混凝土抗冲磨试验系统及其试验方法技术方案

本发明专利技术公开了一种混凝土抗冲磨试验系统，包括混凝土冲磨机构、机架和进水机构。机架包括外固定机架和内移动机架；混凝土冲磨机构包括搅拌用电机和筒体；筒体包括外筒体和内筒体；进水机构包括所述进水管、第一软管和第一阀门；内筒体顶部设有筒盖，筒盖包括两个呈半圆盘形半圆盖，两个半圆盖的中心对应设有半圆孔，两个半圆孔合成一个圆孔；外筒体的侧壁设有透明的观察窗；外固定机架的顶部的左右两侧分别向下连接有第一和第二电动推杆，外固定机架的后端下部固定连接有第三电动推杆。本发明专利技术还公开了使用上述混凝土抗冲磨试验系统的混凝土抗冲磨试验方法。本发明专利技术提高了试验效率、降低了劳动强度，能实现远程监控和控制，具有良好地推广应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种试验系统，尤其是用于测试混凝土抗冲耐磨性能的混凝土抗冲磨试验系统。
技术介绍
在水工混凝土工程领域，需要对混凝土耐磨性能进行测试，即需要对混凝土表面受高速流动介质磨损的相对抗力进行试验，用于评价混凝土表面的相对抗冲磨性能。我国是个多沙河流的国家，在众多河流中，年最大输沙量超过1000万吨的河流有60多条。含泥沙河流上水工建筑物多为混凝土结构，其主要失效形式之一是过流表面因高速含泥沙水流冲刷磨损而造成材料损坏。混凝土的磨蚀磨损速率是依赖于时间的状态变量，由于与环境发生相互作用，水流中泥沙含量、组成以及运动变化，挟沙水流与材料之间的作用方式等均在一种随机、多变状态下对材料产生磨蚀破坏，因此，抗冲耐磨混凝土的材料及配合比的选择问题就变得非常复杂，通常只有通过试验对比的方式来确定不同情况下混凝土材料抗冲耐磨的性能。混凝土材料是迄今为止用量最大、用途最广泛的建筑结构材料。水工建筑物中的溢流面、尾水管、泄洪洞、冲砂孔等结构部位的混凝土材料的抗冲耐磨性能是评价这些部位混凝土结构耐久性的重要技术指标。我国在1962年颁布了水工混凝土试验方法，其中推荐了混凝土抗含砂水流冲刷试验的圆环法;随后经过第一次修订于1982年颁布了《水工混凝土试验规程》SD105-82，经过1996年进行第二次修订后，于2006年颁布了新的《水工混凝土试验规程》S L 352 —2006，发展至目前，对混凝土抗冲耐磨性能的评价推广到两个方法，分别是混凝土抗含砂水流冲刷试验(圆环法)和混凝土抗冲磨试验(水下钢球法)，以适应抗冲耐磨混凝土在不同水流冲刷速度、不同破坏介质类型作用下的抗冲耐磨性能评价。目前，利用水下钢球法进行混凝土抗冲耐磨试验的混凝土冲磨机构(如南京水利科学研究院仪器工厂生产的H K S — Π型混凝土抗冲磨试验机)包括固定于地面的外固定机架和导轨;导轨一端伸入机架，另一端伸出机架。导轨上设有内移动机架，内移动机架的底端通过滚轮连接在导轨上。内移动机架顶部通过法兰连接有圆筒形的试验筒(钢筒)，试验筒底端连接有出水接头，出水接头向下伸入内移动机架且出水接头上设有出水阀；出水接头连接有排水管。试验筒顶部设有筒盖，筒盖中心设有用于穿过搅拌轴的中心轴孔。外固定机架顶部高于试验筒顶部；外固定机架上设有电机，电机轴向下垂直伸出并通过卡接连轴结构连接搅拌轴，搅拌轴向下通过中心轴孔伸入试验筒并连接有搅拌桨。试验时，将圆柱形的混凝土试件(直径300mm 土 2mm、高度I OOmm 土 1mm)放入试验筒内，并根据试验需要放入若干钢球，然后在筒内注水;先将搅拌轴自下而上穿过筒盖中心轴孔，再将内移动机架推入外固定机架，然后手动将搅拌轴与电机轴卡接在一起。