一种模拟水下隧道混凝土水压力渗透试验的仪器和试验方法技术

本发明专利技术公开了一种模拟水下隧道混凝土水压力渗透试验的仪器，包括氮气瓶、不锈钢储水器、压力室、调压阀门和管路；氮气瓶提供压力，通过瓶口处的压力表及下部的调压阀门调节试验所需的压力；氮气通过管路进入不锈钢储水器，对其中的液体施加压力，液体流入压力室中的混凝土预制试块，对其侧壁施加相应压力；储水器上方的压力表显示储水器中的压力值；共有4个压力室，一次可对4个试块加压，每个压力室有独立的进水阀门；预制试块中间有贯通的预留圆柱进水孔洞，试验时将进水孔洞对准压力室底部的进水孔洞。本发明专利技术的有益效果是：更好地模拟了水下隧道混凝土所处的环境。整个渗透试验装置结构简单，操作简单，使用方便，适用于高性能混凝土。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种水压力渗透试验装置及试验方法，尤其是一种模拟水下隧道混凝土水压力渗透试验的仪器及其试验方法。
技术介绍
开展对水下隧道混凝土的渗透性的研宄，无疑是隧道耐久性研宄中不可缺少的组成部分，对隧道混凝土耐久性的评价与隧道高耐久性混凝土的设计亦具有重要的现实意义。混凝土渗透性与耐久性之间有着密切的关系。例如，化学侵蚀是由于水及侵蚀性离子渗入混凝土造成的；钢筋锈蚀是由于保护层、钝化膜被破坏所致；混凝土的冻融破坏是由于渗入混凝土的水在负温下结冰冻胀引起的。水下隧道混凝土处于水下环境中，其外侧受外界水压作用，内侧处于大气环境，内外侧存在水压差。水压力存在是水下隧道混凝土压力渗透的重要影响因素，现有的压力渗透设备主要是对试块施加外界水压力，不能满足模拟水下隧道混凝土内外侧存在水压差的情况。国内尚未有模拟水下隧道的混凝土环境，压力水头下高性能混凝土中水分渗透试验装置和试验方法的专利。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构合理，操作简单，使用方便，适用于高性能混凝土的模拟水下隧道混凝土水压力渗透试验的仪器及其试验方法。这种模拟水下隧道混凝土水压力渗透试验的仪器，包括氮气瓶、不锈钢储水器、压力室、调压阀门和管路；氮气瓶提供压力，通过瓶口处的压力表及下部的调压阀门调节试验所需的压力；氮气通过管路进入不锈钢储水器，对其中的液体施加压力，液体流入压力室中的混凝土预制试块，对其侧壁施加相应压力；储水器上方的压力表显示储水器中的压力值；共有4个压力室，一次可对4个试块加压，每个压力室有独立的进水阀门；预制试块中间有贯通的预留圆柱进水孔洞，试验时将进水孔洞对准压力室底部的进水孔洞。作为优选:所述压力室仅在底部中心位置设有进水孔洞。作为优选:所述压力室中预制试块上下分别有硅胶垫片且下垫片中心开孔。作为优选:所述压力室上盖有不锈钢钢板，用六根杠杆固定，为圆筒形螺旋紧固式压力室，其四周为透明塑料室壁。作为优选:所述压力渗透试验预制试块为圆台形。模拟水下隧道混凝土水压力渗透试验的仪器的试验方法，包括如下步骤:第一步:先将压力室底座擦干，放上硅胶垫，把事先表面擦拭干净的混凝土试块放在硅胶垫片上，试块上表面也放上尺寸大小一样的硅胶垫片，最后盖上不锈钢钢板，拧紧上部的固定螺丝。第二步:打开储水器下部的阀门，用水泵将水抽入储水器中。打开氮气瓶与储水器之间的两个阀门，并打开氮气瓶，调节到所需压力，确保储水器压力表和氮气瓶压力表的读数一致。第三步:压力稳定后打开压力室的进水阀门，开始试验。第四步:到预定时间完成试验后，关闭压力室进水阀门，取出试块，在压力试验机上沿中心孔道劈开。第五步:劈开后用游标卡尺量出渗透深度，取平均值即可。本专利技术的有益效果是:通过新的中间通水的加压模式，试块外面受大气压，更好地模拟了水下隧道混凝土所处的环境。可控压力装置能准确稳定地控制水压力，整个渗透试验装置结构简单，操作简单，使用方便，适用于高性能混凝土。该压力装置能够为试验提供高而稳定的压力，对每个试块进行单独的控制，方便了试验的设置。中间通水的加压模式避免了过去需要对试块其余表面密封的繁琐，混凝土中间孔道相当于水下隧道的外侧面，受到水压力的作用，混凝土试块外侧与外界相通承受大气压，相当于水下隧道内侧。孔道的预留使后续的取样步骤变得简单，只需用压力试验机剖开，即可直接测量出渗透深度。【附图说明】图1是本专利原理图；图2是本专利压力渗透仪构造图；图3是本专利压力渗透仪剖面图；附图标记说明:试块1、进水孔洞2、硅胶垫片3、压力室4、不锈钢钢板5、钢杆6、单个压力室进水管7、单个压力室排水管8、进水阀门9、总进水管10、储水器11、氮气瓶12、储水器压力表13、氮气瓶压力表14、进水管压力表15、仪器台16【具体实施方式】下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步描述。