混凝土抗冰水冲蚀性能试验装置及试验方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种混凝土抗冰水冲蚀性能试验装置，包括底板，底板上设置有水泵和低温恒温水浴；底板上设置有保温槽体、外槽体、内槽体，保温、外、内槽体依次形成冷却液循环夹层和环形冲蚀水腔，内槽体上开设有过水缺口，过水缺口上覆有第一滤冰网，过水缺口两侧滑动连有水位调整板；环形冲蚀水腔内部设有进水口，内槽体底部设有出水口，出水口与水泵连接，水泵和进水口连接；试块固定支座固定于环形冲蚀水腔的底部；保温盖位于试验槽顶部；两个温度探头分别测量环形冲蚀水腔和水面以上的空气温度，温度显示器与第一温度探头和第二温度探头连接。该试验装置及试验方法，更加真实地模拟寒冷地区江河凌汛环境，准确测试混凝土抗冰水冲蚀性能。

【技术实现步骤摘要】
混凝土抗冰水冲蚀性能试验装置及试验方法
本专利技术涉及混凝土试验
，特别是涉及一种混凝土抗冰水冲蚀性能试验装置及试验方法。
技术介绍
流凌指的是在河流封冻前，冰块和河水一起流动的现象。我国内蒙古地区的黄河或其他地区的江河在冬季的封河期和春季的开河期都易发生凌汛黄河下游流凌期一般为10天，最短年份只有1天，最长的年份可达60天，河道会出现大量的冰块。冰块随着水流的运动会以一定的速度撞击到水工建筑物，这种动态荷载的不可预知性，势必会影响水工建筑物的安全性，降低水工建筑物的使用寿命。因此为了保证严寒区水利工程的服役性能和使用寿命，需要对混凝土抗冰水冲蚀性能进行测试和评估。现阶段针对混凝土抗冰水冲蚀试验装置，由于缺少统一的试验标准，许多研究学者采用自制的混凝土抗冰水冲蚀性能的试验机，对试样的形状、尺寸不统一，缺少可比性；第二，模拟了冰水与混凝土试块撞击的过程，但忽略了温度对试验过程的影响，难以保证冰水的可控性；第三，现阶段的试验装置只是模拟了河道的不同紊流流速的冰水冲蚀，忽略了副流流速，没有全面模拟河流的冰水速率；第四，试验操作复杂，试样体积要求过大，室内试验不易制作和安装，并且耗时长，成本高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种混凝土抗冰水冲蚀性能试验装置及试验方法，以解决上述现有技术存在的问题，更加真实地模拟寒冷地区江河凌汛环境，对混凝土进行高速流动冰水冲蚀试验，准确测试混凝土抗冰水冲蚀性能。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种混凝土抗冰水冲蚀性能试验装置，包括底板、试验槽、试块固定支座、保温盖和温度测量器，所述底板上设置有水泵和低温恒温水浴；所述试验槽包括保温槽体、外槽体和内槽体，所述保温槽体、所述外槽体和所述内槽体均固定设置于所述底板上，所述外槽体套设置于所述保温槽体内，所述内槽体套设于所述外槽体内，所诉保温槽体和所述外槽体之间形成冷却液循环夹层，所述外槽体和所述内槽体之间形成环形冲蚀水腔，所述内槽体侧壁上开设有过水缺口，所述过水缺口上覆有第一滤冰网，所述过水缺口两侧的所述内槽体侧壁上密封滑动连接有一水位调整板，调整所述水位调整板的高度能够调节所述环形冲蚀水腔内的水位高度；所述外槽体上设有进水口，所述内槽体底部设有出水口，所述出水口上覆有第二滤冰网，所述出水口通过第一管路与所述水泵连接，所述水泵和所述进水口通过第二管路连接，所述低温恒温水浴通过第三管路与所述冷却液循环夹层连接；所述试块固定支座固定设置于所述环形冲蚀水腔的底部并用于固定混凝土试块；所述保温盖设置于所述试验槽顶部并能够封闭所述试验槽；所述温度测量器包括第一温度探头、第二温度探头和温度显示器，所述第一温度探头用于测量所述环形冲蚀水腔内的水温，所述第二温度探头用于测量水面以上的空气温度，所述温度显示器与所述第一温度探头和所述第二温度探头连接并用于显示所述第一温度探头和所述第二温度探头所测量的温度。优选的，所述外槽体的侧壁上设置有一放水管，所述放水管与所述环形冲蚀水腔内部连通，所述放水管上设置有放水阀门。优选的，所述保温槽体、所述外槽体和所述内槽体均为腰型槽体，从而使所述环形冲蚀水腔包括依次首尾相接的第一矩形腔体、第一环形腔体、第二矩形腔体和第二环形腔体，所述过水缺口设置于所述第二环形腔体的所述内槽体侧壁上，所述试块固定支座包括紊流试块固定支座和副流试块固定支座，所述第一矩形腔体和所述第二矩形腔体的底部均设置有多个所述紊流试块固定支座，所述第一环形腔体的底部设置有一个所述副流试块固定支座，所述第一环形腔体和所述第二环形腔体的所述外槽体侧壁上均设置有一个所述进水口，各所述进水口均通过一个第二管路与一个所述水泵连接；所述第二环形腔体上的进水口与所述第一矩形腔体内的所述紊流试块固定支座共线设置，所述第一环形腔体上的进水口与所述第二矩形腔体内的所述紊流试块固定支座共线设置。