基于电泳分离CaCl2的温度可控的胶结试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于电泳分离CaCl2的温度可控的胶结试验装置，包括溶液电泳池、微生物菌液桶、胶结试验管和集液桶；在溶液电泳池靠近阴极板的一侧设有出口；在胶结试验管的顶部中央设有进口，在胶结试验管的底部中央设有出口；在胶结试验管的底部出口上连接有排液管，排液管的出口位于集液桶内；溶液电泳池的出口和微生物菌液桶与蠕动泵的进口连接，蠕动泵的出口与胶结试验管的顶部进口连接；在胶结试验管内装有试样土体；胶结试验管设有加热体，加热体包裹在胶结试验管的外面，加热体设有供电电源，供电电源通过温控器与加热体连接。本实用新型专利技术可以消除Cl‑离子，并且可以在不同温度下进行胶结试验。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种胶结试验装置，特别是涉及一种基于电泳分离CaCl2的温度可控的胶结试验装置。
技术介绍
近年来，随着生物学、化学、力学以及材料学多学科的交叉研究，一种新技术即微生物诱导碳酸钙沉积技术(MICP)被展开研究，这项技术可以用来修补裂缝、恢复古建筑物和防渗堵漏，而CaCl2溶液通常被用来作为微生物诱导碳酸钙沉积钙源的溶液，目前，基于CaCl2的微生物诱导碳酸钙沉积室内试验装置仍存在一些不足，例如：CaCl2溶液是现有进行MICP试验中常用的钙盐溶液，而在进行MICP胶结试验中Ca2+离子是微生物诱导碳酸钙沉积的主要成分，Cl-离子并非胶结所需要的物质，且其表现出一定的强酸性，如胶结试验设备中含有金属材料，Cl-离子会对其造成腐蚀；同时在生成的砂柱胶结物质中通常含有Cl-，若实验成果应用于实际工程实践中，对于含有对酸性较为敏感材料的结构体，势必会造成一定的强度衰减，应用结果就会与实验所得的结果相差较大。此外，微生物对环境具有较强的敏感性，不同温度梯度下其胶结性能、修复效果各不相同，MICP试验研究的目的是为了更好地把成果应用到实际工程应用中，以节省成本、优化资源配置，而在实际工程中，环境因素各异且较为复杂，例如：在我国西部地区地热资源较为丰富，随着隧洞的埋深不断增大，高地温热害问题日趋严重，高地温隧洞高温会引发围压-支护结构出现不同程度的裂缝。新疆布仑口-公格尔水电站引水隧洞3#施工支洞下游开挖面隧洞中空气温度和水温达72℃，对于高地温隧洞支护结构裂缝的修复其温度对微生物的活性和修复功能提出了较大的挑战。但是，目前的MICP胶结试验装置通常仅具备进行常温胶结试验的功能。
技术实现思路
本技术为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种基于电泳分离CaCl2的温度可控的胶结试验装置，该装置可以消除Cl-离子，并且可以在不同温度下进行胶结试验。本技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种基于电泳分离CaCl2的温度可控的胶结试验装置，包括溶液电泳池、微生物菌液桶、胶结试验管和集液桶；在所述溶液电泳池内设有阳极板和阴极板，在所述溶液电泳池靠近所述阴极板的一侧设有出口；在所述胶结试验管的顶部中央设有进口，在所述胶结试验管的底部中央设有出口；在所述胶结试验管的底部出口上连接有排液管，所述排液管的出口位于所述集液桶内；所述溶液电泳池的出口和所述微生物菌液桶与蠕动泵的进口连接，所述蠕动泵的出口与所述胶结试验管的顶部进口连接；在所述胶结试验管内装有试样土体；所述胶结试验管设有加热体，所述加热体包裹在所述胶结试验管的外面，所述加热体设有供电电源，所述供电电源通过温控器与所述加热体连接。在所述试样土体的下方设有土工布Ⅱ，所述土工布Ⅱ铺设在所述胶结试验管内的底部。在所述试样土体的上表面上覆盖有土工布Ⅰ，在所述土工布Ⅰ上设置有砂砾石层。在所述加热体的外面设有绝热体，所述绝热体包裹在所述加热体的外面。本技术具有的优点和积极效果是：采用溶液电泳池消除CaCl2溶液中的Cl-离子，采用加热体升高胶结试验管内部的温度，采用温控器控制试验管内部的温度，采用电泳池并结合加热体和温控器可以较好地研究不同温度下微生物菌液在结核位点处的胶结效果，有效解决试验温度单一且不可控、钙源溶液分离等问题，所得数据精确可靠，试样土体便于拆卸，试验装置构造简单，试验方法简便，易于操作。本技术可扩展适用于不同钙源溶液Ca2+获取、不同温度下的胶结试验。附图说明图1为本技术的结构示意图。