【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及模拟试验，尤其是涉及一种模拟温度-冲刷-腐蚀的水泥基材料劣化试验装置及方法。
技术介绍
1、长期处于海洋环境中的桥梁、港口、管道及涵洞等水泥基材料基础设施工程，易遭受波浪、暗流、潮汐、流水等不同流速的水流作用。在水流作用下，水泥基材料不仅受到侵蚀性离子的腐蚀作用，还受到流水冲刷引起的水力作用，这种环境水的冲刷-腐蚀耦合作用是导致水泥基材料损伤失效、结构服役性能降低和使用寿命缩短的主要因素。此外，处于海洋环境中的水泥基材料基础设施工程，不仅受到由于四季变化、昼夜造成的巨大温差，还受到由洋流带来的温差，而温度变化对于侵蚀性离子扩散系数的影响高达数倍，进一步加剧了侵蚀性离子对水泥基材料的腐蚀。因此，研究温度-冲刷-腐蚀耦合作用下的水泥基材料性能劣化机理，对提高实际工程耐久性有着重要意义。
2、目前，模拟冲刷腐蚀作用下水泥基材料劣化的试验装置及方法多采用圆环法和水下钢珠法，但此类试验装置及方法尚存在诸多不足，例如：这些装置及方法多采用搅拌桨带动水流流动，不能合理控制试块表面的冲刷流速，难以准确表征冲刷-腐蚀耦合作用下的水泥基材料性能劣化机理；其次，水泥基材料试验需要大量试块进行重复性试验，但现有试验装置在制备劣化水泥基材料试件时无法进行多个组件的同步腐蚀，试件制备效率低；此外，现有试验装置多忽略了温度效应对水泥基材料冲刷腐蚀过程的影响，与工程实际存在显著差异。
3、因此，迫切需要开发一种能够模拟温度-冲刷-腐蚀耦合作用的水泥基材料劣化试验装置及方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种模拟温度-冲刷-腐蚀的水泥基材料劣化试验装置及方法，通过智能终端有效实现对冲刷速率、自动补液和溶液温度的精准控制，且可以同时进行多组试块的室内冲刷试验，提供试验精度和试验效率。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、本专利技术提供一种模拟温度-冲刷-腐蚀的水泥基材料劣化试验装置，包括腐蚀室、动力组件、传动组件、旋转密封组件、试块连接组件、加液组件和温控组件；
4、所述腐蚀室包括第一承重板、第二承重板、挡板、侧板和底板，所述第一承重板、第二承重板、挡板、侧板和底板通过拼接形成腐蚀室腔体，通过向腐蚀室内添加腐蚀液，以实现对水泥基材料的侵蚀；
5、所述传动组件包括旋转杆、齿轮和链条，相邻两根旋转杆上的齿轮通过所述链条连接，以保证每根旋转杆获得相同的转速；
6、所述动力组件包括电机、联轴器和圆形轴承座，通过动力组件和传动组件实现对水泥基材料的冲刷；
7、所述旋转杆的一端为螺纹端，所述螺纹端通过圆形轴承座伸入所述腐蚀室内，另一端通过联轴器与电机连接；
8、所述旋转密封组件安装于所述旋转杆与第二承重板的连接处；
9、所述试块连接组件与所述旋转杆螺接，且位于所述腐蚀室腔体内；
10、所述加液组件包括水箱、水泵、加液口和出液口，所述水泵和出液口的一端均与所述第一承重板连接；
11、所述出液口的另一端与水箱连接，所述水泵的另一端与加液口的一端连接；
12、所述加液口的另一端与水箱连接，所述水箱与温控组件之间通过管路连接；
13、所述温控组件通过采用水浴法实现对腐蚀室内温度的调控。
14、进一步地，所述腐蚀室还包括隔板和老虎夹；
