一种混凝土硫酸盐腐蚀的试验装置及试验方法
【专利摘要】一种混凝土硫酸盐腐蚀的试验装置及试验方法，属于混凝土的试验装置及试验方法。装置包括钢箱体放在反力架上，混凝土箱放在钢箱体中，钢箱盖和混凝土箱之间以及钢箱盖与钢箱体之间放置密封条；钢箱盖上面放置加载支座和加载板，压力传感器和千斤顶置于加载板上，压力传感器抵住分配梁；加压系统通过管道与钢箱盖上的加压口连接，钢箱体、混凝土箱和钢箱盖组成一个密封空间；试验方法是将钢箱体放在反力架上，在混凝土箱和钢箱体之间加满硫酸盐溶液，盖上钢箱盖；硫酸盐腐蚀溶液通过加压系统实现溶液压力的模拟；混凝土通过反力架和千斤顶施加持续的荷载。其结构简单，操作方便，能满足地下混凝土结构硫酸盐腐蚀试验的要求。
【专利说明】一种混凝土硫酸盐腐蚀的试验装置及试验方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种混凝土的试验装置及试验方法，特别是一种混凝土硫酸盐腐蚀的试验装置及试验方法
【背景技术】
[0002]在地下结构混凝土的耐久性研宄中，混凝土的硫酸盐腐蚀问题是最为复杂和严重的。地下结构的混凝土不是处于自由状态下，而是由于上部土层的压力而处于持续的受力状态下，同时地下水位之下的混凝土结构，其周边的地下水还具有水头压力。当地下的土壤或地下水中存在对混凝土腐蚀作用的盐如硫酸盐时，混凝土在受到上部土层压力的同时还受到周边含有硫酸盐溶液的腐蚀，并且该硫酸盐溶液还具有一定的水头压力，水头压力的大小随着混凝土在地下水位以下的深度的增大而增大。
[0003]为了对混凝土的硫酸盐腐蚀机理和腐蚀速度进行研宄，需要相应试验装置和试验方法，而传统的试验往往是将制作好的混凝土试块或者试件直接浸泡在一定浓度的硫酸盐溶液中，没有能够考虑混凝土所受到的荷载作用，更无法考虑硫酸盐溶液的压力对混凝土硫酸盐腐蚀的影响。而不管是混凝土所受到的荷载作用还是硫酸盐溶液的压力水平都对腐蚀速率起着不可忽略的影响。但在传统的研宄中由于缺少相应的试验装置和试验方法导致这两方面的重要影响因素无法在试验中同时加以考虑。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是的供一种混凝土硫酸盐腐蚀的试验装置及试验方法，以解决现有混凝土硫酸盐腐蚀试验中不能同时对混凝土施加竖向持续荷载和为硫酸盐溶液提供持续的水头压力的问题。
[0005]为了实现上述目的，本发明的混凝土硫酸盐腐蚀试验装置，包括加压系统、反力架、分配梁、压力传感器、千斤顶、加载板、钢箱体、混凝土箱、钢箱盖、加载支座、加压口、密封条和螺栓；所述钢箱体放在反力架上，混凝土箱放在钢箱体中，在混凝土箱和钢箱体之间加满硫酸盐溶液，盖上钢箱盖，钢箱盖和混凝土箱之间以及钢箱盖与钢箱体之间设有密封条，并且拧紧螺栓；钢箱盖上面放置加载支座和加载板，压力传感器和千斤顶置于加载板上，压力传感器抵住分配梁；加压系统通过管道与钢箱盖上的加压口连接，钢箱体、混凝土箱和钢箱盖组成一个密封空间，钢箱盖上设有通入硫酸盐腐蚀溶液的入口，入口经连通管与加压系统相连，通过对硫酸盐腐蚀溶液加压实现溶液压力的模拟；混凝土箱的箱壁混凝土则通过反力架和千斤顶施加持续的荷载。
[0006]采用上述试验装置，同时对混凝土施加竖向持续荷载和为硫酸盐溶液提供持续的水头压力，混凝土硫酸盐腐蚀的试验方法的具体步骤是:
[0007]I)、根据需要进行试验的混凝土配合比制作混凝土箱；
[0008]2)、将完成养护的混凝土箱放置在钢箱体中；
[0009]3)、在混凝土箱和钢箱体之间加满试验所需浓度的硫酸盐溶液；
[0010]4)、盖上钢箱盖，并且通过在钢箱盖与钢箱体和混凝土箱之间放置密封条并且拧紧螺栓确保密封性；
[0011]5)、钢箱盖上放置加载支座和加载板，再放上千斤顶和压力传感器和上部的分配梁；
[0012]6)、通过顶升千斤顶实现对混凝土箱的箱壁混凝土施加和保持持续的荷载；
[0013]7)、通过加压系统将硫酸盐溶液压入钢箱体内来实现和保持持续的硫酸盐溶液压力。
[0014]有益效果，由于采用了上述方案，在实验室条件下实现模拟地下结构在硫酸盐腐蚀的环境，在硫酸盐溶液的水头压力及混凝土受到竖向荷载的条件下，实现对混凝土硫酸盐腐蚀速率的研宄。方法确定了钢箱体、混凝土箱与钢箱盖组成的体系和反力架的组合方式，确定了水压力和持续荷载的施加方法及控制方式。本试验装置和试验方法弥补了传统硫酸盐腐蚀试验的不足，能够同时对混凝土施加竖向持续荷载和为硫酸盐溶液提供持续的水头压力，使得混凝土的硫酸盐腐蚀试验更加接近实际的状态，而研宄结果才具有可信性和实用性。原理简单，使用方便，且计算结果能满足工程实践的要求，具有广泛的实用性。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本发明的结构示意图。