图中：1、直流电源，2、阳极板，3、溶液电泳池，4、阴极板，5、阀门Ⅰ，6、微生物菌液桶，7、阀门Ⅱ，8、蠕动泵，9、胶结试验管，10、砂砾石层，11、土工布Ⅰ，12、温控器，13、供电电源，14、加热体，15、土工布Ⅱ，16、排液管，17、试样土体，18、绝热体，19、集液桶。具体实施方式为能进一步了解本技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：请参阅图1，一种基于电泳分离CaCl2的温度可控的胶结试验装置，包括溶液电泳池3、微生物菌液桶6、胶结试验管9和集液桶19。在所述溶液电泳池3内设有阳极板2和阴极板4，直流电源1的正极与阳极板2连接，直流电源1的负极与阴极板4连接；在所述溶液电泳池3靠近所述阴极板4的一侧设有出口。在所述胶结试验管9的顶部中央设有进口，在所述胶结试验管9的底部中央设有出口；在所述胶结试验管9的底部出口上连接有排液管16，所述排液管16的出口位于所述集液桶19内。所述溶液电泳池3的出口和所述微生物菌液桶6与蠕动泵8的进口连接，在连接所述溶液电泳池3的出口与蠕动泵8的进口的软管上设有阀门Ⅰ5，在连接所述微生物菌液桶6与蠕动泵8的进口的软管上设有阀门Ⅱ7。所述蠕动泵8的出口与所述胶结试验管9的顶部进口连接。在所述胶结试验管9内装有试样土体17，为了防止所述排液管16被砂土堵塞，在所述试样土体17的下方设有土工布Ⅱ15，所述土工布Ⅱ15铺设在所述胶结试验管9内的底部。为了使溶液均匀进入试样土体17，在所述试样土体17的上表面上覆盖有土工布Ⅰ11，在所述土工布Ⅰ11设置有砂砾石层10。所述胶结试验管9设有加热体14，所述加热体14包裹在所述胶结试验管9的外面，所述加热体14设有供电电源13，所述供电电源13通过温控器12与所述加热体14连接，采用温控器12控制加热体14的加热温度。为了保温，节约能源，在所述加热体14的外面设有绝热体18，所述绝热体18包裹在所述加热体14的外面。本技术的工作原理：阳极板2和阴极板4连接电源以后，将会产生电场极性，进而使溶液电泳池3内的CaCl2溶液Ca2+带正电荷，Cl-带负电荷，在电场的作用下，Ca 2+和Cl-做定向移动，Cl-向阳极板2逐渐靠近，Ca 2+向阴极板4靠近，也就是向溶液电泳池3的出口靠近。开启阀门Ⅰ5关闭阀门Ⅱ7，启动蠕动泵8将带有Ca2+的溶液泵入胶结试验管9，关闭阀门Ⅰ5开启阀门Ⅱ7，启动蠕动泵8将微生物菌液泵入胶结试验管9。试验所需的温度通过温控器12控制加热体14的温度来保证。胶结试验管9是由耐高温材料制成的，其高度根据试验需要选取。尽管上面结合附图对本技术的优选实施例进行了描述，但是本技术并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本技术的启示下，在不脱离本技术宗旨和权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于电泳分离CaCl2的温度可控的胶结试验装置，其特征在于，包括溶液电泳池、微生物菌液桶、胶结试验管和集液桶；在所述溶液电泳池内设有阳极板和阴极板，在所述溶液电泳池靠近所述阴极板的一侧设有出口；在所述胶结试验管的顶部中央设有进口，在所述胶结试验管的底部中央设有出口；在所述胶结试验管的底部出口上连接有排液管，所述排液管的出口位于所述集液桶内；所述溶液电泳池的出口和所述微生物菌液桶与蠕动泵的进口连接，所述蠕动泵的出口与所述胶结试验管的顶部进口连接；在所述胶结试验管内装有试样土体；所述胶结试验管设有加热体，所述加热体包裹在所述胶结试验管的外面，所述加热体设有供电电源，所述供电电源通过温控器与所述加热体连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于电泳分离CaCl2的温度可控的胶结试验装置，其特征在于，包括溶液电泳池、微生物菌液桶、胶结试验管和集液桶；在所述溶液电泳池内设有阳极板和阴极板，在所述溶液电泳池靠近所述阴极板的一侧设有出口；在所述胶结试验管的顶部中央设有进口，在所述胶结试验管的底部中央设有出口；在所述胶结试验管的底部出口上连接有排液管，所述排液管的出口位于所述集液桶内；所述溶液电泳池的出口和所述微生物菌液桶与蠕动泵的进口连接，所述蠕动泵的出口与所述胶结试验管的顶部进口连接；在所述胶结试验管内装有试样土体；所述胶结试验管设有加热体，所述加热体包裹在所述胶结试...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐阳，闫玥，练继建，徐宏殷，王昶力，贺小青，吴昊潼，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：新型
国别省市：天津;12