优选的，所述底板上开设有多个吊装孔，所述底板上安装有多个滚轮，所述保温槽体为钢槽体，所述保温槽体外侧壁上覆有硅酸铝陶瓷纤维保温棉毡层。优选的，所述保温盖包括中轴、半长圆环外围盖和半长圆形保温透视窗，所述半长圆环外围盖和所述半长圆形保温透视窗均设置有两个，所述中轴的两端固定连接于所述保温槽体的侧壁上，两个所述半长圆环外围盖均通过合页连接于所述中轴上，每个所述半长圆环外围盖内均固定连接有一个所述半长圆形保温透视窗，且所述半长圆环外围盖能够带动所述半长圆形保温透视窗绕所述中轴转动。优选的，所述内槽体侧壁上在所述过水缺口的两侧各设置有一个滑动槽体，两所述滑动槽体之间设置有所述水位调整板，所述水位调整板通过所述滑动槽体密封滑动连接于所述过水缺口的两侧的所述内槽体侧壁上。优选的，所述滑动槽体竖直设置，所述滑动槽体包括第一竖板和第二竖板，所述第一竖板一侧与所述内槽体的内侧壁连接，所述第一竖板的另一侧与所述第二竖板连接，所述第二竖板与所述第一竖板呈锐角夹角，所述水位调整板被所述第二竖板压紧并紧密贴合于所述内槽体的内侧壁上。优选的，每个所述半长圆环外围盖上表面上均固定连接有一把手，所述第一温度探头设置于所述外槽体的内壁下端，所述第二温度探头设置于所述外槽体的内壁上端。优选的，各所述试块固定支座均包括固定底座和两个固定角钢支撑，各所述固定角钢支撑均固定连接于所述固定底座上，所述固定底座固定连接于所述环形冲蚀水腔的底部，一个所述固定角钢支撑上穿设有一螺母，所述螺母内螺纹连接有一顶压螺栓。本专利技术还提供一种应用如上所述的试验装置测试混凝土抗冰水冲蚀性能的试验方法，包括以下步骤：步骤一：对混凝土试块进行冻融试验：将养护后的混凝土试块放入水中浸泡4天并使水浸透混凝土试块，将混凝土试块取出后，进行外观观察，擦除混凝土试块表面水分称重记录混凝土试块质量M1，并测定混凝土试块动弹性模量f1，对混凝土试块进行超景深三维扫描得到图像T1，对混凝土试块进行冻融；步骤二：将混凝土试块固定于所述试块固定支座上，将所述水位调整挡板移动至需要的高度，向所述环形冲蚀水腔中注水，直至水位高过所述水位调整挡板，水经所述第一滤冰网过滤后流入所述内槽体内；步骤三，启动所述水泵和所述低温恒温水浴，向所述冷却液循环夹层内通入冷却液，使用所述低温恒温水浴对冷却液持续制冷以使所述环形冲蚀水腔中的水保持稳定的低温状态；所述内槽体内的水由所述第二滤冰网过滤后依次经所述出水口、所述第一管道、所述水泵、所述第二管道、所述进水口流入至所述环形冲蚀水腔内形成循环水流；步骤四：闭合所述保温盖，待水流匀速后，通过所述第一温度探头测量所述环形冲蚀水腔内的水温，通过所述第二温度探头测量水面上的空气温度，待所述环形冲蚀水腔内的水温以及水面上的空气温度达到试验要求的温度后，打开所述保温盖，向所述环形冲蚀水腔内加入预先制好的冰块后关闭所述保温盖，冰块随水流流动，冲蚀混凝土试块；步骤五：达到冲蚀时间后，关闭所述水泵和所述制冷机，结束试验，取出混凝土试块，擦除混凝土试块表面水分称重记录重量M2，并测定混凝土试块的动弹性模量f2，对混凝土试块再次进行超景深三维扫描得到图像T2；步骤六：试验数据处理：质量损失率△W＝(M1－M2)/M1×100％，相对动弹性模量P＝f22/f12×100％，根据相对动弹性模量P分析试块损伤情况，对比冲蚀试验前后的超景深图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混凝土抗冰水冲蚀性能试验装置，其特征在于：包括：底板，所述底板上设置有水泵和低温恒温水浴；试验槽，所述试验槽包括保温槽体、外槽体和内槽体，所述保温槽体、所述外槽体和所述内槽体均固定设置于所述底板上，所述外槽体套设置于所述保温槽体内，所述内槽体套设于所述外槽体内，所诉保温槽体和所述外槽体之间形成冷却液循环夹层，所述外槽体和所述内槽体之间形成环形冲蚀水腔，所述内槽体侧壁上开设有过水缺口，所述过水缺口上覆有第一滤冰网，所述过水缺口两侧的所述内槽体侧壁上密封滑动连接有一水位调整板，调整所述水位调整板的高度能够调节所述环形冲蚀水腔内的水位高度；所述外槽体上设有进水口，所述内槽体底部设有出水口，所述出水口上覆有第二滤冰网，所述出水口通过第一管路与所述水泵连接，所述水泵和所述进水口通过第二管路连接，所述低温恒温水浴通过第三管路与所述冷却液循环夹层连接；试块固定支座，所述试块固定支座固定设置于所述环形冲蚀水腔的底部并用于固定混凝土试块；保温盖，所述保温盖设置于所述试验槽顶部并能够封闭所述试验槽；以及温度测量器，所述温度测量器包括第一温度探头、第二温度探头和温度显示器，所述第一温度探头用于测量所述环形冲蚀水腔内的水温，所述第二温度探头用于测量水面以上的空气温度，所述温度显示器与所述第一温度探头和所述第二温度探头连接并用于显示所述第一温度探头和所述第二温度探头所测量的温度。...