15、所述第一承重板、第二承重板、挡板和底板的拼接处均涂抹环氧树脂，防止试验过程中腐蚀室内水流从拼接处渗出；
16、所述侧板和第一承重板、第二承重板之间设有硅胶，并用所述老虎夹密封固定；
17、所述第一承重板和第二承重板上设有隔板凹槽，所述隔板穿过隔板凹槽，并固定于所述腐蚀室腔体内部；
18、所述第一承重板和第二承重板由若干个不锈钢板焊接而成，所述挡板、侧板、隔板和底板材质均为pmma。
19、进一步地，所述旋转杆的螺纹端上设有平键凹槽，所述平键凹槽用于插入所述平键；
20、所述齿轮与旋转杆之间通过平键装配连接，以保证所述齿轮与旋转杆的相对静止；
21、所述旋转杆的螺纹端通过圆形轴承座与第二承重板上的旋转杆槽孔伸入所述腐蚀室内；
22、所述动力组件还包括第一微控制器和变频器；
23、所述变频器设于所述电机上，所述第一微控制器与变频器连接；
24、所述圆形轴承座通过内六角螺丝和螺母与所述第二承重板固定连接。
25、进一步地，所述旋转密封组件包括va水封、水封盖板和格莱圈；
26、所述格莱圈从旋转杆的螺纹端套入，并压至第二承重板上的格莱圈沟槽，使所述格莱圈与格莱圈沟槽过盈配合，所述格莱圈为轴用旋转型格莱圈；
27、所述va水封从旋转杆的螺纹端套入，并压至水封盖板表面，使va水封与旋转杆过盈配合；
28、所述水封盖板通过内六角螺丝和螺母与第二承重板固定于圆形轴承座的一侧。
29、进一步地，所述试块连接组件包括待测试块、试块套筒和套筒连接杆；
30、所述试块套筒套设于所述待测试块的两端，所述试块套筒的四周设有四个螺纹孔，四颗止动螺丝分别穿过所述螺纹孔将所述试块套筒与待测试块固定连接；
31、所述套筒连接杆的两侧均设有螺纹，若干个所述试块套筒之间通过套筒连接杆连接；
32、所述试块套筒的底部设有螺纹孔，用于与旋转杆的螺纹端螺接。
33、进一步地，所述加液组件还包括加液口阀门、水压传感器和出液口阀门；
34、所述出液口的一端通过第一承重板上的出液口槽孔与腐蚀室连接，另一端与所述水箱连接，所述出液口靠近水箱的一端上设有出液口阀门；
35、所述水泵通过第一承重板上的水泵槽孔与腐蚀室连接，所述加液口的另一端与水箱连接，所述加液口上设有加液口阀门；
36、所述水压传感器安装于所述腐蚀室底部。
37、进一步地，所述温控组件包括智能温控系统、温控系统加液口、介质出口、介质进口、温度传感器、套筒、温控系统进水口和温控系统出水口；
38、所述温控系统加液口设于智能温控系统上；
39、所述介质出口一端与所述套筒连接，另一端与温控系统进水口连接；
40、所述介质进口一端与所述套筒连接，另一端与温控系统出水口连接；
41、所述温控系统进水口和温控系统出水口均与所述智能温控系统连接；
42、所述套筒套设于水箱上，所述温度传感器设于腐蚀室中。
43、本专利技术提供一种模拟温度-冲刷-腐蚀的水泥基材料劣化的试验方法，包括以下步骤：
44、s1：组装试验装置并制作水泥基材料试验构件：在室温下制作试验所需待测试块数量，在待测试块的上表面和下表面均涂上环氧树脂，并记录待测试块的半径r、高h、密度ρ和质量m0；
45、s2：向腐蚀室中注入腐蚀介质：通过外部智能终端设备设定水压值后，加本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种模拟温度-冲刷-腐蚀的水泥基材料劣化试验装置，其特征在于，包括腐蚀室、动力组件、传动组件、旋转密封组件、试块连接组件、加液组件和温控组件；
