CN219121967U - 一种混凝土耐久性测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种混凝土耐久性测试装置，测试装置包括：水和砂下泄机构包括储砂仓、储水仓和水砂混合仓，水砂混合仓将水砂混合物下泄到混凝土冲磨机构；混凝土冲磨机构包括箱体、冰块和驱动件，箱体与水砂混合仓相互连通，冰块底部与用于测试的混凝土试件相互抵触接触并设置在箱体内部，冰块底部上设有水流通道，水砂混合物顺着水流通道进入冰块和混凝土试件的接触面；驱动件与混凝土试件连接；箱体上连接有蓄泥仓，蓄泥仓收集箱体下泄的混凝土和水砂混合物；自动称重机构包括自动称重组件和控制系统，自动称重组件称量储砂仓中砂的重量、蓄泥仓中混凝土和砂的重量，本实用新型提供的测试装置能够研究冰—砂—水联合作用下混凝土耐久性。
Description
技术领域
本实用新型属于混凝土试验技术领域，尤其涉及一种混凝土耐久性测试装置。
背景技术
混凝土耐久性是指结构在规定的使用年限内，在各种环境条件作用下，不需要额外的费用加固处理而保持其安全性、正常使用和可接受的外观能力。混凝土耐久性测试装置在使用时，只能对混凝土的单一特性进行测试，难以对混凝土的耐久性进行较为全面的测试，因此需要改进。
分析冻融和冲磨交替作用下的混凝土耐久性退化规律，对于准确预测水工混凝土结构在实际环境中的使用寿命，有很好的应用价值。现有技术从混凝土磨蚀冲蚀与其它环境因素(氯盐侵蚀、硫酸盐侵蚀、冻融循环等)联合作用的条件下出发，以及从河流冲刷及冻融循环的循环作用耦合作用下出发，做出了相应的方法来研究混凝土耐久性，解决了对混凝土的单一特性测试问题，但是目前技术没有考虑冰的作用，因此无法准确模拟实际工程的条件。而考虑冰—砂—水联合作用下混凝土耐久性研究由于缺乏仪器导致不能有效研究。
实用新型内容
鉴于现有技术存在的不足，本实用新型提供了一种混凝土耐久性测试装置，以解决现有的混凝土耐久性研究中缺乏冰—砂—水联合作用下混凝土耐久性研究仪器的问题。
为了解决以上问题，本实用新型提供了一种混凝土耐久性测试装置，所述测试装置包括：水和砂下泄机构、混凝土冲磨机构和自动称重机构，
所述水和砂下泄机构包括储砂仓、储水仓和水砂混合仓，所述储砂仓和所述储水仓分别向所述水砂混合仓下泄砂和水形成水砂混合物，所述水砂混合仓将水砂混合物下泄到混凝土冲磨机构；
所述混凝土冲磨机构包括箱体、冰块和驱动件，所述箱体与所述水砂混合仓相互连通，所述冰块的底部与用于测试的混凝土试件相互抵触接触并设置在所述箱体内部，所述冰块的底部上设有水流通道，水砂混合物通过所述水砂混合仓下泄到所述水流通道内，以使水砂混合物顺着所述水流通道进入所述冰块和所述混凝土试件的接触面；所述驱动件与所述混凝土试件连接，用于驱动所述混凝土试件旋转；所述箱体上连接有蓄泥仓，所述蓄泥仓用于收集所述箱体下泄的混凝土和水砂混合物；
所述自动称重机构包括自动称重组件和控制系统，所述自动称重组件与所述控制系统连接，所述自动称重组件用于称量所述储砂仓中砂的重量以及所述蓄泥仓中混凝土和砂的重量。
优选地，所述储砂仓和储水仓上分别连接有出砂管道和出水管道，所述出砂管道和所述出水管道分别连接到第一管道，所述第一管道连接到所述水砂混合仓上。
优选地，所述第一管道上连接有压力管道，所述压力管道连接到压力泵上，所述压力泵通过所述压力管道向所述水砂混合仓加压控制水砂混合物的下泄量。
优选地，所述冰块上开设有通孔，所述冰块的顶部连接有第二管道，所述通孔分别与所述第二管道和所述水流通道相互连通，水砂混合物通过所述第二管道流入所述通孔后顺着所述水流通道进入所述冰块和所述混凝土试件的接触面。
优选地，所述第二管道上连接有可伸缩管道，所述可伸缩管道上连接有固定件，水砂混合物由所述可伸缩管道进入到所述管道。
优选地，所述混凝土试件上连接钢制半球，所述钢制半球设置在所述通孔内。
优选地，所述混凝土试件上连接有固定杆，所述固定杆与所述驱动件连接。
优选地，用于称量所述蓄泥仓中混凝土和水砂混合物的重量的所述自动称重组件中设有加热元件。
