[实用新型]一种模拟混凝土冻融与冲蚀耦合作用的试验装置

说明书

本实用新型公开一种模拟混凝土冻融与冲蚀耦合作用的试验装置，包括试验箱、试件位置调节系统、环境控制系统、液位控制系统、磨蚀冲蚀系统及液氮循环系统，环境控制系统包括温度传感器、温度控制调节装置、液位传感器及液位控制调节装置，液位控制系统包括液位控制水箱、注水管阀门、注水管流量计和注水管，磨蚀冲蚀系统包括旋转喷头、压力水管、压力水箱和压力调节阀，液氮循环系统包括液氮容器、循环管路和阀门。水箱和液氮循环系统可用来实现冻融环境，旋转喷头能准确地模拟不同流速下水流对混凝土的磨蚀冲蚀作用。本实用新型可以准确地模拟冻融环境下高速水流对混凝土磨蚀冲蚀的损伤破坏，为正确设计抗冲耐磨材料提供了有力的试验支持。

技术领域

本实用新型涉及水利水电工程专业的混凝土抵抗磨蚀冲蚀能力技术领域，特别是涉及一种模拟混凝土冻融与冲蚀耦合作用的试验装置。

背景技术

关于混凝土抵抗磨蚀冲蚀的能力，很多情况下人们还秉持着混凝土抗压强度达到50MPa以上无需考虑磨蚀冲蚀的旧观念。然而，日趋严酷的服役环境，使得机械力与物理化学效应更多地以耦合的方式作用于混凝土结构，从而导致混凝土结构严重损坏的案例不断出现，而且世界范围内越来越严酷的服役环境使得从单一因素考虑混凝土磨损磨蚀已不现实，在我国北方地区，水工混凝土在使用过程中会长期受到潮湿等环境因素的影响，会很大程度上减少结构的使用寿命。在这些环境因素中，冻融侵蚀与水沙的冲磨作用是对水工混凝土耐久性影响比较重要的因素。尤其对北方水域中的混凝土结构，两者之间还存在着耦合作用，加速了结构耐久性的退化。

目前已有的标准养护箱，环境试验箱等设备，均只能控制单一因素下的环境因素，且不能有效地模拟高速水流磨蚀冲蚀及冻融对混凝土耐久性的影响，因此无法准确模拟混凝土在冻融与冲蚀耦合作用下的实际的耐久性。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种模拟混凝土冻融与冲蚀耦合作用的试验装置，以解决上述现有技术存在的问题，可以准确地模拟冻融环境下高速水流对混凝土磨蚀冲蚀的损伤破坏，为正确设计抗冲耐磨材料提供了有力的试验支持。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供一种模拟混凝土冻融与冲蚀耦合作用的试验装置，包括试验箱、环境控制系统、液位控制系统、磨蚀冲蚀系统及液氮循环系统；

所述试验箱包括箱体、称重试验台和箱盖，所述称重试验台位于所述箱体内，所述试验箱的底部设置有出水口和出水阀门；

所述环境控制系统包括温度传感器、温度控制调节装置、液位传感器及液位控制调节装置，所述温度传感器和液位传感器安装在所述试验箱内，所述温度控制调节装置和液位控制调节装置均与电脑控制系统电联接；

所述液位控制系统包括液位控制水箱和注水管，所述注水管的一端与液位控制水箱连通，另一端伸入所述试验箱内；所述磨蚀冲蚀系统包括旋转喷头、压力水箱和压力水管，所述压力水管的一端与压力水箱连通，另一端伸入所述试验箱内并安装有所述旋转喷头，所述旋转喷头用于磨蚀冲蚀混凝土试件；

所述液氮循环系统包括液氮容器、循环管路和液氮调节阀门，所述循环管路的一端与液氮容器中的液氮源连接，另一端从试验箱盖的右端穿入试验箱后再从试验箱盖的左端穿出并与液氮源和液氮调节阀门连通。

优选地，所述注水管上设置有注水管阀门和注水管水流流量计。

优选地，所述压力水管上设置有压力水管阀门和压力调节阀。

优选地，所述试验箱由耐低温钢制材料制成。

优选地，设定试验箱内的温度为-10-0℃。

优选地，所述旋转喷头的数量为多个，多个旋转喷头在同一个平面内呈圆形分布，多个旋转喷头组合的圆形尺寸小于混凝土试件尺寸。

优选地，所述温度传感器安装高度低于混凝土试件的上表面，所述液位传感器安装高度与混凝土试件的上表面齐平。