水泥基材料氯盐侵蚀加速模拟试验方法技术

本发明专利技术属于水泥基材料耐久性能试验检测技术领域。公开了一种水泥基材料氯盐侵蚀加速模拟试验方法，设置腐蚀箱、储水箱、冷水机、管道系统和控制柜，在腐蚀箱内壁安装有温度传感器、液位传感器、氯离子浓度测试仪和搅拌单元；腐蚀箱侧壁安装有腐蚀剂加料单元；腐蚀箱底部安装有加热板、支撑柱和保护板，通过控制腐蚀箱内溶液的温度、水位和浓度，实现对水泥基材料的环境模拟试验。本发明专利技术可同时实现不同温度、不同氯离子浓度的腐蚀环境，可同时进行多组不同腐蚀环境的试验；本发明专利技术可保证在不更换溶液的情况下长期保持溶液氯离子浓度的恒定；可实现温度及浓度的稳定控制，对后续试验得到的试验数据更为准确可靠；自动化程度高，提升工作效率。工作效率。工作效率。

【技术实现步骤摘要】
水泥基材料氯盐侵蚀加速模拟试验方法


[0001]本专利技术属于水泥基材料耐久性能试验检测
，具体涉及一种水泥基材料氯盐侵蚀加速模拟试验方法。

技术介绍

[0002]港口码头、跨海大桥等海洋基础设施的建设都离不开水泥基材料，水泥基材料结构常年浸泡于海水中，由于氯离子的腐蚀导致了水泥基材料的耐久性下降，严重影响着结构物安全性和服役寿命。系统研究模拟海洋环境下水泥基材料的损伤演变规律，了解海水中氯离子对水泥基材料的侵蚀机理，对于采取有效措施预防海洋基础设施过早发生结构性衰退，从而延长其服役寿命具有重要意义。但目前在水泥基材料的抗氯盐侵蚀研究中对氯盐环境的模拟通常采用自然条件下的浸泡方式。而研究表明温度和氯离子浓度对水泥基材料中氯离子的扩散有显著影响。通过对现有水泥基材料氯盐侵蚀模拟研究方法的分析，可发现现有自然浸泡的环境模拟方法存在不足，包括：（1）温度不宜控制，受天气温度的影响，氯盐溶液温度波动较大；（2）在长期浸泡下，一方面，溶液中水分会蒸发掉一部分，导致溶液氯盐浓度偏高；另一方面，氯离子不断向水泥基材料中扩散，导致溶液氯盐浓度降低。因此，溶液中氯盐浓度不断发生变化，实际的溶液氯盐浓度并不等于设定的氯盐浓度；（3）在浸泡的腐蚀环境下，溶液中氯离子浓度会发生变化，因此需要定期更换溶液；（4）常见的浸渍装置一般是单个腐蚀箱，一套浸渍装置不能实现不同温度或不同氯盐浓度的腐蚀环境。为此，为能对模拟温度和侵蚀溶液浓度进行准确模拟，提高测试精度和测试效率，有必要开发出新型的水泥基材料氯盐侵蚀加速模拟试验机及试验方法。
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技术实现思路

