[发明专利]精确化描述混凝土受冰磨蚀程度的测试装置及方法

说明书

本发明公开了一种精确化描述混凝土受冰磨蚀程度的测试装置，包括保温箱体和与冰柱连接的支架，在保温箱体内通过轴承安装有试件固定装置，混凝土试件位于试件固定装置上，试件固定装置与垂直电机连接，通过垂直电机带动试件固定装置旋转；所述保温箱体内设有了冷却装置，在保温箱体内设有三维激光扫描装置。本发明的一种精确化描述混凝土受冰磨蚀程度的测试装置及方法，利用三维扫描仪对试验过程中的混凝土表面进行扫面拍摄获取表面损耗的实时状况，并利用试验中所得的数据对每一时刻的混凝土表面进行三维构建，从而计算出此时刻混凝土表面的粗糙度系数以表征混凝土遭受冰柱磨损的程度大小，操作简便，模拟精确度高。

技术领域

本发明涉及精确化描述混凝土受冰磨蚀程度的测试装置及方法，属于混凝土领域。

背景技术

混凝土是大型水工构筑物的主要建筑材料，其耐磨性需要达到规定标准。而在实际应用情况下水工混凝土除了会受到河川流水的冲刷作用外，在一定时期还会遭受冰块的摩擦损耗，尤其是在北方等寒冷地区。混凝土与冰长时间的接触摩擦作用会使得混凝土表面出现磨损、麻面露石等病害问题，严重危害到水工建筑的安全性及耐久性。然而，由于混凝土表面的不均匀性，冰-混凝土的相互作用比许多其他常用的研究材料更具挑战性。目前，很少有仪器能测量混凝土因长期冰接触而产生的磨损。因此，有必要发展标准化的实验室测试环境和仪器，以精确模拟、监测和测量长时间真实的冰-混凝土摩擦相互作用，以此更好地理解冰对水工混凝土持续磨损作用。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种精确化描述混凝土受冰磨蚀程度的测试装置及方法，利用三维扫描仪对试验过程中的混凝土表面进行扫面拍摄获取表面损耗的实时状况，并利用试验中所得的数据对每一时刻的混凝土表面进行三维构建，从而计算出此时刻混凝土表面的粗糙度系数以表征混凝土遭受冰柱磨损的程度大小，操作简便，模拟精确度高。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种精确化描述混凝土受冰磨蚀程度的测试装置，包括保温箱体和与冰柱连接的支架，在保温箱体内通过轴承安装有试件固定装置，混凝土试件位于安装座上，安装座位于试件固定装置上，试件固定装置与垂直电机连接，通过垂直电机带动试件固定装置旋转；所述保温箱体内设有了冷却装置，在保温箱体内设有三维激光扫描装置；所述安装座的外表面上设有一圈曲线凹槽，移动杆的端部位于曲线凹槽内，移动杆沿支撑座移动，在移动杆的尾部与传动块连接，传动块上安装有双向液压活塞，冰柱通过支架与双向液压活塞连接。

作为优选，所述垂直电机通过垂直传动轴与试件固定装置连接，所述试件固定装置包含旋转台和试件固定板，试件固定板安装在旋转台上，安装座的底部与试件固定板连接，旋转台通过轴承安装在保温箱体的底部，混凝土试件的顶部设有顶压支撑架，顶压支撑架固定在保温箱体上。

作为优选，所述双向液压活塞与冰柱之间安装有压力传感器。

作为优选，所述冷却装置包含压缩电机和冷凝管，所述压缩金与冷凝管连接，通过冷凝管降低保温箱体内的温度。

作为优选，所述试件固定板的侧面设有螺纹孔，螺纹孔内安装有锁紧螺栓，锁紧螺栓的头部顶住混凝土试件。

作为优选，所述保温箱体的底部开设有排水的孔洞，在孔洞上安装有排水阀。

一种上述的精确化描述混凝土受冰磨蚀程度的测试装置的测试方法，包括以下步骤：

步骤1：试件准备，本试验的混凝土试件为圆柱状，两端面需打磨平整，并在混凝土试件的底部端面均匀涂抹结构胶与试件固定板粘结，胶体固化后在干燥情况下测得试件干重；

步骤2：试验环境温度调整，开启冷却装置，使装置保温箱体内部环境处于目标设定0～5℃的温度范围内；

步骤3：安装试件，将粘结于试件底部的试件固定板通过螺栓与旋转台连接，检查混凝土试件的轴线与旋转台轴线重合，并拧紧试件顶压支撑架使得试件完全固定在旋转台上绕轴线旋转；