CN219496232U - 抗凝冰材料缓释效果评价装置 - Google Patents
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Abstract
一种抗凝冰材料缓释效果评价装置，包括水槽和用于测定水槽内溶液电导率的电导率测定装置，所述水槽内设置有试件放置区，所述试件放置区上方和/或下方设置有雨水模拟组件，所述雨水模拟组件包括朝向试件放置区设置的出水区，所述出水区上布满出水孔。本申请中的抗凝冰材料缓释效果评价装置通过电导率测定抗凝冰材料缓释效果从而评价材料抗凝冰性能，相对于现有技术中通过测定试件表面水膜的冰点评价试件的抗凝冰性能的方式，操作个更加方便，且装置结构更加简单。
Description
技术领域
本实用新型涉及建筑材料评价装置领域，具体而言，涉及一种抗凝冰材料缓释效果评价装置。
背景技术
我国幅员辽阔，很多地方冬季的气温会低于0℃，容易出现路面结冰的问题，公路作为一种重要的交通形式，路面一旦结冰，将直接威胁着道路行车安全。道路结冰可能会导致交通中断，物资运输迟滞，严重影响物流效率，尤其对于一些高速公路，还会威胁到驾驶人员的人身安全，因此路面结冰问题不容小觑。
鉴于此，需要对材料的抗凝冰性能进行评价，现有技术中通过给待试件的表面形成水膜，将该水膜作为电阻进行降温，当水膜完全冻结时即为温度达到溶液冰点，以水膜的冰点值来判断试件的结冰性能，冰点越低，则表明该蓄盐类沥青混合料的抗结冰性能越好，从而实现对蓄盐类沥青混合料抗结冰性能的测试。但是该方法操作步骤繁琐，装置结构相对复杂，因此需要一种结构简单、方便操作的评价材料抗凝冰性能的装置。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种抗凝冰材料缓释效果评价装置，其能够通过电导率测定抗凝冰材料缓释效果从而评价材料抗凝冰性能，方便操作，且装置结构简单。
本实用新型的实施例是这样实现的：
第一方面，本实用新型提供一种抗凝冰材料缓释效果评价装置，包括水槽和用于测定水槽内溶液电导率的电导率测定装置，所述水槽内设置有试件放置区，所述试件放置区上方和/或下方设置有雨水模拟组件，所述雨水模拟组件包括出水件，所述出水件上设置有朝向试件放置区设置的出水区，所述出水区上分布有出水孔。
在可选的实施方式中，所述雨水模拟组件还包括控制所述出水孔内水流速度的流速控制装置。
在可选的实施方式中，所述出水件为喷头，所述喷头通过水管连接有水源，所述流速控制装置设置在水管上。
在可选的实施方式中，所述出水孔呈阵列分布在所述出水区内。
在可选的实施方式中，所述水槽上设置有顶盖，所述水槽内设置有温度监测装置和温度控制装置。
在可选的实施方式中，所述水槽上设置有顶盖，所述水槽内设置有湿度监测装置和湿度控制装置。
在可选的实施方式中，所述顶盖或水槽侧壁上设置有穿线孔或穿线缺口。
在可选的实施方式中，所述试件放置区内设置有试件支撑架。
在可选的实施方式中，所述试件支撑架包括用于放置试件的支撑部和避免试件脱离支撑架的限位部。
在可选的实施方式中，所述限位部有两个以上，均匀分布在支撑部周围。
本实用新型实施例的有益效果是：
抗凝冰材料是使用过程中的释放速率对其抗凝冰效果的持续时间具有重要的影响，因此需对其缓释效果进行评价。考虑到溶液的电导率与其所含有的电解质浓度有一定关系，当其浓度较低时，电导率随水中离子浓度的增加而增加，并且原先溶解于水中的有机物，因其不电离或难电离，只表现出很微弱的电导率，对测试结果基本无影响，因此本申请通过电导率测定抗凝冰材料缓释效果。
本申请中的抗凝冰材料缓释效果评价装置通过电导率测定抗凝冰材料缓释效果从而评价材料抗凝冰性能，相对于现有技术中通过测定试件表面水膜的冰点评价试件的抗凝冰性能的方式，操作个更加方便，且装置结构更加简单。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为抗凝冰材料缓释效果评价装置的结构示意图；
图2为试件支撑架的结构示意图；
图3为NaCl浓度与电导率的线性关系曲线；
图4为不同试件的电导率图；
图5为不同抗凝冰材料在马歇尔试件中的析出量。
图标：1-水槽；2-试件；3-雨水模拟组件；4-出水孔；5-试件支撑架；6-支撑部；7-限位部。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
本实施例提供一种抗凝冰材料缓释效果评价装置，如图1所示，包括水槽1和用于测定水槽1内溶液电导率的电导率测定装置，所述水槽1内设置有试件放置区，所述试件放置区上方和/或下方设置有雨水模拟组件3，所述雨水模拟组件3包括出水件，所述出水件上设置有朝向试件放置区设置的出水区，所述出水区上分布有朝向试件放置区设置的出水区，所述出水区上布满出水孔4。