[0003]本专利技术目的是针对上述存在的问题和不足，提供一种水泥基材料氯盐侵蚀加速模拟试验方法，能够有效控制水泥基材料所处溶液的温度和浓度，提供试验精度和试验效果。
[0004]为实现上述目的，所采取的技术方案是：一种水泥基材料氯盐侵蚀加速模拟试验方法，利用水泥基材料氯盐侵蚀加速模拟试验机进行模拟试验，所述水泥基材料氯盐侵蚀加速模拟试验机包括腐蚀箱、储水箱、温控组件、加料组件和控制柜，所述储水箱上设置有储水箱进水管，所述储水箱进水管上设置有第一控制阀，所述储水箱与腐蚀箱之间设置有补水组件，所述补水组件用于向所述腐蚀箱内定量补水；所述温控组件用于对所述腐蚀箱内的溶液温度进行调节；所述加料组件设置在所述腐蚀箱的顶部或侧部，所述加料组件用于向所述腐蚀箱内定量添加物料；所述腐蚀箱内设置有温度传感器、第一液位传感器和氯离子浓度测试仪，所述控制柜用于获取所述温度传感器、第一液位传感器和氯离子浓度测试仪的检测信号，并控制对应的补水组件、温控组件、加料组件动作；所述水泥基材料氯盐侵蚀加速模拟试验方法包括：组配水泥基材料氯盐侵蚀加速
模拟试验机，根据水泥基材料试件的体积和腐蚀箱内溶液浓度，获取腐蚀箱内的注水量和腐蚀剂的添加量；通过控制柜控制储水箱内的水位高度，并由储水箱向腐蚀箱内定量注水，同时通过控制柜控制加料组件向腐蚀箱内定量添加腐蚀剂；启动温控组件，调节腐蚀箱内溶液温度至设定值，待腐蚀箱内溶液的温度和浓度达到设定值后，放入水泥基材料试件；监测所述温度传感器、第一液位传感器和氯离子浓度测试仪的信号数据，实时获取腐蚀箱内溶液的温度信号、液位信号和浓度信号；当温度信号、液位信号或浓度信号发生变化后，所述控制柜获取相应的信号，并控制相应的补水组件、温控组件或加料组件进行调节；待达到设定的浸泡龄期后，控制柜控制腐蚀箱排空溶液，取出水泥基材料试件，对所述腐蚀箱进行冲洗。
[0005]所述储水箱内设置有下限位液位传感器和上限位液位传感器，当储水箱内的液位下降至下限位液位传感器时，所述控制柜获取下限位液位传感器的信号，并控制储水箱进水管上的第一控制阀打开，当液位上升至上限位液位传感器时，所述控制柜获取上限位液位传感器的信号，并控制储水箱进水管上的第一控制阀关闭。
[0006]当第一液位传感器监测到腐蚀箱的液位降低时，所述控制柜获取第一液位传感器的信号，并控制补水组件将储水箱内的水定量补充入腐蚀箱内，当第一液位传感器监测到腐蚀箱内的液位恢复至设定值后，所述控制柜控制补水组件停止动作。
[0007]还包括搅拌单元，所述搅拌单元包括设置在腐蚀箱侧壁上的搅拌叶片和搅拌电机；或所述搅拌单元包括设置在腐蚀箱底部的多个进水孔、设置在腐蚀箱顶部的多个出水孔、设置在进水孔与出水孔之间的第四驱动泵和连通管；当进行腐蚀箱内的腐蚀剂与水混合、温度调节、浓度调节、腐蚀箱清洗时，所述控制柜驱动搅拌单元启动，当所述搅拌单元工作时，第一液位传感器停止工作。
[0008]当所述氯离子浓度测试仪监测到腐蚀箱内的溶液浓度降低时，所述控制柜获取氯离子浓度测试仪的信号，确定腐蚀剂添加量，并控制加料组件定量向所述腐蚀箱内加料；所述搅拌单元启动，定时搅拌后关闭。
[0009]所述加料组件包括料斗、设置在料斗的出料口处的第二控制阀、称重盒和输送机，称重盒对应设置在料斗的出料口下部，所述称重盒的底部设置有压力传感器，在所述称重盒的底部的出料口处设置有第三控制阀；输送机对应设置在所述称重盒的出料口下部，所述输送机用于将称重盒内落下的物料输送至腐蚀箱内；当加料组件加料动作时，控制柜控制所述第二控制阀打开，腐蚀剂由料斗中向称重盒中下料，待压力传感器检测到称重盒内的重量达到设定值后，第二控制阀关闭，第三控制阀和输送机启动给料。
[0010]所述腐蚀箱内的温度传感器为至少两个，所述腐蚀箱的顶部和底部均设置有至少一个温度传感器；当其中两温度传感器检测的温度不一致时，搅拌单元启动，直至温度传感器监测的数值一致；当温度传感器监测到腐蚀箱内的溶液温度过高或者过低时，所述控制柜获取温度传感器的信号，并控制温控组件和搅拌单元动作，调节溶液温度。
[0011]所述温控组件包括加热板和冷水机，所述加热板设置在所述腐蚀箱的底部，所述加热板的周向设置有支撑柱，在所述支撑柱的顶部设置有置于加热板的上部的保护板；所