本实用新型实施例提供的混凝土耐久性测试装置，将储砂仓中的砂和储水仓中的水下泄到水砂混合仓形成水砂混合物，再由水砂混合仓将水砂混合物下泄到位于箱体内部的冰块上的水流通道，水砂混合物顺着所述水流通道进入所述冰块和所述混凝土试件的接触面，在混凝土试件旋转的过程中，混凝土试件被所述冰块以及水砂混合物磨蚀，达到冰—砂—水联合作用下对混凝土耐久性进行测试的目的，最后混凝土试件上被磨损掉的混凝土以及水砂混合物下泄到蓄泥仓中，被蓄泥仓收集，自动称重组件称取测试开始前的储砂仓中砂的重量和测试结束后储砂仓中砂的重量以及蓄泥仓中混凝土和砂的重量，通过计算重量差计算出混凝土试件的质量损失率，以完成最终的测试。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的测试装置的结构示意图；
图2是本实用新型实施例提供的冰块的结构示意图；
图3是本实用新型实施例提供的混凝土试件的结构示意图；
图4是本实用新型实施例提供的冰块和混凝土试件安装的结构示意图；
图5是本实用新型另一个实施例提供的冰块的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。这些优选实施方式的示例在附图中进行了例示。附图中所示和根据附图描述的本实用新型的实施方式仅仅是示例性的，并且本实用新型并不限于这些实施方式。
在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本实用新型，在附图中仅仅示出了与根据本实用新型的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本实用新型关系不大的其他细节。
图1是本实用新型实施例提供的测试装置的结构示意图，图2是本实用新型实施例提供的冰块的结构示意图，参阅图1和图2所示，所述测试装置包括：水和砂下泄机构1、混凝土冲磨机构2和自动称重机构3。
所述水和砂下泄机构1包括储砂仓11、储水仓12和水砂混合仓13，所述储砂仓11和所述储水仓12分别向所述水砂混合仓13下泄砂和水形成水砂混合物，所述水砂混合仓13将水砂混合物下泄到混凝土冲磨机构2。
所述混凝土冲磨机构2包括箱体21、冰块22和驱动件23，所述箱体21与所述水砂混合仓13相互连通，所述冰块22的底部与用于测试的混凝土试件4相互抵触接触并设置在所述箱体21内部，所述冰块22的底部上设有水流通道220，水砂混合物通过所述水砂混合仓13下泄到所述水流通道220内，以使水砂混合物顺着所述水流通道220进入所述冰块22和所述混凝土试件4的接触面；所述驱动件23与所述混凝土试件4连接，用于驱动所述混凝土试件4旋转；所述箱体21上连接有蓄泥仓24，所述蓄泥仓24用于收集所述箱体21下泄的混凝土和水砂混合物。
所述自动称重机构3包括自动称重组件31和控制系统32，所述自动称重组件31与所述控制系统32连接，所述自动称重组件31用于称量所述储砂仓11中砂的重量以及所述蓄泥仓24中混凝土和砂的重量。
具体地，储砂仓11、储水仓12和水砂混合仓13上各自设置有阀门，阀门都与控制系统32电信连接，用于控制砂、水、水砂混合物的下泄量。控制系统32为计算机，计算机上与APP保持同步，通过APP可相应控制自动称重组件31运作，可在APP上直接查看自动称重组件31的称量结果。
在优选的方案中，所述冰块22的底部的水流通道220的截面可设置为半圆形。
在优选的方案中，所述箱体21可为圆筒形，箱体21上设置有盖板。
具体地，以上实施例提供的混凝土耐久性测试装置，将储砂仓11中的砂和储水仓12中的水下泄到水砂混合仓13形成水砂混合物，再由水砂混合仓13将水砂混合物下泄到位于箱体21内部的冰块22上的水流通道220，水砂混合物顺着所述水流通道220进入所述冰块22和所述混凝土试件4的接触面，在混凝土试件4旋转的过程中，混凝土试件4被所述冰块22以及水砂混合物磨蚀，达到冰—砂—水联合作用下对混凝土耐久性进行测试的目的，最后混凝土试件4上被磨损掉的混凝土以及水砂混合物下泄到蓄泥仓24中，被蓄泥仓24收集，自动称重组件31称取测试开始前的储砂仓11中砂的重量和测试结束后储砂仓11中砂的重量以及蓄泥仓24中混凝土和砂的重量，通过计算重量差计算出混凝土试件4的质量损失率，以完成最终的测试。
