一種適用于水泥基材料流水侵蝕的試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種適用于水泥基材料流水侵蝕的試驗(yàn)裝置及其試驗(yàn)方法，裝置由上水箱、下水箱、水流控制閥門(mén)、流水槽、上水箱支撐平臺(tái)、流水槽支撐平臺(tái)、砂粒墊層、水泵、水管組成。上水箱中的水從水流控制閥門(mén)中流出后，進(jìn)入流水槽中對(duì)砂粒墊層上的試件進(jìn)行沖刷侵蝕，流水槽末端留有一開(kāi)口，水流從開(kāi)口流出，進(jìn)入下水箱中，下水箱中的水通過(guò)水泵重新注入上水箱，形成循環(huán)流水。試驗(yàn)中對(duì)流水侵蝕和普通養(yǎng)護(hù)（靜水）中的試件進(jìn)行力學(xué)強(qiáng)度的測(cè)試，將同齡期強(qiáng)度與普通養(yǎng)護(hù)試件強(qiáng)度之比定義為耐蝕系數(shù)，利用耐蝕系數(shù)對(duì)水泥基材料的耐侵蝕性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。本發(fā)明試驗(yàn)裝置及方法具有操作簡(jiǎn)單、組裝方便、造價(jià)低、適用性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種適用于水泥基材料流水侵蝕的試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種適用于水泥基材料受流水侵蝕的試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法，屬于土木工程【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]在土木工程領(lǐng)域中，水泥基材料是目前世界上運(yùn)用最為廣泛的建筑材料，大量的工程結(jié)構(gòu)都是由水泥基材料建成的，但由于結(jié)構(gòu)滲漏是工程中的普遍問(wèn)題，尤其是在水工結(jié)構(gòu)中，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)水泥基材料發(fā)生侵蝕導(dǎo)致析鈣等現(xiàn)象。并最終降低了工程結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。許多電站建成才十多年，結(jié)構(gòu)滲水部位侵蝕嚴(yán)重，常規(guī)檢修需要停機(jī)放空水庫(kù)，耗費(fèi)巨大。為此，需要對(duì)水泥基材料在流水侵蝕下的機(jī)理進(jìn)行深入的研究。
[0003]對(duì)于水泥基材料的侵蝕機(jī)理，目前學(xué)者主要認(rèn)為有:(1)空氣中的二氧化碳與水泥基材料中的氫氧化鈣反應(yīng)，生成的碳酸鈣和碳酸氫鈣會(huì)溶于水被水流帶走。(2)水泥漿體組成還會(huì)被軟水所水解(3)侵蝕性液體和水泥漿體間陽(yáng)離子發(fā)生交換反應(yīng)(4)硫酸鹽膨脹反應(yīng)等等。這些反應(yīng)標(biāo)志著水泥基材料已發(fā)生病變，嚴(yán)重的流水侵蝕會(huì)降低混凝土結(jié)構(gòu)的安全性和使用壽命，使混凝土變的疏松而失去強(qiáng)度。但目前對(duì)混凝土和其它水泥基材料流水侵蝕的試驗(yàn)研究非常少，原因之一便是缺乏一套簡(jiǎn)便的流水侵蝕試驗(yàn)裝置，制約了研究的深入。
[0004]現(xiàn)有的專(zhuān)利主要側(cè)重于對(duì)結(jié)構(gòu)中的流水進(jìn)行截流、引流和導(dǎo)流，進(jìn)而達(dá)到預(yù)防侵蝕的效果。目前對(duì)侵蝕的試驗(yàn)方法主要有靜水侵泡，現(xiàn)場(chǎng)原位取芯等，但是靜水侵泡無(wú)法考慮多種侵蝕機(jī)理作用，原位取芯則無(wú)法進(jìn)行大批量的試驗(yàn)?！端せ炷猎囼?yàn)規(guī)程》中給出了抗含砂水流沖刷試驗(yàn)的圓環(huán)法，圓環(huán)法需要制備圓環(huán)形狀的試件，研究的是砂和水共同作用下的侵蝕機(jī)理，屬于沖刷抗磨的物理侵蝕，對(duì)水流作用下的化學(xué)侵蝕無(wú)法進(jìn)行研究。因此，研究開(kāi)發(fā)出可以進(jìn)行多種環(huán)境作用下水泥基材料流水侵蝕的模擬而且操作簡(jiǎn)單的試驗(yàn)裝置及其試驗(yàn)方法具有非常重要的實(shí)用價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種適用于水泥基材料流水侵蝕的試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法。
