一種海洋混凝土劣化模擬裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種海洋混凝土劣化模擬裝置，包括壓力罐、試樣擱架、葉輪和電動機(jī)，所述的葉輪安裝在壓力罐內(nèi)，葉輪軸穿過安裝在壓力罐上的軸封伸出壓力罐，由電動機(jī)驅(qū)動。本實用新型通過葉輪攪動壓力罐中的海水模擬液形成水流模擬水下海流對鋼筋混凝土劣化產(chǎn)生的影響，通過調(diào)整壓力罐中的壓力可以模擬不同的海下深度，可為深海鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計和安全服役提供較為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。
【專利說明】一種海洋混凝土劣化模擬裝置
[【技術(shù)領(lǐng)域】]
[0001]本實用新型涉及混凝土劣化試驗，尤其涉及一種海洋混凝土劣化模擬裝置。
[【背景技術(shù)】]
[0002]海洋混凝土材性劣化機(jī)理和規(guī)律是鋼筋混凝土跨海大橋等基礎(chǔ)設(shè)施和重大海工構(gòu)筑物性能保障研究的關(guān)鍵科學(xué)問題。在海洋環(huán)境中，跨海橋梁、海底隧道、港工碼頭等混凝土工程經(jīng)受著結(jié)構(gòu)工作荷載、海水壓力、海流沖刷以及海洋侵蝕性介質(zhì)的多重作用。由于提取現(xiàn)場監(jiān)測技術(shù)數(shù)據(jù)和獲得劣化海洋結(jié)構(gòu)構(gòu)件存在諸多實際困難，簡便有效地獲取海工混凝土模擬試件成為其基本力學(xué)和耐久性能研究的技術(shù)關(guān)鍵。
[0003]國際材料與結(jié)構(gòu)研究實驗聯(lián)合會(RILEM)下的期刊《Material and structures))1993 年(第 26 卷)，(546—556)頁，刊登了 G.VAN DER WEGEN, J.BI JEN, R.VAN SELST 的署名文章“混凝土在高壓海水影響下的性狀表現(xiàn)”，(G.VAN DER WEGEN, J.BI JEN, R.VAN SELSTBehaviour of concrete affected by sea-water under high pressure Materials andStructures, 1993，26，549-556)文章公開了一種壓力容器可以持續(xù)施加壓力達(dá)數(shù)年以上，同時對氯離子、鉀離子滲透等進(jìn)行觀察。然而該實驗裝置的缺點是靜水放置。眾所周知即使在深海中海流速度也不是為零的，在海下IOOOm左右的深度，平均速度可以達(dá)到0.2m/s,海流的沖刷作用使得離子化合物無法大量堆積在混凝土表面，所以必然會降低單位時間內(nèi)離子的滲透深度。用在靜水壓力情況下獲得的實驗數(shù)據(jù)來分析海下結(jié)構(gòu)中的恒定、持續(xù)的受力和海流沖刷的情況必然會有相當(dāng)?shù)恼`差。
[
【發(fā)明內(nèi)容】
]
[0004]本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種可以模擬水下海流對鋼筋混凝土劣化影響的海洋混凝土劣化模擬裝置。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是，一種海洋混凝土劣化模擬裝置，包括壓力罐、試樣擱架、葉輪和電動機(jī)，所述的葉輪安裝在壓力罐內(nèi)；葉輪軸穿過安裝在壓力罐上的軸封伸出壓力罐，由電動機(jī)驅(qū)動。
[0006]以上所述的海洋混凝土劣化模擬裝置，壓力罐包括下出水閥接頭、上出水閥接頭、壓力表接頭和加壓閥接頭。
[0007]以上所述的海洋混凝土劣化模擬裝置，壓力罐包括罐體和封蓋，封蓋封閉罐體頂部的開口 ；葉輪安裝在罐體的下部；所述的下出水閥接頭布置在罐體下部，上出水閥接頭、壓力表接頭和加壓閥接頭布置在封蓋上。
[0008]以上所述的海洋混凝土劣化模擬裝置，罐體為立式的開口圓罐，葉輪軸穿過圓罐的te底。