在优选的方案中，如图1所示，所述储砂仓11和储水仓12上分别连接有出砂管道14和出水管道15，所述出砂管道14和所述出水管道15分别连接到第一管道16，所述第一管道16连接到所述水砂混合仓13上。
在优选的方案中，如图1所示，所述第一管道16上连接有压力管道17，所述压力管道17连接到压力泵18上，所述压力泵18通过所述压力管道17向所述水砂混合仓13加压控制水砂混合物的下泄量。
具体地，压力泵18通过压力管道17向水砂混合仓13加压从而控制水砂混合仓13中水砂混合物下泄速度以控制水砂混合物下泄的量。
图4是本实用新型实施例提供的冰块和混凝土试件安装的结构示意图，在优选的方案中，如图2和图4所示，所述冰块22上开设有通孔221，所述冰块22上连接有第二管道25，所述通孔221分别与所述第二管道25和所述水流通道220相互连通，水砂混合物通过所述第二管道25流入所述通孔221后顺着所述水流通道220进入所述冰块22和所述混凝土试件4的接触面。
具体地，第二管道25与水砂混合仓13上的下泄管道连通，水砂混合仓13内的水砂混合物通过水砂混合仓13上的下泄管道后直接下泄到第二管道25中。
图5是本实用新型另一个实施例提供的冰块的结构示意图，如图5所示，冰块22制作成圆形，冰块22底部开设八个水流通道220，相应的混凝土试件4也制作成圆形。
本实施中，冰块22和混凝土试件4制作成方形，冰块22底部开设八个水流通道220。
本实施中，在优选的方案中，通孔221的位置位于冰块22的正中央，第二管道25与冰块22固定连接并通入到冰块22的通孔221中，第二管道25与水砂混合仓13相互连通，水砂混合物顺着第二管道25下泄到冰块22正中央的通孔221，随后顺着水流通道220进入冰块22和混凝土试件4的接触面。
在其他的实施例中，第二管道25可以做成与冰块22为一体。
在优选的方案中，如图4所示，所述第二管道25上连接有可伸缩管道26，所述可伸缩管道26上连接有固定件27，水砂混合物由所述可伸缩管道26进入到所述第二管道25。
具体地，所述可伸缩管道26与第二管道25固定连接，而可伸缩管道26通过固定件27连接到相应的设备上从而将冰块22固定。随着冰块22对混凝土试件4进行磨损，冰块22的厚度会减少，此时在重力作用下伸缩管道26向下被拉扯可保持冰块22与混凝土试件4接触。
具体地，本实施例中，所述固定件27采用钢丝。
图3是本实用新型实施例提供的混凝土试件的结构示意图，在优选的方案中，如图3所示和图4所示，所述混凝土试件4上连接钢制半球41，所述钢制半球41设置在所述通孔221内。
在优选的方案中，如图1和图3所示，所述混凝土试件4上连接有固定杆42，所述固定杆42与所述驱动件23连接。
具体地，驱动件23采用电机，电机的轴向上连接有轴连接件，固定杆42与电机上的轴连接件连接。
具体地，冰块22的底部与混凝土试件4相互抵触接触时，混凝土试件4上的钢制半球41直径小于冰块22正中央通孔221的直径，以使得钢制半球41可以设置在通孔221内，在电机驱动混凝土试件4旋转时，钢制半球41卡设在通孔221内，防止混凝土试件4旋转过程中脱离冰块22，使混凝土试件4与冰块22保持接触旋转。水砂混合物通过通孔221时先落入钢制半球41上，之后顺着与通孔221连通的水流通道220进入冰块22和混凝土试件4的接触面。
在优选的方案中，如图1所示，用于称量所述蓄泥仓24中混凝土和水砂混合物的重量的所述自动称重组件31中设有加热元件310。
具体地，加热元件310用于对蓄泥仓24进行加热，对蓄泥仓24收集到的混凝土和水砂混合物进行去水处理，以得到无水的混凝土和砂。
本实用新型实施例还提供一种混凝土耐久性测试方法，采用上述所述的测试装置，所述测试方法为：
S10、将用于测试的混凝土试件4放置到所述箱体21内并与所述冰块22的底部抵触接触，记录此时所述储砂仓11内砂的重量和所述混凝土试件4的重量分别为M2和M1。
S20、驱使所述储砂仓11和所述储水仓12向所述水砂混合仓13下泄砂和水以得到水砂混合物，将水砂混合物下泄到所述水流通道220，使水砂混合物顺着所述水流通道220进入所述冰块22和所述混凝土试件4的接触面。