启动电机，电机通过搅拌轴带动搅拌浆以1200r/min左右的速度旋转，使筒内形成高速水流，钢球也随水流高速旋转，从而模拟水流及水流携带物对混凝土试件进行冲刷，测试混凝土试件的抗冲耐磨性能。现有利用水下钢球法进行混凝土抗冲耐磨试验的混凝土冲磨装置的缺陷有: I.每次试验后，都要人工将试验筒拆卸下来，以便对筒内的水、钢球、混凝土试件上冲磨下来的泥浆等进行彻底清理，为下次试验提供条件。试验筒(直钢筒)与底座通过法兰结构相连接，法兰结构沿周向均匀布置有多达12个连接螺栓，拆、装一次大约需要2小时； 2.试件重达17kg，钢筒重26.6kg，试件光滑，搬运很不方便，并且搬运试件和钢筒需要耗费较大体力。3.在拆除钢筒移除试件时，磨损物浆体不易收集，流淌到实验室地面污染环境。4.按照试验规程要求，一组试验冲磨时间72小时，即需要连续3天3夜进行工作，至少需要I人对电压、机械故障及钢筒内的水位实时进行监控，非常耗费人力。5.钢筒与底座止水结构为橡皮垫圈，若连接不好或橡皮垫圈老化、破损将会出现渗漏。6.每次卸试件，只有卸掉搅拌桨、人工将试件容器筒移到机架外面才能完成，比较麻烦并且劳动强度较高。7.随着试验次数增加，钢筒内部出现不规则的磨损，且日趋严重，且难以更换新的钢筒。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种混凝土抗冲磨试验系统，降低试验人员的劳动强度、提高试验效率、便于搬运试件和在试验后收集磨损物浆体、防止试验筒与底座之间漏水并且便于观察试验过程。为实现上述目的，本专利技术的混凝土抗冲磨试验系统包括混凝土冲磨机构、机架和进水机构，其特征在于: 机架包括外固定机架和内移动机架； 混凝土冲磨机构包括设置在外固定机架上的搅拌用电机和设置在内移动机架上的筒体，搅拌用电机的轴向下连接有搅拌桨； 筒体包括外筒体和放置在外筒体内的内筒体，外筒体和内筒体之间具有截面呈环形的间隙;外筒体具有底板，内筒体上下均敞口设置； 外筒体的底板固定连接在内移动机架顶部;搅拌用电机的轴和搅拌桨向下伸入内筒体;外筒体的底板中心处竖向设有出水管，出水管的底端向下连接有第二软管;外筒体的侧壁连通有进水管，进水管连接有用于连接水源管的第一软管，进水管上设有第一阀门，出水管上设有第二阀门； 所述进水机构包括所述进水管、第一软管和第一阀门；内筒体顶部处的内壁径向凹陷形成环形的支撑槽，支撑槽支撑筒盖，筒盖包括两个呈半圆盘形半圆盖，两个半圆盖的中心对应设有半圆孔，两个半圆孔合成一个圆孔，搅拌用电机的轴穿过该圆孔向下伸入内筒体；内筒体对应的外筒体的底板上放置有用于支撑混凝土试件的三角形支撑筋； 内筒体侧壁中部沿周向设有若干连通孔，外筒体的侧壁设有透明的观察窗； 外固定机架顶部的左右两侧分别向下连接有第一电动推杆和第二电动推杆，第一电动推杆的伸出端和第二电动推杆的伸出端均与一滑动支撑板固定连接;外筒体上方的外固定机架固定连接有固定支撑板，滑动支撑板和固定支撑板均具有用于穿过搅拌用电机的轴的中心孔； 固定支撑板与外固定机架顶部之间固定连接有四根竖向设置的滑杆，滑杆滑动穿过所述滑动支撑板;搅拌用电机支撑在滑动支撑板上； 滑动支撑板向下运动至极限位置时支撑在固定支撑板上;滑动支撑板向上运动至极限位置时带动搅拌桨位于外筒体和内筒体的上方； 外固定机架的后端下部固定连接有第三电动推杆，第三电动推杆的伸出端与内移动机架固定连接;外固定机架下方的地面上设置有导轨，内移动机架底端四角处设有滚轮，滚轮滚动连接在导轨上。