[0009]以上所述的海洋混凝土劣化模擬裝置，包括下出水閥、上出水閥、壓力表、加壓閥和加壓泵，下出水閥接下出水閥接頭、上出水閥接上出水閥接頭、壓力表接壓力表接頭，力口壓泵通過加壓閥接加壓閥接頭。[0010]以上所述的海洋混凝土劣化模擬裝置，包括控制電路，控制電路包括控制器、壓力變送器，壓力變送器接壓力表接頭，壓力變送器的壓力信號輸出端接控制器；加壓閥是電控閥，加壓閥和加壓泵接控制器的控制信號輸出端。
[0011]以上所述的海洋混凝土劣化模擬裝置，所述的電動機(jī)是變頻伺服電機(jī)，變頻伺服電機(jī)的控制〗而接控制器。
[0012]以上所述的海洋混凝土劣化模擬裝置，沿罐體的軸向布置復(fù)數(shù)個試樣擱架。
[0013]本實用新型海洋混凝土劣化模擬裝置通過葉輪攪動壓力罐中的海水模擬液形成水流模擬水下海流對鋼筋混凝土劣化產(chǎn)生的影響，通過調(diào)整壓力罐中的壓力可以模擬不同的海下深度，可為深海鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計和安全服役提供較為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。
[【專利附圖】

【附圖說明】]
[0014]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0015]圖1是本實用新型實施例海洋混凝土劣化模擬裝置的剖視圖。
[0016]圖2是本實用新型實施例海洋混凝土劣化模擬裝置的俯視圖。
[0017]圖3是本實用新型實施例試樣擱架的主視圖。
[0018]圖4是本實用新 型實施例試樣擱架的俯視圖。
[【具體實施方式】]
[0019]本實用新型實施例海洋混凝土劣化模擬裝置的結(jié)構(gòu)如圖1至圖4所示，包括壓力罐100、三個混凝土試樣200、三個試樣擱架10、葉輪組件300和變頻伺服電動機(jī)(圖中未示出)。
[0020]壓力罐100包括罐體I和封蓋2。罐體I為立式的開口圓罐，圓形的封蓋2用12個螺栓3和密封墊4封閉罐體I頂部的開口。
[0021]三個試樣擱架10沿罐體I的軸向布置，每個試樣擱架10上放置一個混凝土試樣200。如圖3和圖4所示，試樣擱架10用鋼筋制成，便于水流流動。
[0022]葉輪組件300包括葉輪8、葉輪軸7、軸承座5和軸封6，軸承座5和軸封6固定在罐體的底板101上，葉輪軸7由軸承座5和軸封6支承和密封。葉輪8位于在罐體I的下部，固定在葉輪軸7的上端；葉輪軸7的下端由變頻伺服電動機(jī)驅(qū)動。
[0023]下出水閥接頭102布置在罐體I的底板101上，連接下出水閥。上出水閥接頭201、壓力表接頭202和加壓閥接頭203布置在封蓋2上。上出水閥接頭201接上出水閥，壓力表接頭202接壓力表和壓力變送器，加壓泵通過加壓閥接加壓閥接頭203。
[0024]控制電路包括控制器，壓力變送器的壓力信號輸出端接控制器。加壓閥是電控閥，加壓閥和加壓泵接控制器的控制信號輸出端。變頻伺服電機(jī)的控制端接控制器。
[0025]當(dāng)壓力罐100中的壓力低于設(shè)定壓力時，控制器打開加壓閥和加壓泵向壓力罐100加壓。當(dāng)壓力罐100中的壓力達(dá)到預(yù)定壓力時，控制器關(guān)閉加壓閥和加壓泵。
[0026]進(jìn)行模擬試驗時，將三個混凝土試樣200放入壓力罐100中的試樣擱架10上，關(guān)閉下出水閥，把海水模擬液灌入罐體I內(nèi)直至同頂邊沿持平后停止灌注。用12個螺栓3將封蓋2與罐體I進(jìn)行密封。
[0027]打開加壓泵開始對罐體I進(jìn)行加壓，當(dāng)上出水閥開始往外溢水時，關(guān)閉上出水閥。繼續(xù)加壓直到壓力計顯示預(yù)期壓力值時，保持加壓泵壓力值不變。當(dāng)壓力計所示壓力值開始下降時，壓力變送機(jī)通過控制器啟動加壓泵，給罐體I開始輸入持續(xù)水壓，直到壓力計達(dá)到預(yù)定水壓值時，壓力變送器傳導(dǎo)信號給控制器使加壓泵停止輸壓。
[0028]通過控制器打開變頻伺服馬達(dá)開關(guān)進(jìn)行海流模擬，根據(jù)不同的海浪譜所推導(dǎo)出的海流速度的需要對變頻伺服馬達(dá)進(jìn)行調(diào)整。最后根據(jù)需要獲得的數(shù)值的具體周期來確定運(yùn)行時間。