【技术特征摘要】
1.一种混凝土抗冰水冲蚀性能试验装置，其特征在于：包括：底板，所述底板上设置有水泵和低温恒温水浴；试验槽，所述试验槽包括保温槽体、外槽体和内槽体，所述保温槽体、所述外槽体和所述内槽体均固定设置于所述底板上，所述外槽体套设置于所述保温槽体内，所述内槽体套设于所述外槽体内，所诉保温槽体和所述外槽体之间形成冷却液循环夹层，所述外槽体和所述内槽体之间形成环形冲蚀水腔，所述内槽体侧壁上开设有过水缺口，所述过水缺口上覆有第一滤冰网，所述过水缺口两侧的所述内槽体侧壁上密封滑动连接有一水位调整板，调整所述水位调整板的高度能够调节所述环形冲蚀水腔内的水位高度；所述外槽体上设有进水口，所述内槽体底部设有出水口，所述出水口上覆有第二滤冰网，所述出水口通过第一管路与所述水泵连接，所述水泵和所述进水口通过第二管路连接，所述低温恒温水浴通过第三管路与所述冷却液循环夹层连接；试块固定支座，所述试块固定支座固定设置于所述环形冲蚀水腔的底部并用于固定混凝土试块；保温盖，所述保温盖设置于所述试验槽顶部并能够封闭所述试验槽；以及温度测量器，所述温度测量器包括第一温度探头、第二温度探头和温度显示器，所述第一温度探头用于测量所述环形冲蚀水腔内的水温，所述第二温度探头用于测量水面以上的空气温度，所述温度显示器与所述第一温度探头和所述第二温度探头连接并用于显示所述第一温度探头和所述第二温度探头所测量的温度。2.根据权利要求1所述的混凝土抗冰水冲蚀性能试验装置，其特征在于：所述外槽体的侧壁上设置有一放水管，所述放水管与所述环形冲蚀水腔内部连通，所述放水管上设置有放水阀门。3.根据权利要求2所述的混凝土抗冰水冲蚀性能试验装置，其特征在于：所述保温槽体、所述外槽体和所述内槽体均为腰型槽体，从而使所述环形冲蚀水腔包括依次首尾相接的第一矩形腔体、第一环形腔体、第二矩形腔体和第二环形腔体，所述过水缺口设置于所述第二环形腔体的所述内槽体侧壁上，所述试块固定支座包括紊流试块固定支座和副流试块固定支座，所述第一矩形腔体和所述第二矩形腔体的底部均设置有多个所述紊流试块固定支座，所述第一环形腔体的底部设置有一个所述副流试块固定支座，所述第一环形腔体和所述第二环形腔体的所述外槽体侧壁上均设置有一个所述进水口，各所述进水口均通过一个第二管路与一个所述水泵连接；所述第二环形腔体上的进水口与所述第一矩形腔体内的所述紊流试块固定支座共线设置，所述第一环形腔体上的进水口与所述第二矩形腔体内的所述紊流试块固定支座共线设置。4.根据权利要求1所述的混凝土抗冰水冲蚀性能试验装置，其特征在于：所述底板上开设有多个吊装孔，所述底板上安装有多个滚轮，所述保温槽体为钢槽体，所述保温槽体外侧壁上覆有硅酸铝陶瓷纤维保温棉毡层。5.根据权利要求1所述的混凝土抗冰水冲蚀性能试验装置，其特征在于：所述保温盖包括中轴、半长圆环外围盖和半长圆形保温透视窗，所述半长圆环外围盖和所述半长圆形保温透视窗均设置有两个，所述中轴的两端固定连接于所述保温槽体的侧壁上，两个所述半长圆环外围盖均通过合页连接于所述中轴上，每个所述半长圆环外围盖内均固定连接有一个所述半长圆形保温透视窗，且所述半长圆环外围盖能够带动所述半长圆形保温透视窗绕所述中轴转动。6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：王萧萧，刘曙光，闫长旺，姜琳，
申请(专利权)人：内蒙古工业大学，
类型：发明
国别省市：内蒙古,15