S30、驱动所述驱动件23使所述混凝土试件4转动，以使所述混凝土试件4被所述冰块22磨蚀。
S40、对所述蓄泥仓24收集到的混凝土和水砂混合物进行去水处理，记录此时所述蓄泥仓24中混凝土和砂的重量和所述储砂仓11中砂的重量分别为M4和M3。
S50、通过公式：ΔW＝[M4-(M2-M3)]/M1计算所述混凝土试件4的质量损失率。
在优选的方案中，所述混凝土试件4转动的速度为0.5rad/s～2rad/s，所述水砂混合物下泄的速度为5m/s～45m/s。例如：混凝土试件4转动的速度为0.5rad/s、1.0rad/s或者2.0rad/s，水砂混合物下泄的速度为5m/s、10m/s、20m/s、30m/s或者45m/s。
实施例1
(1)冰块的制备
将相应工程泄水道下泄的水放入模具冰冻成型，在中央区域设水管圆台，以形成冰块中央的通孔，以底部圆台为中心，每隔45°设一条水流通道，水流通道截面为半圆形，半径为2cm，将冰模型在模具内冰冻放置以制备出冰块，冰块为圆柱形，高度为150mm，直径为φ300mm。
(2)混凝土试件的制备
采用不锈钢圆柱体模具制作混凝土试件，混凝土配合比见如下表1，混凝土填筑前在模具的内壁上均匀的涂抹一层润滑油，然后在模具中放置混凝土，在混凝土上部中间粘结一个钢制半球，在底部中央区域插入钢杆，混凝土与钢杆连为一体。混凝土试件成型24h后拆模，养护到试验设定要求的龄期后拿出，将混凝土试件的上、下两面和侧面用环氧树脂密封，记录混凝土试件质量M1为：24.35kg，最终制备出的混凝土试件为圆柱形，高度为150mm，直径为φ300mm。
表1混凝土配合比表
(3)开始实验
将上述制备得到的混凝土试件放入筒体状的箱体内，制备得到的冰块放在混凝土试件上，然后将箱体用盖板盖住。
使用APP打开自动称重组件工作，记录储砂仓含砂的质量，通过储砂仓仓体的质量和储砂仓含砂的质量，计算出储砂仓中砂的质量为M2为：20kg，同时打开加热铁丝。开启储砂仓和储水仓的阀门，使水和砂进入水砂混合仓，然后开启压力泵和水砂混合仓的阀门，使压力泵加压将水砂混合物弹射入与冰块连接的管道，控制水砂混合物的流速为5m/s。同时开启电机，开始带动混凝土试件转动，转动速度为0.5rad/s，使混凝土试件被冰块磨蚀。磨损时间为72小时。
磨损时间结束后关闭电机、水流和排砂的阀门，将箱体内的残渣清理进蓄泥仓，APP查看自动称重组件所称量的重量记录，记录此时储砂仓中砂的质量为M3为：14.25kg，记录水分被蒸干后蓄泥仓中混凝土和砂的质量M4为：6.1396kg。
(4)试验数据处理
通过公式ΔW＝[M4-(M2-M3)]/M1计算混凝土试件的质量损失率，得到ΔW＝1.6％。
实施例2
控制水砂混合物的流速为20m/s，混凝土试件转动速度的为1.0rad/s，其余步骤与实施例1相同。
得到M1为：22.4kg；M2为：20kg；M3为：10.23kg；M4为：10.6884kg，通过公式计算出ΔW＝4.1％。
实施例3
控制水砂混合物的流速为45m/s，混凝土试件转动速度的为2.0rad/s，其余步骤与实施例1相同。
得到M1为：23.16kg；M2为：20kg；M3为：4.26kg；M4为：18.2181kg，通过公式计算出ΔW＝10.7％。
通过实施例1、实施例2和实施例3可以看出，随着水砂混合物的流速和混凝土试件转动速度的增加混凝土试件的质量损失率逐渐提高。
综上所述，本实用新型实施例提供的测试装置能够解决混凝土耐久性研究中缺乏冰—砂—水联合作用下混凝土耐久性研究仪器的问题。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
Claims (8)
1.一种混凝土耐久性测试装置，其特征在于，所述测试装置包括：水和砂下泄机构(1)、混凝土冲磨机构(2)和自动称重机构(3)，
所述水和砂下泄机构(1)包括储砂仓(11)、储水仓(12)和水砂混合仓(13)，所述储砂仓(11)和所述储水仓(12)分别向所述水砂混合仓(13)下泄砂和水形成水砂混合物，所述水砂混合仓(13)将水砂混合物下泄到混凝土冲磨机构(2)；
