【技术实现步骤摘要】
本技术涉及模拟试验装置，具体涉及一种铁路路基材料加速碳化模拟试验测定装置。
技术介绍
1、道路路基材料通常都要用到水泥基材料，根据材料所含孔隙、空隙的多少，可分为致密型水泥基材料(如混凝土)和多孔型水泥基材料(如水泥级配碎石)，它们均依赖水泥发生水化反应的产物来提供颗粒间黏结和充填作用，从而形成强度。
2、空气中的二氧化碳能与水泥水化反应的产物发生碳化反应，导致水泥基材料多项性能的劣化。考虑到碳化反应的发生是难以避免的，有必要在铺装道路时提前进行碳化预测实验以指导工程具体施工，并对路基材料的使用寿命进行监测，这就需要一套能加速进行碳化的模拟实验测试装置。
3、对于水泥基材料碳化反应影响较大的是co2的浓度、反应温度、环境湿度等，例如在干燥或温度较低的条件下，碳化反应几乎终止；在相对湿度较高或温度较高的条件下，碳化反应进行较快。研究这些影响因素对碳化反应的影响对指导工程实践有重要意义。
4、目前对混凝土材料进行碳化模拟实验的研究较多，混凝土通常包含水泥、掺和料(通常有几种)、砂、石、外加剂、水，其形成的材料密实，二氧化碳气体难以通过混凝土表面进入材料内部(为业内所熟知的是，碳化深度一般在几毫米左右，故混凝土材料内部基本处于未碳化状态)。因此其室内碳化模拟测定装置通常涉及向碳化箱内通水，在水浸泡条件下或者高湿条件下加速碳化进而测定。并且，通常测定的只是混凝土试件表面的碳化情况。
5、高速铁路路基材料水泥级配碎石通常由水泥、级配碎石加水制备得到，是一种孔隙和空隙较多的材料，与混凝土材料内
技术实现思路
1、本技术的目的是提供一种铁路路基材料加速碳化模拟试验测定装置，能够在实验室分析研究不同环境条件下铁路路基材料碳化情况。
2、本技术通过以下技术方案实现上述目的：
3、一种铁路路基材料加速碳化模拟试验测定装置，包括封闭的碳化箱、试件和co2供气装置；
4、所述试件的内部开设有孔道，所述孔道从试件的底端向上延伸至试件的顶部，孔道的顶部设置有第一co2浓度传感器，孔道的顶端封闭；试件放置在所述碳化箱的底板上；
5、所述co2供气装置连接有输气管，碳化箱的底板上开设有供所述输气管插入的通孔，输气管插入碳化箱底板上的通孔伸入试件的内部孔道内。
6、优选地，所述测定装置还包括与所述碳化箱连接的温度控制单元和湿度控制单元；所述温度控制单元用于调控试件的孔道内和/或碳化箱内的温度至预设值并监测试件的孔道内和/或碳化箱内的温度，所述湿度控制单元用于调控试件的孔道内和/或碳化箱内的湿度至预设值并监测试件的孔道内和/或碳化箱内的湿度。
7、优选地，所述温度控制单元包括设置在试件的内部孔道的顶部的第一温度传感器、用于对碳化箱进行加热或降温的温度调节设备、以及对所述温度调节设备进行控制的温度控制器，所述第一温度传感器和温度调节设备均与所述温度控制器连接；温度调节设备和温度控制器均设置在碳化箱上；
8、所述湿度控制单元包括设置在试件的内部孔道的顶部的第一湿度传感器、用于对碳化箱内湿度进行调节的湿度调节设备、以及对所述湿度调节设备进行控制的湿度控制器，所述第一湿度传感器和湿度调节设备均与所述湿度控制器连接；湿度控制器设置在碳化箱上，湿度调节设备与碳化箱连接。
9、优选地，在所述碳化箱内、试件外还设置有第二co2浓度传感器、第二温度传感器和第二湿度传感器，所述第二温度传感器、第二湿度传感器分别与所述温度控制器、湿度控制器连接。
10、优选地，所述碳化箱上设置有显示屏，所述显示屏与所述第一温度传感器、第二温度传感器、第一湿度传感器、第二湿度传感器、第一co2浓度传感器和第二co2浓度传感器连接。
11、优选地，所述碳化箱上还设置有压力传感器，用于监测碳化箱内的气压。
12、优选地，所述测定装置还包括co2浓度控制器，所述第一co2浓度传感器、第二co2浓度传感器、co2供气装置均与所述co2浓度控制器连接，并协同工作将试件中的co2浓度控制在设定值。
13、优选地，所述碳化箱顶部设置有排气阀或者开设有出气口，所述出气口上设置有出气口盖；碳化箱的底板上设置有试件固定座。
14、优选地，所述碳化箱包括罩体和底板，所述罩体和底板通过螺栓固定连接；所述输气管插入试件内部的孔道的部分上设置有若干出气孔。
15、优选地，所述试件内部的孔道贯穿试件、打通试件的底端和顶端，孔道的顶端设置有密封件。
16、本技术的有益效果是：
17、1、与目前常见的混凝土碳化模拟测定装置不同，本技术装置在试件内部开设孔道，将co2通入试件内部，利用试件材料多孔隙的特性让co2从试件内部往外穿透试件，让试件材料从里到外都能充分地与co2接触，加快试件材料的碳化速度，可早日完成碳化进而对材料的耐久性和抗碳化能力进行分析评价，指导工程实践。也可通过该装置进行不同温度、不同湿度、不同co2浓度对铁路路基的影响的进一步试验分析，对分析与研究铁路路基材料的耐久性具有重要意义。
