[实用新型]一种排水管混凝土腐蚀模拟实验装置

说明书

本实用新型涉及混凝土腐蚀实验装置技术领域，公开一种排水管混凝土腐蚀模拟实验装置，包括腐蚀反应仓、温度传感器、温度调节装置和控制装置，腐蚀反应仓内储存有污水，温度传感器设于腐蚀反应仓内，温度调节装置包括水箱和换热管，水箱内设有加热冷却装置，换热管与水箱连通，换热管穿过腐蚀反应仓以与腐蚀反应仓内的污水接触，温度传感器和温度调节装置与控制装置通讯连接，可在换热管内通入不同温度的水来与腐蚀反应仓内的污水进行热交换，可将污水进行加热和冷却，不仅可探究温度高对混凝土腐蚀的影响，还可探究温度低时的腐蚀反应，并且可探究冷热交替时的影响，另外，换热管可沿腐蚀反应仓底部均匀铺设，使各处污水均匀加热，降低实验误差。

技术领域

本实用新型涉及混凝土腐蚀实验装置技术领域，特别是涉及一种排水管混凝土腐蚀模拟实验装置。

背景技术

混凝土管道强度高、抗渗性好、生产效率高以及工程造价比钢管更便宜，被广泛应用于城市排水管网中。然而排水管网系统中的混凝土管道，容易受到微生物的腐蚀，造成混凝土管道表层松动、砂浆脱落、骨料外露，严重时还会造成构件开裂、钢筋锈蚀，造成排水管网使用功能丧失，对城市环境和人民健康安全造成威胁，带来巨大的经济损失。

混凝土排水管网微生物腐蚀主要分为三个过程：(1)在排水管道厌氧区，市政污水中的硫酸盐在硫酸盐还原菌的作用下发生还原反应，生成硫化物，并于水中的H⁺结合产生H₂S，并通过管道中的气液交界面向上迁移到空气中，部分H₂S吸附在潮湿的混凝土管壁上；(2)水相溶解态的H₂S分子被电离为H⁺、HS^-和S^2-，随着混凝土表面PH值的降低，为硫氧化细菌在混凝土管壁繁殖提供适宜的环境，并形成生物膜，S^2-作为硫氧化细菌的营养物质，在氧气充足的条件下被氧化SO₄^2-，在混凝土表面生成H₂SO₄；(3)硫氧化细菌产生的H₂SO₄，能够与混凝土管道中的Ca(OH)₂，反应生成石膏和钙矾石，二者均具有膨胀性，使表面产生裂纹，更有利于硫酸向管壁内部侵蚀，长年累月，混凝土管道结构内产生的膨胀应力降低了其结构强度，最终管壁被侵蚀破坏。因此，研究混凝土排水管道腐蚀的影响参数尤为重要。

目前，模拟排水管道混凝土腐蚀的实验装置通常包括封闭的腐蚀反应仓，在腐蚀反应仓内加入一定量的污水，将混凝土试件放入腐蚀反应仓内，通过调节温度、相对湿度、H₂S和CO₂浓度等环境参数，探究其腐蚀破坏机理。在温度调节中，现有的实验装置都是在腐蚀反应仓内放入一个加热器，通过加热器升高污水或仓内的温度，但是，加热器在工作时，靠近加热器的地方温度高，远离加热器的地方温度低，温度分布不均匀，导致实验结果有偏差。而且加热器只能进行高温的实验，对于比实验室室温较低的温度无法进行研究。

中国发明专利申请CN107741395A(公开日为2018年02月27日)公开了一种模拟非满流污水管道混凝土腐蚀的实验装置及方法，包括实验箱、与实验箱相连通的硫化氢产生器以及污水储备箱，实验箱内设置有用于控制箱体内温度的加热器、用于控制箱体内湿度的喷淋器和用于监测箱体内温湿度的探头。该专利通过在实验箱内设置加热器进行温度变量的探究，但是使用加热器会使实验箱内的温度分布不均匀，容易导致实验结果偏差，并且不能探究比实验室室温低的温度影响。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种实验准确性高、探究范围广的排水管混凝土腐蚀模拟实验装置。