所述筒盖的两个半圆盖上分别连接有一把手;所述外固定机架的底端连接有水平设置的定位板，定位板通过地脚螺栓固定在地面。所述内筒体由透明耐磨塑料制成。所述滚轮的外缘沿周向设有限位槽，限位槽与导轨顶部相适配。所述外筒体和内筒体的顶部对应设有锚固孔，锚固孔沿周向均匀设有4组，锚固孔处穿设有锚固螺栓。所述外筒体的内径为340毫米，所述锚固孔位于外筒体顶端和内筒体顶端以下30毫米处；内筒体的内径为302毫米;混凝土试件直径的范围为300±2毫米，混凝土试件的高度范围为100±1毫米。所述第一电动推杆、第二电动推杆和第三电动推杆均与一电控装置相连接;所述外筒体的内壁设有水位传感器，第一阀门、第二阀门和第三阀门均为电磁阀，水位传感器、第一阀门、第二阀门和第三阀门均与所述电控装置相连接。还包括有用于监控试验现场的摄像头;摄像头连接所述电控装置；电控装置内设有G S M模块。本专利技术还公开当前第1页1 2 3 4&n本文档来自技高网...

【技术保护点】
混凝土抗冲磨试验系统，包括混凝土冲磨机构、机架和进水机构，其特征在于：机架包括外固定机架和内移动机架；混凝土冲磨机构包括设置在外固定机架上的搅拌用电机和设置在内移动机架上的筒体，搅拌用电机的轴向下连接有搅拌桨；筒体包括外筒体和放置在外筒体内的内筒体，外筒体和内筒体之间具有截面呈环形的间隙；外筒体具有底板，内筒体上下均敞口设置；外筒体的底板固定连接在内移动机架顶部；搅拌用电机的轴和搅拌桨向下伸入内筒体；外筒体的底板中心处竖向设有出水管，出水管的底端向下连接有第二软管；外筒体的侧壁连通有进水管，进水管连接有用于连接水源管的第一软管，进水管上设有第一阀门，出水管上设有第二阀门；所述进水机构包括所述进水管、第一软管和第一阀门；内筒体顶部处的内壁径向凹陷形成环形的支撑槽，支撑槽支撑筒盖，筒盖包括两个呈半圆盘形半圆盖，两个半圆盖的中心对应设有半圆孔，两个半圆孔合成一个圆孔，搅拌用电机的轴穿过该圆孔向下伸入内筒体；内筒体对应的外筒体的底板上放置有用于支撑混凝土试件的三角形支撑筋；内筒体侧壁中部沿周向设有若干连通孔，外筒体的侧壁设有透明的观察窗；外固定机架顶部的左右两侧分别向下连接有第一电动推杆和第二电动推杆，第一电动推杆的伸出端和第二电动推杆的伸出端均与一滑动支撑板固定连接；外筒体上方的外固定机架固定连接有固定支撑板，滑动支撑板和固定支撑板均具有用于穿过搅拌用电机的轴的中心孔；固定支撑板与外固定机架顶部之间固定连接有四根竖向设置的滑杆，滑杆滑动穿过所述滑动支撑板；搅拌用电机支撑在滑动支撑板上；滑动支撑板向下运动至极限位置时支撑在固定支撑板上；滑动支撑板向上运动至极限位置时带动搅拌桨位于外筒体和内筒体的上方；外固定机架的后端下部固定连接有第三电动推杆，第三电动推杆的伸出端与内移动机架固定连接；外固定机架下方的地面上设置有导轨，内移动机架底端四角处设有滚轮，滚轮滚动连接在导轨上。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄功学，范伟丽，高琴月，黄振离，陶新红，齐继贺，魏恒志，姚广华，罗涛，张玉山，冯逸君，孙浩瑜，陈顺胜，梁振华，汤照云，宋占立，
申请(专利权)人：河南省郑州水利学校，
类型：发明
国别省市：河南;41