[发明专利]海工结构模型分段加压恒温盐雾加速侵蚀试验系统

说明书

本发明公开了一种海工结构模型分段加压恒温盐雾加速侵蚀试验系统，包括：分段密封有压试验箱（1），所述分段密封有压试验箱（1）的各分段均设置有盐雾喷淋模块（2）、增压模块（3）和恒温模块（4）；所述分段密封有压试验箱（1）的箱内侧壁上对称式竖向布置有滑轨（15），所述滑轨（15）内设置有若干分层平台（16），所述分层平台（16）内为张紧的弹簧丝（17），试件（18）穿过所述弹簧丝（17）后放置于所述分段密封有压试验箱（1）底部。本发明提供的一种海工结构模型分段加压恒温盐雾加速侵蚀试验系统，能有效制备符合原型结构物不同时期盐离子侵蚀状况的试件，使海工结构物的耐久性研究中所采用的试件更加符合实际状况。

技术领域

本发明涉及一种海工结构模型分段加压恒温盐雾加速侵蚀试验系统，具体涉及一种利用在沿海工结构模型高度方向施加不同浓度的增温加压盐雾来加速模拟当前海工结构物内部的氯离子\硫酸根离子的分布状况的系统，适用于各类模拟海工结构物的当前氯离子\硫酸根离子分布的实验研究中。

背景技术

海工结构物绝大多数处于跨越大气区—潮差区—水下区三种不同工作介质的工作环境中，由于工程所在地的温度变化、潮汐变化、气象条件变化和当地海水盐度的变化，环境中的氯离子\硫酸根离子浓度在各个工作介质中会产生很大的不同，随着氯离子和硫酸根离子在各工作介质与结构物内部不同浓度差的作用下，氯离子和硫酸根离子会不停的从各工作介质中以不同速度向结构物内部侵蚀，因此也造成海工结构物内部氯离子\硫酸根离子沿高度方向具有不同的分布状况。

在很多海工结构耐久性实验研究中，需要准确的模拟结构物当前的氯离子\硫酸根离子侵蚀现状为后续实验提供准确的基本模型，长期的将结构模型置于与原型海工结构物相同的海洋环境中是可行的，但是由于离子侵蚀缓慢，模拟原型海工结构物工作一定年限之后的氯离子\硫酸根离子侵蚀状态意味着需要将模型试件在相同海洋环境中暴露相同年限，这对于实验研究很显然是不现实的。

要达到加速氯离子\硫酸根离子侵蚀达到模型试件与原型具有一致内部氯离子\硫酸根离子分布的目的，当前实验研究中一般是采取掺加氯盐\硫酸盐的方法来模拟待研究海工结构物的当前氯离子/硫酸根离子侵蚀状态，具体做法是在浇筑海工结构混凝土模型时，在模型的不同介质作用的区段内定量添加与原型当前侵蚀状态一致的氯盐\硫酸盐。但是这种实验常用做法存在两个显而易见的不足：

(一)在浇筑模型试件阶段掺加氯盐\硫酸盐时，因为此时混凝土还未初凝，此时掺加盐以离子的形式在混凝土拌合物沿着浓度梯度方向以很快的速度扩散，不可避免的将使整个试件内的离子浓度分布向均匀化的趋势发展，并且在混凝土初凝之后，这种扩散还将持续很长时间，这将导致预先设计的沿结构分段的不同离子浓度难以控制，使得模型的侵蚀状态与原型侵蚀状态产生很大的差别。这将导致实验研究建立在一个不准确的基本模型上。

(二)实际的氯离子\硫酸根离子侵蚀原型海工结构物是从外部环境在浓度差的动力作用下向内部侵蚀的，而上述常用实验室在混凝土拌合物中掺加氯盐\硫酸盐的做法实际上是一种离子均匀散布于结构物内部的做法，将导致模型与原型内部离子迁移动力环境上的显著差异，使得模型离子侵蚀状态偏离原型实际离子侵蚀状态。

另外现在比较流行的盐雾试验箱只能对试件进行单一浓度盐雾的侵蚀实验，与前述海工结构物所处的分层变浓度氯离子\硫酸根离子工作环境有很大的不同，这大大限制了现有盐雾试验箱在海工结构物离子侵蚀研究领域的应用。

因此建成一种能耗小，工作可靠，加速侵蚀效果良好的新型海工结构模型分段加压恒温盐雾加速侵蚀试验系统对于准确模拟海工结构物在服役年限内其内部氯离子\硫酸根离子分布从而对提高海工结构耐久性研究准确度有重要意义。

发明内容