述冷水机内设置有制冷器，所述冷水机与腐蚀箱之间设置有第一循环进水管、第一循环出水管和第一驱动泵，所述第一驱动泵用于将腐蚀箱内的溶液抽入冷水机，并在冷却后泵送回腐蚀箱；当腐蚀箱内的溶液温度过低时，所述控制柜获取温度传感器的温度信号，并加热板工作；当腐蚀箱内的溶液温度过高时，所述控制柜获取温度传感器的温度信号，控制制冷器和第一驱动泵动作，所述第一驱动泵将腐蚀箱内的溶液抽入冷水机内制冷降温后送回腐蚀箱。
[0012]在储水箱与冷水机之间设置有清洗组件，所述清洗组件包括第二驱动泵和连接所述冷水机与储水箱的清洗管道，所述冷水机的底部设置有排污管、或在第一循环出水管上分支出排污管，所述第二驱动泵用于将储水箱内的水通过清洗管道泵送至冷水机内，当通过冷水机进行腐蚀箱内的温度调节后，启动第二驱动泵对冷水机进行清洗；在对水泥基材料试件取出后，对腐蚀箱和冷水机进行清洗，通过补水组件将储水箱中的水泵送至腐蚀箱内，腐蚀箱内的水经过第一循环进水管进入冷水机后，经冷水机底部的排水管排出、或经设置在第一循环出水管上的排水管排出。
[0013]所述水泥基材料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水泥基材料氯盐侵蚀加速模拟试验方法，其特征在于，利用水泥基材料氯盐侵蚀加速模拟试验机进行模拟试验，所述水泥基材料氯盐侵蚀加速模拟试验机包括腐蚀箱、储水箱、温控组件、加料组件和控制柜；所述储水箱上设置有储水箱进水管，所述储水箱进水管上设置有第一控制阀，所述储水箱与腐蚀箱之间设置有补水组件，所述补水组件用于向所述腐蚀箱内定量补水；所述温控组件用于对所述腐蚀箱内的溶液温度进行调节；所述加料组件设置在所述腐蚀箱的顶部或侧部，所述加料组件用于向所述腐蚀箱内定量添加物料；所述腐蚀箱内设置有温度传感器、第一液位传感器和氯离子浓度测试仪，所述控制柜用于获取所述温度传感器、第一液位传感器和氯离子浓度测试仪的检测信号，并控制对应的补水组件、温控组件、加料组件动作；所述水泥基材料氯盐侵蚀加速模拟试验方法包括：组配水泥基材料氯盐侵蚀加速模拟试验机，根据水泥基材料试件的体积和腐蚀箱内溶液浓度，获取腐蚀箱内的注水量和腐蚀剂的添加量；通过控制柜控制储水箱内的水位高度，并由储水箱向腐蚀箱内定量注水，同时通过控制柜控制加料组件向腐蚀箱内定量添加腐蚀剂；启动温控组件，调节腐蚀箱内溶液温度至设定值，待腐蚀箱内溶液的温度和浓度达到设定值后，放入水泥基材料试件；监测所述温度传感器、第一液位传感器和氯离子浓度测试仪的信号数据，实时获取腐蚀箱内溶液的温度信号、液位信号和浓度信号；当温度信号、液位信号或浓度信号发生变化后，所述控制柜获取相应的信号，并控制相应的补水组件、温控组件或加料组件进行调节；待达到设定的浸泡龄期后，控制柜控制腐蚀箱排空溶液，取出水泥基材料试件。2.根据权利要求1所述的水泥基材料氯盐侵蚀加速模拟试验方法，其特征在于，所述储水箱内设置有下限位液位传感器和上限位液位传感器，当储水箱内的液位下降至下限位液位传感器时，所述控制柜获取下限位液位传感器的信号，并控制储水箱进水管上的第一控制阀打开，当液位上升至上限位液位传感器时，所述控制柜获取上限位液位传感器的信号，并控制储水箱进水管上的第一控制阀关闭。3.根据权利要求1所述的水泥基材料氯盐侵蚀加速模拟试验方法，其特征在于，当第一液位传感器监测到腐蚀箱的液位降低时，所述控制柜获取第一液位传感器的信号，并控制补水组件将储水箱内的水定量补充入腐蚀箱内，当第一液位传感器监测到腐蚀箱内的液位恢复至设定值后，所述控制柜控制补水组件停止动作。4.根据权利要求1
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3任一所述的水泥基材料氯盐侵蚀加速模拟试验方法，其特征在于，还包括搅拌单元，所述搅拌单元包括设置在腐蚀箱侧壁上的搅拌叶片和搅拌电机；或所述搅拌单元包括设置在腐蚀箱底部的多个进水孔、设置在腐蚀箱顶部的多个出水孔、设置在进水孔与出水孔之间的第四驱动泵和连通管；当进行腐蚀箱内的腐蚀剂与水混合、温度调节、浓度调节、腐蚀箱清洗时，所述控制柜驱动搅拌单元启动，当所述搅拌单元工作时，第一液位传感器停止工作。5.根据权利要求4所述的水泥基材料氯盐侵蚀加速模拟试验方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：高丹盈，陈晓辉，汤寄予，郭亚江，庞育阳，杨林，房栋，谷志强，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：