[0006]一種適用于水泥基材料流水侵蝕的試驗(yàn)裝置，包括流水循環(huán)裝置和支撐裝置。所述的流水循環(huán)裝置主要包括上水箱、下水箱、流水槽、水流控制閥門(mén)、水管和水泵。所述的支撐裝置主要包括上水箱支撐平臺(tái)和流水槽支撐平臺(tái)。所述的水流控制閥門(mén)安裝在上水箱的預(yù)留孔上，接口用止水膠布進(jìn)行密封。所述水泵一端用水管連接于下水箱內(nèi)，另一端用水管連接于上水箱內(nèi)。所述流水槽置于流水槽支撐平臺(tái)上，流水槽內(nèi)鋪有砂礫墊層，流水槽末端有一倒三角開(kāi)口，便于水流出。所述水流控制閥門(mén)及流水槽個(gè)數(shù)可根據(jù)實(shí)際試驗(yàn)需要進(jìn)行調(diào)整。
[0007]本發(fā)明所述的一種適用于水泥基材料受流水侵蝕的試驗(yàn)裝置的試驗(yàn)方法，步驟如下:
[0008]I)、制作試驗(yàn)試塊，尺寸為10mm*10mm*60mm,室內(nèi)預(yù)養(yǎng)護(hù)一天后拆模。
[0009]2)、將上水箱中注入適量水，開(kāi)啟水流控制閥門(mén)，利用量筒和秒表對(duì)流速進(jìn)行標(biāo)定，調(diào)整閥門(mén)的開(kāi)啟程度。
[0010]3)、將試塊放入流水槽中，試塊間留有空隙以便水流通過(guò)。同時(shí)預(yù)留一部分試塊在相同條件下的靜水中養(yǎng)護(hù)。
[0011]4)、將下水箱中注滿水，并可結(jié)合試驗(yàn)需要對(duì)水的酸堿度及各種離子濃度進(jìn)行調(diào)整，在達(dá)到要求后，開(kāi)啟水泵，將水注入上水箱，水在整套裝置中進(jìn)行循環(huán)，對(duì)試塊進(jìn)行流水侵蝕。
[0012]5)、在達(dá)到規(guī)定的侵蝕時(shí)間后，取流水侵蝕的試塊和同齡期靜水養(yǎng)護(hù)的試塊進(jìn)行抗折強(qiáng)度的測(cè)試，并取同齡期下，流水侵蝕條件于靜水養(yǎng)護(hù)的抗折強(qiáng)度之比定義為耐蝕系數(shù)，利用耐蝕系數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)試驗(yàn)效果。
[0013]
【權(quán)利要求】
1.一種適用于水泥基材料流水侵蝕的試驗(yàn)裝置，其特征在于:試驗(yàn)裝置包括流水循環(huán)裝置和支撐裝置，所述的流水循環(huán)裝置包括上水箱、下水箱、流水槽、水流控制閥門(mén)、水管和水泵，所述的支撐裝置包括上水箱支撐平臺(tái)和流水槽支撐平臺(tái)，所述的水流控制閥門(mén)安裝在上水箱的預(yù)留孔上，接口用止水膠布進(jìn)行密封，所述水泵一端用水管連接于下水箱內(nèi)，另一端用水管連接于上水箱內(nèi)，所述流水槽置于流水槽支撐平臺(tái)上，流水槽內(nèi)鋪有砂礫墊層，流水槽末端有一倒三角開(kāi)口，所述水流控制閥門(mén)及流水槽個(gè)數(shù)根據(jù)實(shí)際試驗(yàn)需要進(jìn)行調(diào)難iF.0
2.基于權(quán)利要求1所述的一種適用于水泥基材料流水侵蝕的試驗(yàn)裝置的試驗(yàn)方法，其特征在于:方法如下: 1)、制作試驗(yàn)試塊，尺寸為10mm*10mm*60mm,室內(nèi)預(yù)養(yǎng)護(hù)一天后拆模； 2)、將上水箱中注入適量水，開(kāi)啟水流控制閥門(mén)，利用量筒和秒表對(duì)流速進(jìn)行標(biāo)定，調(diào)整閥門(mén)的開(kāi)啟程度； 3)、將試塊放入流水槽中，試塊間留有空隙以便水流通過(guò)，同時(shí)預(yù)留一部分試塊在相同條件下的靜水中養(yǎng)護(hù)； 4)、將下水箱中注滿水，并可結(jié)合試驗(yàn)需要對(duì)水的酸堿度及各種離子濃度進(jìn)行調(diào)整，在達(dá)到要求后，開(kāi)啟水泵，將水注入上水箱，流水在整套裝置中進(jìn)行循環(huán)，對(duì)試塊進(jìn)行侵蝕； 5)、在達(dá)到規(guī)定的侵蝕時(shí)間后，取流水侵蝕的試塊和同齡期靜水養(yǎng)護(hù)的試塊進(jìn)行抗折強(qiáng)度的測(cè)試，并取同齡期下 ，流水侵蝕條件于靜水養(yǎng)護(hù)的抗折強(qiáng)度之比定義為耐蝕系數(shù)，利用耐蝕系數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)試驗(yàn)效果，
【文檔編號(hào)】G01N17/00GK103558140SQ201310471086
【公開(kāi)日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年10月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月10日
【發(fā)明者】周繼凱, 陳徐東, 金龍, 李浩良, 倪晉兵, 丁寧, 田濟(jì)維, 馬曉輝, 焦修明, 王亮春 申請(qǐng)人:河海大學(xué)