虽然本专利技术将结合较佳实施例进行描述，但应知道，并不表示本专利技术限制在所述实施例中。相反，本专利技术将涵盖可包含在有附后权利要求书限定的本专利技术的范围内的替换物、改进型和等同物。如图1至图3所示，本实施例的这种模拟水下隧道混凝土水压力渗透试验装置由氮气瓶12、不锈钢储水器11、压力室4、调压阀门9及管路10几部分组成。氮气瓶12提供压力，通过瓶口处的压力表14及下部的调压阀门调节试验所需的压力。氮气通过管路10进入不锈钢储水器11，对其中的液体施加压力，液体流入压力室4中的混凝土预制试块1，对其侧壁施加相应压力。储水器11上方的压力表13显示储水器11中的压力值，将该值与氮气瓶12出口处的压力值相比，能够验证系统是否漏气。该套设备共有4个压力室4，一次可对4个试块I加压，每个压力室有独立的进水阀门9，可单独控制。预制试块I中间有贯通的预留圆柱孔洞2，试验时将圆柱孔洞2对准压力室底部的进水孔洞，所述压力室中预制试块I上下分别有厚度为Icm的硅胶垫片3且下垫片中心开孔，起到较好的密封作用。所述压力室上盖有厚度为2cm的不锈钢钢板5，用六根杠杆6固定，为圆筒形螺旋紧固式压力室，其四周采用透明材料制作而成。所述压力渗透试验预制试块I为圆台形。尺寸为上底175mm，下底185mm，高150mm，试块中心处留有直径为6mm，上下贯通的圆柱孔洞2。可通过氮气瓶12瓶口处的压力表14及下部的调压阀门调节试验所需的压力。氮气通过管路进入不锈钢储水器11，对其中的液体施加压力，液体流入压力室4中的混凝土预制试块1，对其侧壁施加相应压力。将储水器11上方的压力表13显示储水器11中的压力值与氮气瓶12出口处的压力值相比，能够验证系统是否漏气。所以该压力装置能够为试验提供高而稳定的压力，对每个试块进行单独的控制，方便了试验的设置。具体模拟水下隧道环境的混凝土渗透试方法，操作步骤:第一步:先将压力室底座擦干，放上硅胶垫，把事先表面擦拭干净的混凝土试块I放在硅胶垫片上，试块I上表面也放上尺寸大小一样的硅胶垫片3，最后盖上不锈钢钢板5，拧紧上部的固定螺丝；第二步:打开储水器11下部的阀门，用水泵将水抽入储水器11中；打开氮气瓶12与储水器11之间的两个阀门，并打开氮气瓶12，调节到所需压力，确保储水器压力表13和氮气瓶压力表14的读数一致；第三步:压力稳定后打开压力室4的进水阀门9，开始试验；第四步:到预定时间完成试验后，关闭压力室4进水阀门9，取出试块1，在压力试验机上沿中心孔道劈开；第五步:劈开后用游标卡尺量出渗透深度，取平均值即可。根据设定的试验工况，最终得到水分渗透的试验结果，水分在混凝土中渗透相应时间后，将试块沿中心圆孔劈开，得到的水分渗透路径图，对每个试块隔一定距离用游标卡尺量测相应的渗透深度，进而取平均值，得到水分在这一工况下的渗透深度。【主权项】1.一种模拟水下隧道混凝土水压力渗透试验的仪器，其特征在于:包括氮气瓶(12)、不锈钢储水器(11)、压力室(4)、调压阀门(9)和管路(10);氮气瓶(12)提供压力，通过瓶口处的压力表(14)及下部的调压阀门调节试验所需的压力；氮气通过管路(10)进入不锈钢储水器(11)，对其中的液体施加压力，液体流入压力室(4)中的混凝土预制试块(1)，对其侧壁施加相应压力；储水器(11)上方的压力表(13)显示储水器(11)中的压力值；共有4个压力室(4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模拟水下隧道混凝土水压力渗透试验的仪器，其特征在于：包括氮气瓶(12)、不锈钢储水器(11)、压力室(4)、调压阀门(9)和管路(10)；氮气瓶(12)提供压力，通过瓶口处的压力表(14)及下部的调压阀门调节试验所需的压力；氮气通过管路(10)进入不锈钢储水器(11)，对其中的液体施加压力，液体流入压力室(4)中的混凝土预制试块(1)，对其侧壁施加相应压力；储水器(11)上方的压力表(13)显示储水器(11)中的压力值；共有4个压力室(4)，一次可对4个试块(1)加压，每个压力室(4)有独立的进水阀门(9)；预制试块(1)中间有贯通的预留圆柱进水孔洞(2)，试验时将圆柱孔洞(2)对准压力室(4)底部的进水孔洞(2)。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张苑竹，金立乔，徐哲远，李晓珍，
申请(专利权)人：浙江大学城市学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33