18、2、本技术装置对设备要求较低，可以采用现成的一些简单设备组装制作得到，装置成本低，也方便运输移动，适合于各种基层现场的检测、研究使用，可设置模拟各种极端环境，模拟检测出铁路路基材料在不同极端环境下的碳化情况。
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1.一种铁路路基材料加速碳化模拟试验测定装置，其特征在于：包括封闭的碳化箱(1)、试件(2)和CO2供气装置(3)；
2.根据权利要求1所述的铁路路基材料加速碳化模拟试验测定装置，其特征在于：还包括与所述碳化箱(1)连接的温度控制单元和湿度控制单元；所述温度控制单元用于调控试件(2)的孔道(21)内和/或碳化箱(1)内的温度至预设值并监测试件(2)的孔道(21)内和/或碳化箱(1)内的温度，所述湿度控制单元用于调控试件(2)的孔道(21)内和/或碳化箱(1)内的湿度至预设值并监测试件(2)的孔道(21)内和/或碳化箱(1)内的湿度。
3.根据权利要求2所述的铁路路基材料加速碳化模拟试验测定装置，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的铁路路基材料加速碳化模拟试验测定装置，其特征在于：在所述碳化箱(1)内、试件(2)外还设置有第二CO2浓度传感器(5)、第二温度传感器(13)和第二湿度传感器(14)，所述第二温度传感器(13)、第二湿度传感器(14)分别与所述温度控制器(9)、湿度控制器(12)连接。
5.根据权利要求4所述的铁路路基材
6.根据权利要求1或5所述的铁路路基材料加速碳化模拟试验测定装置，其特征在于：所述碳化箱(1)上还设置有压力传感器(16)，用于监测碳化箱(1)内的气压。
7.根据权利要求4所述的铁路路基材料加速碳化模拟试验测定装置，其特征在于：还包括CO2浓度控制器(17)，所述第一CO2浓度传感器(4)、第二CO2浓度传感器(5)、CO2供气装置(3)均与所述CO2浓度控制器(17)连接，并协同工作将试件(2)中的CO2浓度控制在设定值。
8.根据权利要求1所述的铁路路基材料加速碳化模拟试验测定装置，其特征在于：所述碳化箱(1)顶部设置有排气阀(18)或者开设有出气口，所述出气口上设置有出气口盖；碳化箱(1)的底板(1a)上设置有试件固定座(1b)。
9.根据权利要求1所述的铁路路基材料加速碳化模拟试验测定装置，其特征在于：所述碳化箱(1)包括罩体(1c)和底板(1a)，所述罩体(1c)和底板(1a)通过螺栓固定连接；所述输气管(6)插入试件(2)内部的孔道(21)的部分上设置有若干出气孔。
10.根据权利要求1所述的铁路路基材料加速碳化模拟试验测定装置，其特征在于：所述试件(2)内部的孔道(21)贯穿试件(2)、打通试件(2)的底端和顶端，孔道(21)的顶端设置有密封件(19)。
...【技术特征摘要】
1.一种铁路路基材料加速碳化模拟试验测定装置，其特征在于：包括封闭的碳化箱(1)、试件(2)和co2供气装置(3)；
2.根据权利要求1所述的铁路路基材料加速碳化模拟试验测定装置，其特征在于：还包括与所述碳化箱(1)连接的温度控制单元和湿度控制单元；所述温度控制单元用于调控试件(2)的孔道(21)内和/或碳化箱(1)内的温度至预设值并监测试件(2)的孔道(21)内和/或碳化箱(1)内的温度，所述湿度控制单元用于调控试件(2)的孔道(21)内和/或碳化箱(1)内的湿度至预设值并监测试件(2)的孔道(21)内和/或碳化箱(1)内的湿度。
3.根据权利要求2所述的铁路路基材料加速碳化模拟试验测定装置，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的铁路路基材料加速碳化模拟试验测定装置，其特征在于：在所述碳化箱(1)内、试件(2)外还设置有第二co2浓度传感器(5)、第二温度传感器(13)和第二湿度传感器(14)，所述第二温度传感器(13)、第二湿度传感器(14)分别与所述温度控制器(9)、湿度控制器(12)连接。
5.根据权利要求4所述的铁路路基材料加速碳化模拟试验测定装置，其特征在于：所述碳化箱(1)上设置有显示屏(15)，所述显示屏(15)与所述第一温度传感器(7)、第二温度传感器(13)、第一湿度传感器(10)、第二湿度传感器(14)、第一co...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑琨鹏，赵邦渝，吴胜，王万值，李正川，刘贵应，曾中林，肖强，刘勇，胡福龙，万军，
申请(专利权)人：中铁二院重庆勘察设计研究院有限责任公司，
类型：新型
国别省市：
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