所述混凝土冲磨机构(2)包括箱体(21)、冰块(22)和驱动件(23)，所述箱体(21)与所述水砂混合仓(13)相互连通，所述冰块(22)的底部与用于测试的混凝土试件(4)相互抵触接触并设置在所述箱体(21)内部，所述冰块(22)的底部上设有水流通道(220)，水砂混合物通过所述水砂混合仓(13)下泄到所述水流通道(220)内，以使水砂混合物顺着所述水流通道(220)进入所述冰块(22)和所述混凝土试件(4)的接触面；所述驱动件(23)与所述混凝土试件(4)连接，用于驱动所述混凝土试件(4)旋转；所述箱体(21)上连接有蓄泥仓(24)，所述蓄泥仓(24)用于收集所述箱体(21)下泄的混凝土和水砂混合物；
所述自动称重机构(3)包括自动称重组件(31)和控制系统(32)，所述自动称重组件(31)与所述控制系统(32)连接，所述自动称重组件(31)用于称量所述储砂仓(11)中砂的重量以及所述蓄泥仓(24)中混凝土和砂的重量。
2.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述储砂仓(11)和储水仓(12)上分别连接有出砂管道(14)和出水管道(15)，所述出砂管道(14)和所述出水管道(15)分别连接到第一管道(16)，所述第一管道(16)连接到所述水砂混合仓(13)上。
3.根据权利要求2所述的测试装置，其特征在于，所述第一管道(16)上连接有压力管道(17)，所述压力管道(17)连接到压力泵(18)上，所述压力泵(18)通过所述压力管道(17)向所述水砂混合仓(13)加压控制水砂混合物的下泄量。
4.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述冰块(22)上开设有通孔(221)，所述冰块(22)的顶部连接有第二管道(25)，所述通孔(221)分别与所述第二管道(25)和所述水流通道(220)相互连通，水砂混合物通过所述第二管道(25)流入所述通孔(221)后顺着所述水流通道(220)进入所述冰块(22)和所述混凝土试件(4)的接触面。
5.根据权利要求4所述的测试装置，其特征在于，所述第二管道(25)上连接有可伸缩管道(26)，所述可伸缩管道(26)上连接有固定件(27)，水砂混合物由所述可伸缩管道(26)进入到所述第二管道(25)。
6.根据权利要求4所述的测试装置，其特征在于，所述混凝土试件(4)上连接钢制半球(41)，所述钢制半球(41)设置在所述通孔(221)内。
7.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述混凝土试件(4)上连接有固定杆(42)，所述固定杆(42)与所述驱动件(23)连接。
8.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，用于称量所述蓄泥仓(24)中混凝土和水砂混合物的重量的所述自动称重组件(31)中设有加热元件(310)。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202223381728.2U CN219121967U (zh) | 2022-12-16 | 2022-12-16 | 一种混凝土耐久性测试装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202223381728.2U CN219121967U (zh) | 2022-12-16 | 2022-12-16 | 一种混凝土耐久性测试装置 |
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| CN219121967U true CN219121967U (zh) | 2023-06-02 |
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Family Applications (1)
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