用于模拟干冷干热环境下硫酸盐腐蚀水泥基材料的装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于模拟干冷干热环境下硫酸盐腐蚀水泥基材料的装置，包括用于模拟干冷干热环境的环境装置以及用于进行硫酸盐溶液腐蚀水泥基材料试验的浸泡装置；浸泡装置包括放置有水泥基试块的试验箱以及盛放硫酸盐溶液的马氏瓶，马氏瓶与试验箱连通、基于气压作用向试验箱内自动补给硫酸盐溶液。本发明专利技术的装置采用马氏瓶对试验箱进行硫酸盐溶液补给，当试验箱内硫酸盐溶液的含量发生变化时，能够自动往试验箱内进行溶液补给，可避免因蒸发引起的浸泡液面下降问题，试验过程简单方便，且试验的准确性高；且本发明专利技术中温度湿度机制参考我国西部地区实际气候设定，满足西部地区气候特点的同时可以避免冻融破坏和温度应力对硫酸盐腐蚀产生影响。

【技术实现步骤摘要】
用于模拟干冷干热环境下硫酸盐腐蚀水泥基材料的装置
本专利技术涉及一种用于模拟干冷干热环境下硫酸盐腐蚀水泥基材料的装置，属于建筑材料性能测试领域。
技术介绍
混凝土作为主要的工程建筑材料，被广泛应用于房屋、桥梁、地下、大体积以及国防防护等工程中。我国西部地区大部分省市处于干旱半干旱地区，其气候特点可以概括为全年干旱少雨、冬冷夏热、昼夜温差大、气温年较差大。以我国甘肃省敦煌市为例，据相关数据统计1981年——2010年间，敦煌市7月份的月平均降水量仅10.7mm，而2月份的月平均降水量仅0.5mm，敦煌市日相对湿度在40％上下浮动。敦煌市日最高气温与日最低气温差均在15℃左右，最高可达18℃因此，西部地区的混凝土建筑工程服役于干冷、干热交替循环的严酷环境下，会因此引发一系列耐久性问题，如：因早晚温差过大引起的温度裂缝、温度过低引起的冻融破坏等。除此以外，西部多为盐湖及盐渍土地区，具有大量的酸、碱、盐等腐蚀性介质，其中硫酸盐对混凝土的化学腐蚀是近年来一大热门研究方向。据统计，青海盐湖平均硫酸根离子含量为22300mg/L、西藏盐湖地区平均硫酸根离子含量为26940mg/L、内蒙古盐湖地区平均硫酸根离子含量为36400mg/L、新疆的库尔勒地区平均硫酸根离子含量为21299mg/L。我国《JTG/T3310-2019公路工程混凝土结构耐久性设计性规范》中规定，硫酸盐对混凝土的破坏机理主要有化学破坏和物理破坏两种。化学破坏主要为硫酸盐进入混凝土中直接与混凝土水化产物发生化学反应，生成具有膨胀性的产物石膏和钙矾石，从而导致混凝土产生裂缝和表面剥落；物理破坏主要是混凝土建筑的蒸发部位在外界干燥时水分蒸发快，导致混凝土孔隙中的硫酸盐溶液浓度增加而达到过饱和结晶，对孔壁产生较大的结晶压，最终使混凝土被破坏。在干冷、干热及硫酸盐耦合的外界环境下，混凝土工程建筑的破坏速度大大提高，对建筑物的服役寿命产生了不利影响。因此，研究干冷、干热及硫酸盐环境下水泥基材料损伤劣化情况及机理，对于西部地区混凝土工程建筑的寿命预测、工程运用具有指导性的意义。目前研究西部干冷干热环境下硫酸盐腐蚀水泥基材料的装置多为普通塑料容器盒，在浸泡过程中该装置面临着因蒸发而引起的浸泡液面下降问题，对实验结果的准确性产生一定影响。另外，现有的温度湿度机制一般选取两个温、湿度节点，并在这两个温、湿度节点之间进行循环，这样的温度湿度机制会产生较大的温度应力，对硫酸盐腐蚀水泥基材料的结果产生干扰。因此需要对干冷干热环境下硫酸盐腐蚀水泥基材料试验的装置与温度湿度机制进行改良。
技术实现思路
专利技术目的：针对现有的硫酸盐腐蚀水泥基材料模拟装置存在的问题，本专利技术提出一种用于模拟干冷干热环境下硫酸盐腐蚀水泥基材料的装置，通过此装置，可以在实验室研究干冷干热环境下硫酸盐对水泥基材料的损伤劣化。技术方案：本专利技术所述的用于模拟干冷干热环境下硫酸盐腐蚀水泥基材料的装置，包括用于模拟干冷干热环境的环境装置以及用于进行硫酸盐溶液腐蚀水泥基材料试验的浸泡装置；所述浸泡装置包括放置有水泥基试块的试验箱以及盛放硫酸盐溶液的马氏瓶，所述马氏瓶与试验箱连通、基于气压作用向试验箱内自动补给硫酸盐溶液。其中，环境装置可为恒温恒湿环境培养箱。优选的，环境装置温度湿度机制以24h为一个周期，相对湿度恒定为40-45％，5℃下运行6h后以5℃/h的升温速率升温至40℃后运行6h，随后再以5℃/h的降温速率降温至5℃。依照此温度湿度机制进行干冷干热循环，可以有效降低温度应力和冻融破坏对硫酸盐腐蚀产生干扰。较优的，试验箱为由亚克力玻璃板粘接而成的长方体容器，该试验箱顶部开设有与水泥基试块的形状及尺寸适配的通孔。进一步的，试验箱侧面底部设有进液口，该进液口安装有调节硫酸盐液体进出的进液/出液阀。作为优选的，马氏瓶顶部设有用于添加硫酸盐溶液的注液口，该注液口通过橡胶塞密封；马氏瓶内部安装有一玻璃管，该玻璃管包含上、下两端管口，其中，上管口与空气连通，下管口伸入马氏瓶内部、与液面接触，通过调节玻璃管下管口与马氏瓶底之间的距离能够调整向试验箱内补给的硫酸盐溶液高度。