2.根据权利要求1所述的一种模拟温度-冲刷-腐蚀的水泥基材料劣化试验装置，其特征在于，所述腐蚀室还包括隔板(5)和老虎夹(7)；
3.根据权利要求1所述的一种模拟温度-冲刷-腐蚀的水泥基材料劣化试验装置，其特征在于，所述旋转杆(12)的螺纹端上设有平键凹槽，所述平键凹槽用于插入所述平键(13)；
4.根据权利要求1所述的一种模拟温度-冲刷-腐蚀的水泥基材料劣化试验装置，其特征在于，所述旋转密封组件包括VA水封(17)、水封盖板(18)和格莱圈(19)；
5.根据权利要求1所述的一种模拟温度-冲刷-腐蚀的水泥基材料劣化试验装置，其特征在于，所述试块连接组件包括待测试块(20)、试块套筒(21)和套筒连接杆(22)；
6.根据权利要求1所述的一种模拟温度-冲刷-腐蚀的水泥基材料劣化试验装置，其特征在于，所述加液组件还包括加液口阀门(26)、水压传感器(28)和出液口阀门(30)；
7.根据权利要求1所述的一种模拟温度-冲刷-腐蚀的水泥基材料劣化试验装置，其特征在于，所述温控组件包括智能温控系统(32)、温控系统加液口(33)、介质出口(34)、介质进口(35)、温度传感器(36)、套筒(37)、温控系统进水口(38)和温控系统出水口(39)；
8.一种如权利要求1-7任一所述模拟温度-冲刷-腐蚀的水泥基材料劣化试验装置的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的一种模拟温度-冲刷-腐蚀的水泥基材料劣化的试验方法，其特征在于，S2中，外部智能终端设备设定水压值后，当水压传感器(28)数值小于设定值时，加液口阀门(26)和水泵(27)开启，向腐蚀室内注入溶液；
10.根据权利要求8所述的一种模拟温度-冲刷-腐蚀的水泥基材料劣化的试验方法，其特征在于，S3中，外部智能终端设备设定温度值后，智能温控系统(32)向套筒(37)中导入相应温度的介质溶液，以调节水箱(24)内溶液温度，随后开启加液口阀门(26)、出液口阀门(30)和水泵(27)，实现水箱(24)和腐蚀室的溶液自循环；
...【技术特征摘要】
1.一种模拟温度-冲刷-腐蚀的水泥基材料劣化试验装置，其特征在于，包括腐蚀室、动力组件、传动组件、旋转密封组件、试块连接组件、加液组件和温控组件；
2.根据权利要求1所述的一种模拟温度-冲刷-腐蚀的水泥基材料劣化试验装置，其特征在于，所述腐蚀室还包括隔板(5)和老虎夹(7)；
3.根据权利要求1所述的一种模拟温度-冲刷-腐蚀的水泥基材料劣化试验装置，其特征在于，所述旋转杆(12)的螺纹端上设有平键凹槽，所述平键凹槽用于插入所述平键(13)；
4.根据权利要求1所述的一种模拟温度-冲刷-腐蚀的水泥基材料劣化试验装置，其特征在于，所述旋转密封组件包括va水封(17)、水封盖板(18)和格莱圈(19)；
5.根据权利要求1所述的一种模拟温度-冲刷-腐蚀的水泥基材料劣化试验装置，其特征在于，所述试块连接组件包括待测试块(20)、试块套筒(21)和套筒连接杆(22)；
6.根据权利要求1所述的一种模拟温度-冲刷-腐蚀的水泥基材料劣化试验装置，其特征在于，所述加液组件还包括加液口阀门(26)、水压传感器(28)和出液口阀门(...
【专利技术属性】
技术研发人员：史旦达，谢晓龙，张文兵，李晗晗，曹蓉，李青铭，杨继龙，
申请(专利权)人：上海海事大学，
类型：发明
国别省市：
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