[0029]達(dá)到預(yù)定模擬時間后，關(guān)閉加壓泵和變頻伺服馬達(dá)電源，當(dāng)罐體I內(nèi)部壓力降低到安全值后，打開上出水閥和下出水閥將海水模擬液排出。海水模擬液需經(jīng)處理后可排入下水道。取出混凝土試樣200，進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析和進(jìn)一步的研究。
[0030]本實用新型以上實施例可以對海工結(jié)構(gòu)中，如海港、橋梁、石油鉆井平臺的橋墩、柱子在承受巨大的三向壓力、海流沖擊、溫度等因素情況下，氯離子的擴(kuò)散速度的模擬從而得出相應(yīng)的實驗值，為正確的給出鋼筋混凝土在深海情況下的結(jié)構(gòu)設(shè)計和安全服役使命提供重要參數(shù)。
[0031]本實用新型以上實施例用高壓泵對壓力罐內(nèi)的試樣進(jìn)行持續(xù)加壓從而獲得對海下實際情況的模擬，并打通過葉輪攪動水流進(jìn)行海流模擬，根據(jù)不同的海流速需要對伺服馬達(dá)進(jìn)行調(diào)整。最后根據(jù)需要獲得的數(shù)值的具體周期來判定運(yùn)行時間。
[0032]本實用新型以上實施例的壓力值可以根據(jù)需要的海水深度的不同進(jìn)行調(diào)節(jié)，水流速度也可以根據(jù)實際情況進(jìn)行調(diào)整，使用方便，能夠較為真實地模擬深度達(dá)300m的深海環(huán)境。
【權(quán)利要求】
1.一種海洋混凝土劣化模擬裝置，包括壓力罐和試樣擱架，其特征在于，包括葉輪和電動機(jī)，所述的葉輪安裝在壓力罐內(nèi)；葉輪軸穿過安裝在壓力罐上的軸封伸出壓力罐，由電動機(jī)驅(qū)動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海洋混凝土劣化模擬裝置，其特征在于，壓力罐包括下出水閥接頭、上出水閥接頭、壓力表接頭和加壓閥接頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的海洋混凝土劣化模擬裝置，其特征在于，壓力罐包括罐體和封蓋，封蓋封閉罐體頂部的開口 ；葉輪安裝在罐體的下部；所述的下出水閥接頭布置在罐體下部，上出水閥接頭、壓力表接頭和加壓閥接頭布置在封蓋上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的海洋混凝土劣化模擬裝置，其特征在于，罐體為立式的開口圓罐,葉輪軸穿過圓罐的罐底。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的海洋混凝土劣化模擬裝置，其特征在于，包括下出水閥、上出水閥、壓力表、加壓閥和加壓泵，下出水閥接下出水閥接頭、上出水閥接上出水閥接頭、壓力表接壓力表接頭，加壓泵通過加壓閥接加壓閥接頭。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的海洋混凝土劣化模擬裝置，其特征在于，包括控制電路，控制電路包括控制器、壓力變送器，壓力變送器接壓力表接頭，壓力變送器的壓力信號輸出端接控制器；加壓閥是電控閥，加壓閥和加壓泵接控制器的控制信號輸出端。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的海洋混凝土劣化模擬裝置，其特征在于，所述的電動機(jī)是變頻伺服電機(jī)，變頻伺服電機(jī)的控制端接控制器。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的海洋混凝土劣化模擬裝置，其特征在于，沿罐體的軸向布置復(fù)數(shù)個試樣擱架。
【文檔編號】G01N17/00GK203705317SQ201420063542
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年2月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月12日
【發(fā)明者】李大望, 黃桐, 邢鋒, 王文宇, 朱正謀, 楊約民 申請人:深圳大學(xué)