本实用新型专利技术公开了一种适用于室内的混凝土冰磨蚀测试装置，包括保温箱体和与冰柱连接的支架，在保温箱体内通过轴承安装有试件固定装置，混凝土试件位于试件固定装置上，试件固定装置与垂直电机连接，通过垂直电机带动试件固定装置旋转；所述保温箱体内设有了冷却装置，在保温箱体内设有三维激光扫描装置。本实用新型专利技术的一种适用于室内的混凝土冰磨蚀测试装置，利用三维扫描仪对试验过程中的混凝土表面进行扫面拍摄获取表面损耗的实时状况，并利用试验中所得的数据对每一时刻的混凝土表面进行三维构建，从而计算出此时刻混凝土表面的粗糙度系数以表征混凝土遭受冰柱磨损的程度大小，操作简便，模拟精确度高。模拟精确度高。模拟精确度高。
【技术实现步骤摘要】
适用于室内的混凝土冰磨蚀测试装置
[0001]本技术涉及适用于室内的混凝土冰磨蚀测试装置，属于混凝土领域。
技术介绍
[0002]混凝土是大型水工构筑物的主要建筑材料，其耐磨性需要达到规定标准。而在实际应用情况下水工混凝土除了会受到河川流水的冲刷作用外，在一定时期还会遭受冰块的摩擦损耗，尤其是在北方等寒冷地区。混凝土与冰长时间的接触摩擦作用会使得混凝土表面出现磨损、麻面露石等病害问题，严重危害到水工建筑的安全性及耐久性。然而，由于混凝土表面的不均匀性，冰
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混凝土的相互作用比许多其他常用的研究材料更具挑战性。目前，很少有仪器能测量混凝土因长期冰接触而产生的磨损。因此，有必要发展标准化的实验室测试环境和仪器，以精确模拟、监测和测量长时间真实的冰
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混凝土摩擦相互作用，以此更好地理解冰对水工混凝土持续磨损作用。
技术实现思路
[0003]技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本技术提供一种适用于室内的混凝土冰磨蚀测试装置，利用三维扫描仪对试验过程中的混凝土表面进行扫面拍摄获取表面损耗的实时状况，并利用试验中所得的数据对每一时刻的混凝土表面进行三维构建，从而计算出此时刻混凝土表面的粗糙度系数以表征混凝土遭受冰柱磨损的程度大小，操作简便，模拟精确度高。
[0004]技术方案：为解决上述技术问题，本技术的一种适用于室内的混凝土冰磨蚀测试装置，包括保温箱体和与冰柱连接的支架，在保温箱体内通过轴承安装有试件固定装置，混凝土试件位于试件固定装置上，试件固定装置与垂直电机连接，通过垂直电机带动试件固定装置旋转；所述保温箱体内设有了冷却装置，在保温箱体内设有三维激光扫描装置。
[0005]作为优选，所述垂直电机通过垂直传动轴与试件固定装置连接，所述试件固定装置包含旋转台和试件固定板，试件固定板安装在旋转台上，混凝土试件的底部与试件固定板连接，旋转台通过轴承安装在保温箱体的底部，混凝土试件的顶部设有顶压支撑架，顶压支撑架固定在保温箱体上。
[0006]作为优选，垂直电机的输出轴上套有第一锥齿轮，第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合，第二锥齿轮通过轴承座安装在保温箱体下方的隔板上，在隔板上安装有传动轴支撑架，传动轴支撑架上安装有水平传动轴，第二锥齿轮套在水平传动轴的一端上，水平传动轴的另一端安装有偏心轮，偏心轮上铰接有连杆，在保温箱体上安装有垂直运动槽，垂直运动槽上安装有活塞传动块，活塞传动块与连杆铰接，活塞传动块上安装有双向液压活塞，双向液压活塞与支架连接。
[0007]作为优选，双向液压活塞与冰柱之间安装有压力传感器。
[0008]作为优选，冷却装置包含压缩电机和冷凝管，所述压缩电机与冷凝管连接，通过冷凝管降低保温箱体内的温度。
[0009]作为优选，试件固定板的侧面设有螺纹孔，螺纹孔内安装有锁紧螺栓，锁紧螺栓的头部顶住混凝土试件。
[0010]作为优选，保温箱体的底部开设有排水的孔洞，在孔洞上安装有排水阀。
[0011]一种上述的适用于室内的混凝土冰磨蚀测试装置的测试方法，包括以下步骤：
[0012]步骤1：试件准备，本试验的混凝土试件为圆柱状，两端面需打磨平整，并在混凝土试件的底部端面均匀涂抹结构胶与试件固定板粘结，胶体固化后在干燥情况下测得试件干重；
[0013]步骤2：试验环境温度调整，开启冷却装置，使装置保温箱体内部环境处于目标设定0~5℃的温度范围内；
[0014]步骤3：安装试件，将粘结于试件底部的试件固定板通过螺栓与旋转台连接，检查混凝土试件的轴线与旋转台轴线重合，并拧紧试件顶压支撑架使得试件完全固定在旋转台上绕轴线旋转；
