集装置5由法兰管道15、止水阀A(17)、沉淀收集瓶16组成。法兰管道15与反应池8通过法兰连接，法兰管道15与止水阀A(17)、沉淀收集瓶16通过螺纹连接。其中，法兰管道15采用钢材制作，沉淀收集瓶16采用透明亚克力板制作而成。试验过程中，止水阀 A(17)保持开启状态，用以回收试验过程中的沉淀；需要取出时，关闭止水阀A(17)，通过旋转取下沉淀收集瓶16。

本实施例中，所述支撑装置6由304不锈钢焊接而成。

具体地，所述各组成部分的连接方案为：在支撑装置6上方放置反应池8，其中，反应池8底部由边缘向中心设置有斜坡，在反应池8底部中心通过法兰连接沉淀收集装置5，在反应器池8底部设置有排水口9，在反应池8顶部设置有进水口A(10)。在底部上方设有钢栅网格板14，在钢栅网格板14下方设置有吸水口18，在顶部设置有进水口B(23)；吸水口18与循环装置2的吸水管19通过螺纹连接，中间垫有橡胶垫片保证密封性，进水口B(23)与进水管22连接，同样采用螺纹连接和橡胶垫片的方式。在反应池8顶部配置溶液平衡装置3的溶液配置仓24，在反应池8内部与反应池壁采用刚接的方式连接，在溶液配置仓24下连接有水管26接入到反应池8。在反应池8的另一侧，测试装置4的pH计13与反应池8内壁刚接，pH计13通过穿过反应池壁的电线与反应池8外壁刚接的控制器12相连，其孔道采用防水胶密封。在反应池8顶部设有池盖7。

本实施例给出的岩溶裂隙水侵蚀环境下混凝土受损及裂隙水结晶的模拟试验装置实验方法如下：

根据实地调研的溶液离子浓度，配制岩溶水模拟溶液通过进水口A(10) 输送至放有混凝土试件的反应池8中，以确保模拟实验的合理性。同时配置高浓度溶液放置在溶液配置仓24中以备用。

开启循环装置2，模拟混凝土受到岩溶水质腐蚀和冲刷双重作用，通过对侵蚀后混凝土性能的测试，评价岩溶裂隙水侵蚀环境下混凝土的受损情况。

通过观察流量表21数值，调节吸水泵20的功率，控制循环装置2中的水流速，模拟不同流速下混凝土受到的侵蚀破坏机理。

收集沉淀回收装置5中的沉淀，可用于检测、分析流经混凝土后裂隙水的结晶。

可在试验初始时在控制器12上设定需要保持的溶液pH值，通过报警器11 的提示，开启和关闭止水阀B(25)来调整反应池中溶液的离子浓度。也可关闭控制器12和报警器11，通过设定龄期实时记录各龄期溶液中pH值的变化。

实际使用中，所述的反应池8可以根据不同的测试要求，选择放入的待测试的混凝土试件的尺寸，保证了实验装置的普适性。如测试抗压强度测试为150mm×150mm×150mm、100mm×100mm×100mm等立方体试件，超声波无损检测时为100mm×100mm×400mm的棱柱体试件。

Claims (10)

1.一种岩溶裂隙水侵蚀环境下混凝土受损及裂隙水结晶试验装置，包括：位于支撑装置(6)上的反应器(1)，其特征在于，在反应器(1)侧壁上设置有均匀分布的四个循环装置(2)，反应器(1)的内部设置有溶液平衡装置(3)和测试装置(4)，在反应器(1)底部中心连接有沉淀收集装置(5)。

2.如权利要求1所述的岩溶裂隙水侵蚀环境下混凝土受损及裂隙水结晶试验装置，其特征在于，所述反应器包括反应池(8)、钢栅网格板(14)以及池盖(7)；其中，反应池(8)与池盖(7)均由塑钢制成，池盖(7)放置在反应池(8)顶部，钢栅网格板(14)位于反应池(8)内的下部。

3.如权利要求1所述的岩溶裂隙水侵蚀环境下混凝土受损及裂隙水结晶试验装置，其特征在于，所述循环装置(2)包括吸水管(19)、进水管(22)、吸水泵(20)以及流量表(21)；其中，进水管(22)、吸水管(19)均采用PVC材质塑料管，吸水管(19)和进水管(22)与吸水泵(20)采用套接方式，并在套接处采用防水胶加固，流量表(21)安装在进水管(22)上。

4.如权利要求3所述的岩溶裂隙水侵蚀环境下混凝土受损及裂隙水结晶试验装置，其特征在于，所述吸水泵(20)选用功率可调的抽水泵。

5.如权利要求1所述的岩溶裂隙水侵蚀环境下混凝土受损及裂隙水结晶试验装置，其特征在于，所述溶液平衡装置(3)包括溶液配置仓(24)、止水阀B(25)以及水管(26)；其中，溶液配置仓(24)与止水阀B(25)采用螺纹连接，止水阀B(25)与水管(26)采用套接方式连接，同样在套接处采用防水胶加固。

6.如权利要求5所述的岩溶裂隙水侵蚀环境下混凝土受损及裂隙水结晶试验装置，其特征在于，所述溶液配置仓(24)与反应器(1)侧壁采用刚性连接，在溶液配置仓(24)下方连接的水管(26)接入到反应器(1)内。

7.如权利要求1所述的岩溶裂隙水侵蚀环境下混凝土受损及裂隙水结晶试验装置，其特征在于，所述测试装置包括pH计(13)、控制器(12)以及报警器(11)；其中，pH计(13)与控制器(12)相连接，产生的电信号传递给控制器(12)，控制器(12)将其转化为数字信号并与设定好的信号阈值相比较，以控制报警器(11)的打开或关闭。

8.如权利要求7所述的岩溶裂隙水侵蚀环境下混凝土受损及裂隙水结晶试验装置，其特征在于，所述测试装置(4)的pH计(13)与反应池(8)内壁刚性连接，pH计(13)通过穿过反应池(8)内壁的电线与反应池(8)外壁的控制器(12)相连接，电线在反应池(8)内壁的穿孔道采用防水胶密封。

9.如权利要求1所述的岩溶裂隙水侵蚀环境下混凝土受损及裂隙水结晶试验装置，其特征在于，所述沉淀收集装置(5)包括法兰管道(15)、止水阀A(17)以及沉淀收集瓶(16)；其中，法兰管道(15)采用钢材制作，沉淀收集瓶(16)采用透明亚克力板制作而成；法兰管道(15)、止水阀A(17)以及沉淀收集瓶(16)均采用螺纹连接。

10.如权利要求1所述的岩溶裂隙水侵蚀环境下混凝土受损及裂隙水结晶试验装置，其特征在于，所述支撑装置(6)由304不锈钢焊接而成。

Images