进一步的，马氏瓶底部设有出液口，该出液口可安装有带开关的出液阀。上述试验箱与马氏瓶之间可通过塑料软管连通。有益效果：与现有技术相比，本专利技术的优点为：(1)本专利技术的装置采用马氏瓶对试验箱进行硫酸盐溶液补给，马氏瓶具有恒压作用，当试验箱内硫酸盐溶液的量发生变化时，能够自动往试验箱内进行溶液补给，从而可避免因蒸发引起的浸泡液面下降问题，试验过程简单方便，且试验的准确性高；(2)本专利技术中温度湿度机制参考我国西部地区实际气候设定，满足西部地区干冷干热气候特点，同时又可以避免冻融破坏和温度应力对硫酸盐腐蚀产生影响，进一步提高试验的准确性。附图说明图1为本专利技术的用于模拟干冷干热环境下硫酸盐腐蚀水泥基材料的装置中浸泡装置的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术的技术方案作进一步说明。本专利技术的用于模拟干冷干热环境下硫酸盐腐蚀水泥基材料的装置，包括环境装置，用于模拟干冷干热环境；以及浸泡装置，用于进行硫酸盐溶液腐蚀水泥基材料试验。环境装置可为实验室常用的恒温恒湿环境培养箱。恒温恒湿环境培养箱的控温范围一般为0～100℃，控湿范围为0～95％。试验时，参考我国西部地区实际气候设定温度湿度机制，以24h为一个周期，相对湿度恒定为40～45％；5℃下运行6h后以5℃/h的升温速率升温至40℃左右后运行6h，随后再以5℃/h的降温速率降温至5℃。依照此温度湿度机制进行干冷干热循环，满足西部地区干冷干热气候特点的同时可以避免冻融破坏并有效降低温度应力对硫酸盐腐蚀产生干扰。浸泡装置如图1，包括放置有水泥基试块的试验箱7以及盛放硫酸盐溶液的马氏瓶6，两者连通，马氏瓶6向试验箱7内自动补给硫酸盐溶液。其中，试验箱7为长方体容器，其可由亚克力玻璃板粘接而成；试验箱7顶部开设有通孔，通过的形状及尺寸与水泥基试块的形状尺寸适配，从而可通过该通孔放置水泥基试块。试验箱7侧面底部设有进液口，该进液口安装有进液/出液阀5，用于调节硫酸盐液体进出。马氏瓶6也可由亚克力玻璃板自制而成。马氏瓶6顶部设有注液口，用于加注硫酸盐溶液，该注液口通过橡胶塞2密封，以保证马氏瓶内气密性良好。马氏瓶6底部设有出液口，出液口安装有带开关的出液阀3。可通过塑料软管4将马氏瓶6的出液口与试验箱的进液口连通。马氏瓶6内部还安装有一玻璃管1，该玻璃管1包含上、下两端管口，其中，上管口与空气连通，下管口伸入马氏瓶6内部、与马氏瓶内部液面接触；马氏瓶6瓶顶形成真空状态，空气只能从玻璃管1的上管口进入瓶中，玻璃管1的下管口即为空气接触点，从而可维持马氏瓶6内恒压状态。马氏瓶6与试验箱7连通后，可通过调节玻璃管1的下管口与马氏瓶6瓶底之间的距离来调整向试验箱7内补给的硫酸盐溶液高度；而且，基于马氏瓶6的气压作用，试验过程中，当试验箱7内硫酸盐溶液减少时，马氏瓶6会自动往试验箱7内进行硫酸盐本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于模拟干冷干热环境下硫酸盐腐蚀水泥基材料的装置，其特征在于，包括用于模拟干冷干热环境的环境装置以及用于进行硫酸盐溶液腐蚀水泥基材料试验的浸泡装置；所述浸泡装置包括放置有水泥基试块的试验箱以及盛放硫酸盐溶液的马氏瓶，所述马氏瓶与试验箱连通、基于气压作用向试验箱内自动补给硫酸盐溶液。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于模拟干冷干热环境下硫酸盐腐蚀水泥基材料的装置，其特征在于，包括用于模拟干冷干热环境的环境装置以及用于进行硫酸盐溶液腐蚀水泥基材料试验的浸泡装置；所述浸泡装置包括放置有水泥基试块的试验箱以及盛放硫酸盐溶液的马氏瓶，所述马氏瓶与试验箱连通、基于气压作用向试验箱内自动补给硫酸盐溶液。


2.根据权利要求1所述的用于模拟干冷干热环境下硫酸盐腐蚀水泥基材料的装置，其特征在于，所述环境装置为恒温恒湿环境培养箱。


3.根据权利要求2所述的用于模拟干冷干热环境下硫酸盐腐蚀水泥基材料的装置，其特征在于，所述的环境装置温度湿度机制以24h为一个周期，相对湿度恒定为40～45％，5℃下运行6h后以5℃/h的升温速率升温至40℃后运行6h，随后再以5℃/h的降温速率降温至5℃。


4.根据权利要求1所述的用于模拟干冷干热环境下硫酸盐腐蚀水泥基材料的装置，其特征在于，所述试验箱为由亚克力玻璃板粘接而成的长方体容器，该试验箱顶部开设有与水泥基试块...

【专利技术属性】
技术研发人员：张云升，李之恒，刘志勇，王大富，陈逸东，赵鸣宇，毕金旭，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32