[发明专利]一种混凝土腐蚀实验装置及使用方法

权利要求书

1.一种混凝土腐蚀实验装置，其特征在于，其中包括：

环境模拟系统，模拟混凝土试件腐蚀实验过程中的温度、湿度等不同环境条件；

伺服加载系统，提供混凝土试件腐蚀实验所需的边界载荷，使混凝土试件受力；

溶液渗流系统，提供混凝土试件腐蚀实验所需的带压腐蚀溶液，使混凝土试件受腐蚀作用；

红外监测系统，对混凝土试件的实验状态进行实时监测，以动态热像图的形式予以展示；

智能控制系统，发出混凝土试件腐蚀实验所需的动作指令，实时监测装置的实验参数并反馈调控；

所述溶液渗流系统中至少包含有：

储液缸，其内储存有实验用的腐蚀溶液；

伺服阀，安装于储液缸外侧并与储液缸相连，接收电气模拟信号后，相应输出调制流量和压力的溶液；

渗液孔，设置于反力板上，贯通反力板形成毛细孔道，所述渗液孔将腐蚀实验溶液引流至混凝土试件上；

导液管，连接在伺服阀与渗液孔之间，通过伺服阀将储液缸内的溶液泵送至渗液孔中；

温度控制器，其中包含有加热器、冷凝器，所述加热器、冷凝器均安装于储液缸内部，对缸内溶液加热或降温；

溶液监测器，其中包含有液温计、盐度计，所述液温计、盐度计均安装于储液缸内部，监测缸内溶液温度或盐度；

所述伺服加载系统中至少包含有：

反力架，限定混凝土试件实验位置并提供反力，所述反力架包含位于混凝土试件两侧的边框架及连接在两边框架之间的螺栓，所述反力架的下端安装于养护仓底部的滑槽中；

液压缸，安装在混凝土试件一侧的反力架上，将液压能转换为载荷并传递给混凝土试件；

传力板，安装于液压缸的活塞端，为液压缸载荷传递中转部件；

侧限环，套装于混凝土试件外侧的环体，为混凝土试件提供径向约束，所述侧限环一端通过橡胶圈与传力板密封连接；

反力板，与传力板相对分设在混凝土试件的两侧，所述反力板通过反力架将所述传力板提供的边界载荷形成反力作用在混凝土试件的另一侧；

轴压加载器，是伺服加载系统中为所述混凝土试件提供载荷力的能量来源，提供带有限定流量及压力的液压油；

液压管，连接轴压加载器及液压缸，将所述轴压加载器的动力输送至液压缸。

2.根据权利要求1所述的一种混凝土腐蚀实验装置，其特征在于，所述环境模拟系统中至少包含有：

养护仓，密封形成密闭箱体，且在该箱体内容置混凝土试件，所述箱体内部设有多个元件挂点，箱体上穿设用于通过管线的贯穿孔；

环境模拟器，其中包含有制热器、制冷器、加湿器及干燥器，所述制热器、制冷器、加湿器及干燥器均设置在养护仓内，并对仓内环境提供加热、制冷、加湿及烘干；

环境监测器，其中包含有气温计、湿度计，所述气温计、湿度计均安装于养护仓内，并对养护仓内的温度、湿度进行实时监测。

3.根据权利要求1所述的一种混凝土腐蚀实验装置，其特征在于，所述红外监测系统中至少包含有：

红外探测组件，固定设置于混凝土试件外侧的养护仓内，探测端朝向混凝土试件设置；

红外成像组件，设置于智能控制系统中，接收红外探测组件发出的电信号，并将信号进行处理形成热像图，显示于智能控制系统中。

4.根据权利要求1所述的一种混凝土腐蚀实验装置，其特征在于，所述智能控制系统中至少包含有：

操作面板，集显示终端与输入终端于一体，安装于所述养护仓下方的控制平台上；

控制电路，连接操作面板与各受电控制组件，所述受电控制组件安装于环境模拟系统、伺服加载系统及溶液渗流系统中；

系统主机，位于控制平台内部，为整个控制系统的CPU核心，发出控制信号并接受反馈信号，进行计算并将计算结果通过操作面板显示。

5.一种应用权利要求1-4中任一权利要求所述的一种混凝土腐蚀实验装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤，

(1)混凝土试件制备：

拌和实验标号的混凝土，通过模筑或喷射成型，置于特定的工程模拟环境进行养护；

(2)腐蚀性水溶液配制：

检测工程环境中所采集的腐蚀性液体的成分及浓度，根据检测结果配制与工程环境中腐蚀性液体主要成分及浓度相同的实验用腐蚀性水溶液；

(3)实验设备组装：

将混凝土试件放置于侧限环内，传力板及反力板分别隔有土工布夹持在混凝土试件两侧，液压缸连接到传力板上，紧固反力架螺栓，完成混凝土试件的固定，关好养护仓门，形成密闭实验环境；

(4)实验设备调试：

将配制好的溶液注入储液缸内，开启控制系统，通过控制系统调节环境模拟系统、伺服加载系统、溶液渗流系统及红外监测系统，达到混凝土试件腐蚀实验所需的工作条件，监测养护仓内的温度和湿度、水溶液的温度和盐度、混凝土试件所受荷载及腐蚀情况，输入指定的实验参数控制各组件运转，调整实验所需的工作条件；

(5)实验流程开展：

通过控制系统设定干湿循环周期、加卸载循环周期，根据应力-应变监测组件的反馈情况，初步判断混凝土的腐蚀程度，当外荷载难以维持稳定时，取下混凝土试件，通过XRD法、Raman光谱法、FTIR光谱法等检测手段，鉴定混凝土试件的腐蚀类型。