抗凝冰材料是使用过程中的释放速率对其抗凝冰效果的持续时间具有重要的影响，因此需对其缓释效果进行评价。考虑到溶液的电导率与其所含有的电解质浓度有一定关系，当其浓度较低时，电导率随水中离子浓度的增加而增加，并且原先溶解于水中的有机物，因其不电离或难电离，只表现出很微弱的电导率，对测试结果基本无影响，因此本实施例通过电导率测定抗凝冰材料缓释效果。
本实施例中的抗凝冰材料缓释效果评价装置通过电导率测定抗凝冰材料缓释效果从而评价材料抗凝冰性能，相对于现有技术中通过测定试件2表面水膜的冰点评价试件2的抗凝冰性能的方式，操作个更加方便，且装置结构更加简单。
本实施例中的电导率测定装置可以根据需要直接安装在水槽1内，也可以与水槽1分离，在需要测定电导率的时候伸入水槽1对水槽1内溶液的电导率进行测定。若电导率测定装置可以根据需要直接安装在水槽1内，具体可以采用固定安装、可拆卸安装等方式，本领域技术人员可以根据需要进行选择。
本实施例中设置有雨水模拟组件3，可以模拟雨水的冲刷效果，提高评价结果的准确性。且雨水模拟组件3可以根据需要冲刷试件2的上表面或下表面，一般情况下，由于自然降雨受到重力的影响，所以当雨水模拟组件3位于时间上方时评价结果更加贴近实际。需要说明的是，为了尽量贴近实际，出水区需要覆盖试件放置区，使得试件2的上表面或下表面受到“雨水”的冲刷作用。
本申请的实施例中，雨水模拟组件3可以固定在水槽1上，也可以通过支架等支撑装置位于水槽上方或下方，也可以直接放置在水槽3上，具体方式不限。
本申请中的抗凝冰材料缓释效果评价装置使用时，首先将试件2置于水槽1中的试件放置区，然后开启雨水模拟组件3，使得水从出水孔4内按照设定流速流出，以模拟不同的降雨量，直至水槽1中的水没过试件2为止，然后根据需要在指定时间测定溶液的电导率，根据不同时间测定的电导率结果绘制电导率曲线图。具体地，操作人员可以根据需要测定不同抗凝冰混合料与空白试件2的电导率测试结果，并按照电导率与浓度的相关性，换算成不同混合料中抗凝冰材料的析出量。
本申请的一些实施例中，所述雨水模拟组件3还包括控制所述出水孔4内水流速度的流速控制装置，当需要控制流速时，可以采用相对密闭的水箱，出水孔根据需要位于水箱的底部或顶部，然后向箱体内的水提供压力，具体结构可以类似活塞，从而调整出水孔内水流速度；当出水孔位于箱体底部时，也可以向箱体内充气，以调整箱体内水的压力，从而将水以不同流速挤出，流速控制装置的存在可以根据需要模拟不同降雨速度。
本申请的一些实施例中，所述出水件3为喷头，所述喷头通过水管连接有水源，所述流速控制装置设置在水管上，采用喷头方便组装，具体使用时，操作者也可以根据需要选择合适大小出水孔的喷头，模拟不同大小的雨滴。
本申请的一些实施例中，所述出水孔4呈阵列分布在所述出水区内，自然降雨一般相对均匀的覆盖在路面上，因此出水区的出水孔4也呈阵列相对均匀的分布。
本申请的一些实施例中，所述水槽1上设置有顶盖，所述水槽1内设置有温度监测装置和温度控制装置，方便评价不同温度时抗凝冰材料的缓释效果。
本申请的一些实施例中，所述水槽1上设置有顶盖，所述水槽1内设置有湿度监测装置和湿度控制装置，方便评价空气湿度不同时抗凝冰材料的缓释效果。
本申请的一些实施例中，所述顶盖或水槽1侧壁上设置有穿线孔或穿线缺口，方便电导率测定装置连接线的进出，当穿线孔或穿线缺口不需要时，为了相对准确的调整水槽1内的湿度和温度，可以在穿线孔或穿线缺口上设置可拆卸的盖板或橡胶塞等。
本申请的一些实施例中，所述试件放置区内设置有试件支撑架5，如图1和图2所示。由于抗凝冰材料的释放速率与试件2与水接触的面积有关，当将试件2直接放置在水槽1底部，虽然水能够进入到时间和水槽1底部的缝隙，但是可能会对释放速率有一定的影响，因此设置支撑架，减少试件2表面被覆盖的面积，从而使得评估结果相对准确。
本申请的一些实施例中，所述试件支撑架5包括用于放置试件2的支撑部6和避免试件2脱离支撑架的限位部7，本实施例中的支撑部6可以采用支撑网，材质可以为不锈钢；限位部7的作用是避免试件2在溶液波动的作用下发生水平方向的位移，限位部7可以是限位杆也可以是其他结构。
本申请的一些实施例中，所述限位部7有两个以上，均匀分布在支撑部6周围。
具体地，本实施例采用本申请装置对抗凝冰材料缓释效果进行评价方法如下。
抗凝冰材料的主要可溶盐成分为NaCl，NaCl溶液的浓度与电导率值存在良好的相关性，可作为试件2盐分溶析检测的标准曲线。