[0015]步骤4：安装冰柱，将一定长度的圆柱形冰柱放置于冰柱支撑架的套筒中，并使得圆柱形冰柱靠近混凝土试件的一端与混凝土表面完全贴合，随后将冰柱支撑架两侧通过四个螺栓连接使得冰柱固定在冰柱支撑架的套筒内，然后控制双向液压活塞的压力装置使得压杆端面向冰柱端面靠近，直至压力传感器的示数不为零；
[0016]步骤5：检查整个装置的接触是否良好及装置安装是否正确，关闭保温箱体的舱门，打开排水阀，控制双向液压活塞装置使得冰柱施加到混凝土试件表面的压力达到预设值，并打开三维激光扫描仪，调整摄影角度及光圈使试件表面成像清晰；
[0017]步骤6：打开电机电源，调节电动机的转速为设定值大小，使得混凝土试件保持一定的角速度转动，冰柱也跟随活塞传动块在垂直运动槽中一定频率的上下往复运动，冰柱与混凝土侧面产生相对运动，此时随着冰柱的摩擦损耗通过双向液压活塞能够保证在试验过程中冰柱与混凝土试件间的压力保持不变；
[0018]步骤7：在试验过程中，可以通过透明有机玻璃构成的观察窗观察冰样的消耗情况，当冰样快消耗完全时可关闭电机停止试验，并且重复4~6步骤更换冰样进行试验；
[0019]步骤8：试验结束后，关闭电机及制冷系统，控制双向液压活塞使得冰柱脱离混凝土试块表面，拧松试件顶压支撑架取出混凝土试件；
[0020]步骤9：将取出的试件进行干燥处理，称得磨损后混凝土的质量，并利用初始混凝土质量与磨损后混凝土质量的差值与初始质量的比值定义为混凝土磨损率，由此判断混凝土试件与冰柱摩擦耦合作用下的磨损情况；
[0021]步骤10：导出三维激光扫描数据，建立混凝土表面的三维模型，通过计算每时刻所对应混凝土试件表面的粗糙度系数，将其与时间建立函数关系，由此研究混凝土磨损程度与时间的关系。
[0022]在本技术中，仪器支撑框架的形式为上下两层结构，下部四个角部安装有万向轮以方面装置的移动。第一层主要安装有动力装置及压缩机，动力装置包括变频调速电动机、水平传动轴、垂直传动轴及传动轴支撑架，水平传动轴的右端装有偏心轮以带动活塞传动块在垂直运动槽中做垂直方向的往复运动，从而在整体效果上实现混凝土试件与冰柱能够产生垂直和水平两个方向上的相对摩擦运动。压缩机是装置制冷系统的主要结构部件，实现试验过程中的环境温度控制。
[0023]第二层为试验操作区域，包括各测量观测仪器及试件试验器材，区域主要安装有三维激光扫描仪、旋转台、双向液压活塞、冰柱支撑架、垂直运动槽等。所用的混凝土试件通过试件固定板被夹持固定在旋转台与试件顶压支撑架之间，并且同步电机通过垂直传动轴带动旋转台绕轴线做圆周转动，由此固定在旋转台上的混凝土试件表面能够与冰柱产生相对摩擦运动。
[0024]试验所用的冰柱通过冰柱支撑架固定在双向液压活塞的端部，冰柱的直径与活塞压杆相吻合，在活塞压杆与冰柱端部间安装有压力传感器以监测冰柱与混凝土试件表面间的压力大小。并且通过压力传感器能够控制双向液压活塞液体压力大小，从而实现冰柱与混凝土试件间的压力大小在试验过程中能够稳定控制。
[0025]为了实现试验中环境温度的控制，同时保证冰柱的完整性，装置安装了一整套制冷系统。制冷系统由压缩机和冷凝管组成，冷凝管均匀分布于第二层箱体的背部侧面箱壁上，使得整个箱体空间的温度稳定在适宜的范围内。于此同时，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种适用于室内的混凝土冰磨蚀测试装置，其特征在于：包括保温箱体和与冰柱连接的支架，在保温箱体内通过轴承安装有试件固定装置，混凝土试件位于试件固定装置上，试件固定装置与垂直电机连接，通过垂直电机带动试件固定装置旋转；所述保温箱体内设有了冷却装置，在保温箱体内设有三维激光扫描装置；所述垂直电机通过垂直传动轴与试件固定装置连接，所述试件固定装置包含旋转台和试件固定板，试件固定板安装在旋转台上，混凝土试件的底部与试件固定板连接，旋转台通过轴承安装在保温箱体的底部，混凝土试件的顶部设有顶压支撑架，顶压支撑架固定在保温箱体上；所述冷却装置包含压缩电机和冷凝管，所述压缩电机与冷凝管连接，通过冷凝管降低保温箱体内的温度。2.根据权利要求1所述的适用于室内的混凝土冰磨蚀测试装置，其特征在于：所述垂直电机的输出轴上套有第一锥齿轮，第一锥齿轮与第二锥齿轮啮...
【专利技术属性】
技术研发人员：查付政，袁超，姚子威，王壮，
申请(专利权)人：中通服咨询设计研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：
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