[0016]图2为钢箱体与混凝土箱组合示意剖面图。
[0017]图3为钢箱体与混凝土箱组合示意平面图。
[0018]图4为反力架与分配梁组合示意图。
[0019]图中:1_反力架，2-分配梁，3-压力传感器，4-千斤顶，5-加载板，6-钢箱体，7-混凝土箱，8-加压系统，9-硫酸盐溶液，10-钢箱盖，11-加载支座，12-加压口，13-密封条，14-螺栓。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图对本发明的实施例作进一步的说明:
[0021]本发明的混凝土硫酸盐腐蚀的试验装置包括--反力架1、分配梁2、压力传感器3、千斤顶4、加载板5、钢箱体6、混凝土箱7、加压系统8、硫酸盐溶液9、钢箱盖10、加载支座11、加压口 12、密封条13及螺栓14 ;钢箱体6放在反力架I上，混凝土箱7放在钢箱体6中，在混凝土箱7和钢箱体6之间加满硫酸盐溶液9，盖上钢箱盖10，钢箱盖10和混凝土箱7之间以及钢箱盖10与钢箱体6之间放置密封条13，并且拧紧螺栓14 ;钢箱盖10上面放置加载支座11和加载板5，压力传感器3和千斤顶4置于加载板5上，压力传感器3抵住分配梁2 ;加压系统8通过管道与钢箱盖10上的加压口 12连接，将硫酸盐溶液9压入，钢箱体
6、混凝土箱7和钢箱盖10组成一个密封空间，其中的硫酸盐溶液7通过加压系统8加压实现溶液压力的模拟；混凝土箱7的箱壁混凝土则通过反力架I和千斤顶4施加持续的荷载。
[0022]采用上述试验装置，同时对混凝土施加竖向持续荷载和为硫酸盐溶液提供持续的水头压力，混凝土硫酸盐腐蚀的试验方法的具体步骤是:
[0023]I)、根据需要进行试验的混凝土配合比制作混凝土箱；
[0024]2)、将完成养护的混凝土箱放置在钢箱体中；
[0025]3)、在混凝土箱和钢箱体之间加满试验所需浓度的硫酸盐溶液；
[0026]4)、盖上钢箱盖，并且通过在钢箱盖与钢箱体和混凝土箱之间放置密封条并且拧紧螺栓确保密封性；
[0027]5)、钢箱盖上放置加载支座和加载板，再放上千斤顶和压力传感器和上部的分配梁；
[0028]6)、通过顶升千斤顶实现对混凝土箱的箱壁混凝土施加和保持持续的荷载；
[0029]7)、通过加压系统将硫酸盐溶液压入钢箱体内来实现和保持持续的硫酸盐溶液压力。
[0030]本发明应用于在实验室条件下实现模拟地下结构在硫酸盐腐蚀环境中，存在硫酸盐溶液的水头压力及混凝土受到竖向荷载的条件下，混凝土硫酸盐腐蚀速率的研宄。方法确定了钢箱体、混凝土箱与钢箱盖组成的体系和反力架的组合方式，确定了水压力和持续荷载的施加方法及控制方式。
【权利要求】
1.一种混凝土硫酸盐腐蚀试验装置，包括加压系统、其特征是还包括反力架、分配梁、压力传感器、千斤顶、加载板、钢箱体、混凝土箱、钢箱盖、加载支座、加压口、密封条和螺栓；所述钢箱体放在反力架上，混凝土箱放在钢箱体中，在混凝土箱和钢箱体之间加满硫酸盐溶液，盖上钢箱盖，钢箱盖和混凝土箱之间以及钢箱盖与钢箱体之间设有密封条，并且拧紧螺栓；钢箱盖上面放置加载支座和加载板，压力传感器和千斤顶置于加载板上，压力传感器抵住分配梁；加压系统通过管道与钢箱盖上的加压口连接，钢箱体、混凝土箱和钢箱盖组成一个密封空间，钢箱盖上设有通入硫酸盐腐蚀溶液的入口，入口经连通管与加压系统相连，通过对硫酸盐腐蚀溶液加压实现溶液压力的模拟；混凝土箱的箱壁混凝土则通过反力架和千斤顶施加持续的荷载。
2.利用权利要求1所述混凝土硫酸盐腐蚀试验装置的试验方法，其特征是:同时对混凝土施加竖向持续荷载和为硫酸盐溶液提供持续的水头压力，混凝土硫酸盐腐蚀的试验方法的具体步骤是: 1)、根据需要进行试验的混凝土配合比制作混凝土箱； 2)、将完成养护的混凝土箱放置在钢箱体中； 3)、在混凝土箱和钢箱体之间加满试验所需浓度的硫酸盐溶液； 4)、盖上钢箱盖，并且通过在钢箱盖与钢箱体和混凝土箱之间放置密封条并且拧紧螺栓确保密封性； 5)、钢箱盖上放置加载支座和加载板，再放上千斤顶和压力传感器和上部的分配梁； 6)、通过顶升千斤顶实现对混凝土箱的箱壁混凝土施加和保持持续的荷载； 7)、通过加压系统将硫酸盐溶液压入钢箱体内来实现和保持持续的硫酸盐溶液压力。
【文档编号】G01N17/00GK104458556SQ201410805415
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月22日 优先权日:2014年12月22日
【发明者】杜健民, 吴骏晖, 于贵霞, 韩晓丽, 邵亮亮 申请人:中国矿业大学