首先测定不同浓度下氯化钠溶液的电导率值，试验结果如图3所示，由试验结果可知，盐化物溶液的浓度与电导率的大小存在着较好的线性相关性，相关系数达到0.999以上，电导率和浓度关系式为y＝9.9481x+0.17358。将这一结果作为抗凝冰混合料中盐分溶析检测的标准曲线，通过测试的电导率大小，可以估算抗凝冰材料的中盐分的析出比例。
为评价不同抗凝冰材料的缓释效果，分别按5％掺量制作掺三种抗凝冰材料的马歇尔试件2及空白的基准试件2，将马歇尔试件2置于容器中，在室温(15℃)条件下，加入6L蒸馏水使其完全浸没试件2上表面，每天测一次溶液的电导率，绘制电导率曲线图，如图4。
根据不同抗凝冰混合料与空白试件2的电导率测试结果，并按照电导率与浓度的相关性，换算成不同混合料中抗凝冰材料的析出量,如图5，具体公式如下。
ρ＝(ω-0.17358)/9.9481
式中：ρ-浓度，％
ω-电导率，ms/cm。
m＝ρ×πr2×h
式中：m一抗凝冰材料析出量；
ρ一浓度，％；
r一马歇尔试件2半径，r＝101.6/2mm；
h一马歇尔试件2高度，mm；
为测算不同抗凝冰材料在试件2表面单位面积的析出量，通过量取马歇尔试件2的高度与半径，利用公式计算试件2表面积，盐分的析出速率采用以下公式估算。
S＝(2πr2+2πr h)×10-6
式中：S-马歇尔试件2表面积，m2；
r-马歇尔试件2半径，r＝101.6/2mm；
h-马歇尔试件2高度，mm；
v＝m/(S×t)
式中：v-道路表面盐分析出速率，g.m-2/h；
m-溶液盐分质量，g；
S-马歇尔试件2表面积，mm2。
计算不同抗凝冰材料盐分析出速率如下表所示：
表-1不同抗凝冰材料盐分析出速率
| 产品 | MFL | 路丽美 | 履信 |
| 平均盐分析出速率(g·m-2/h) | 1.59 | 2.18 | 1.83 |
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种抗凝冰材料缓释效果评价装置，其特征在于，包括水槽和用于测定水槽内溶液电导率的电导率测定装置，所述水槽内设置有试件放置区，所述试件放置区上方和/或下方设置有雨水模拟组件，所述雨水模拟组件包括出水件，所述出水件上设置有朝向试件放置区设置的出水区，所述出水区上分布有出水孔。
2.根据权利要求1所述的抗凝冰材料缓释效果评价装置，其特征在于，所述雨水模拟组件还包括控制所述出水孔内水流速度的流速控制装置。
3.根据权利要求2所述的抗凝冰材料缓释效果评价装置，其特征在于，所述出水件为喷头，所述喷头通过水管连接有水源，所述流速控制装置设置在水管上。
4.根据权利要求1所述的抗凝冰材料缓释效果评价装置，其特征在于，所述出水孔呈阵列分布在所述出水区内。
5.根据权利要求1所述的抗凝冰材料缓释效果评价装置，其特征在于，所述水槽上设置有顶盖，所述水槽内设置有温度监测装置和温度控制装置。
6.根据权利要求1所述的抗凝冰材料缓释效果评价装置，其特征在于，所述水槽上设置有顶盖，所述水槽内设置有湿度监测装置和湿度控制装置。
7.根据权利要求5或6所述的抗凝冰材料缓释效果评价装置，其特征在于，所述顶盖或水槽侧壁上设置有穿线孔或穿线缺口。
8.根据权利要求1所述的抗凝冰材料缓释效果评价装置，其特征在于，所述试件放置区内设置有试件支撑架。
9.根据权利要求8所述的抗凝冰材料缓释效果评价装置，其特征在于，所述试件支撑架包括用于放置试件的支撑部和避免试件脱离支撑架的限位部。
10.根据权利要求9所述的抗凝冰材料缓释效果评价装置，其特征在于，所述限位部有两个以上，均匀分布在支撑部周围。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202320658885.9U CN219496232U (zh) | 2023-03-29 | 2023-03-29 | 抗凝冰材料缓释效果评价装置 |
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| CN219496232U true CN219496232U (zh) | 2023-08-08 |
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| CN202320658885.9U Active CN219496232U (zh) | 2023-03-29 | 2023-03-29 | 抗凝冰材料缓释效果评价装置 |
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2023
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