[发明专利]在含砂水流下混凝土许可不冲刷流速的试验装置及方法

权利要求书

1.一种在含砂水流下混凝土许可不冲刷流速的试验装置，其特征在于：包括高压射流装置(1)、加砂装置(3)、安装在喷枪固定装置(6)上的喷枪(5)、试件支架(7)，所述的高压射流装置(1)通过高压水管(2)连接喷枪(5)，用于制造高速水流；所述的加砂装置(3)通过进砂管(4)连接喷枪(5)，用于向高速水流中掺入磨料砂，形成高速含砂水流；所述试件支架与喷枪(5)相对设置，用于固定混凝土试件(8)。

2.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于：所述的高压射流装置(1)为高压水泵制造高速水流。

3.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于：所述的高压射流装置(1)出水口处设置有水压表，所述的高压射流装置(1)出水口处最大水压为2～10MPa。

4.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于：所述的加砂装置(3)包括装砂容器和用于向进砂管(4)内喷气的空气压缩机。

5.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于：所述的喷枪(5)的喷嘴直径为1～4mm。

6.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于：所述的喷枪(5)的喷嘴与混凝土试件(8)表面的距离为20～40cm。

7.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于：所述的试件支架(7)设置有角度调整装置，所述角度调整装置用于在0°～90°之间调整混凝土试件(8)表面与喷枪(5)的夹角。

8.一种基于权利要求1至7中任一项所述试验装置的在含砂水流下混凝土许可不冲刷流速的试验方法，其特征在于，包括步骤：

a)准备磨料砂和待冲磨的混凝土试件(8)，将待冲磨的混凝土试件(8)提前进行饱水处理，取出饱水试件后，抹干试件表面至饱和面干状态，并称量质量G₁；

b)按预定冲角调整好试件支架(7)，排放混凝土试件(8)于试件支架(7)上，调整喷枪(5)位置至喷嘴对准混凝土试件(8)正中间；

c)称量一定质量的磨料砂，倒入加砂装置(3)中；

d)启动高压射流装置，调整水压至预定值，且试验过程中维持水压不变，启动加砂装置，待形成含砂水流后，开动秒表计时；

e)当砂全部打完时，关闭高压射流装置(1)并停止秒表，记录冲磨历时T和磨料砂消耗量M；

f)取出混凝土试件(8)，清洗混凝土试件(8)表面，抹干表面，混凝土试件(8)处于饱和面干状态时称量质量G₂，计算混凝土试件(8)的损失质量为G₁-G₂；

g)计算G₁-G₂的大小，若G₁-G₂≤限值时，则认为该水压为该混凝土试件(8)的不冲刷流速水压；若G₁-G₂>限值时，则应调小水压继续测量，反复试验多次直至得到该混凝土试件(8)最大的不冲刷水压；

h)得到混凝土试件(8)的最大不冲刷水压后，测量该水压下无砂水流的流量，根据测得的喷嘴直径及流量，计算得到混凝土试件(8)的许可不冲刷流速。

9.根据权利要求8所述的试验方法，其特征在于：所述磨料砂的准备步骤是指河砂筛除1.18mm以上的粗粒及0.15mm以下的粉尘。

10.根据权利要求8所述的试验方法，其特征在于：所述混凝土试件(8)提前进行饱水处理的时间至少为24h。