专利名称：一种海水潮汐区混凝土氯盐侵蚀加速模拟试验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种模拟实验装置，尤其是涉及一种海水潮汐区混凝土氯盐侵蚀 加速模拟试验装置。
背景技术：
在海洋环境下，随着时间的推移，因氯盐的侵蚀，混凝土结构耐久性能不断降低。 处于海水潮汐区的混凝土结构部位，由于扩散、毛细、渗透等作用使氯盐病害更为严重。虽 然潮汐区的混凝土自然暴露试验可以较真实地反映氯离子侵蚀情况，但因试验周期长且重 现性差等原因，目前试验数据尚不足以用来揭示氯离子侵蚀机理、预测混凝土结构耐久性 寿命。因此，加速模拟试验研究氯离子在混凝土中的传输规律的加速模拟试验是一个很好 的选择。目前常用的潮汐区模拟方法主要有手动的干湿循环方法，主要是把混凝土试件在 氯盐溶液中浸泡一定时间后取出放置在一定的温度环境下干燥一段时间后继续放置在氯 盐溶液中浸泡，如此周期性循环进行干湿循环的模拟。该方法在试验中必须有人为的干预 才能进行，对于全国不同潮汐区干湿循环比例变化的情况采用该试验方法比较繁琐，且该 方法不能实现自动控制，浪费人力物力。另外的实现方式有人工气候模拟试验室，人工气候 模拟试验室尽管技术先进、功能全备，但是同时间只能进行一种环境工况的研究，对于不太 需要进行大型试件研究的试验，就会形成资源的浪费。
实用新型内容本实用新型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稳定性高、 结构简单、能够实现自动控制模拟潮汐区氯离子侵蚀过程的海水潮汐区混凝土氯盐侵蚀加 速模拟试验装置。本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现一种海水潮汐区混凝土氯盐侵 蚀加速模拟试验装置，其特征在于，该装置包括试验箱A、水泵A、水位传感器组A、试验箱B、 水泵B、水位传感器组B、电源及控制系统，所述的电源及控制系统包括水位控制器A、微电 脑时控开关A、水位控制器B、微电脑时控开关B，所述的试验箱A和试验箱B底部各设有转 换接头，设在试验箱A底部的转换接头通过水泵进水管与水泵A的进水端连接，水泵A的出 水端伸到试验箱B内，设在试验箱B底部的转换接头通过水泵进水管与水泵B的进水端连 接，水泵B的出水端伸到试验箱A内，所述的水位控制器A与微电脑时控开关A连接，该水 位控制器A的控制输出端与水泵A连接，水位控制器A的输入端与水位传感器组A连接，所 述的水位控制器B与微电脑时控开关B连接，该水位控制器B的控制输出端与水泵B连接， 水位控制器B的输入端与水位传感器组B连接，所述的水位传感器组A设置在试验箱A或 试验箱B内，所述的水位传感器组B设置在试验箱A或试验箱B内。所述的水位传感器组A包括2 4个水位传感器，所述的水位传感器组B包括2 4个水位传感器。与现有技术相比，本实用新型利用微电脑时控开关和水位控制器的联合控制系统
3设定多种干湿循环周期和干湿比例，在给定的环境下进行模拟海水潮汐区的加速干湿循环 试验。该装置有多种控制方式可供选择以满足不同氯盐侵蚀加速试验目的所需。此外，该 装置还具有稳定性高、结构简单、能够实现自动控制模拟潮汐区氯离子侵蚀过程。
图1为本实用新型的结构示意图；图2为图1所示图的俯视图；图3为本实用新型的一种实施例的结构示意图；图4为本实用新型的另一种实施例的结构示意图；图5为采用该装置模拟实验的水泥混凝土氯离子含量分布图。图1中1为试验箱A、2为水泵A、3为试验箱B、4为水泵B、5为电源及控制系统、6 为转换接头。图3中7为水位控制器A、8为微电脑时控开关A、9为水位控制器B、10为微电脑 时控开关B、11为水位传感器Ap 12为水位传感器A2、13为水位传感器A3、14为水位传感器 Bp 15为水位传感器化、16为水位传感器 。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。实施例1如图1、图2、如图3所示，一种海水潮汐区混凝土氯盐侵蚀加速模拟试验装置，该 装置包括试验箱Al、水泵A2、水位传感器组A、试验箱B3、水泵B4、水位传感器组B、电源及 控制系统。电源及控制系统包括水位控制器A7、微电脑时控开关A8、水位控制器B9、微电 脑时控开关B10。试验箱Al和试验箱B3底部各设有转换接头，设在试验箱Al底部的转换 接头通过水泵进水管与水泵A2的进水端连接，水泵A2的出水端伸到试验箱B3内，设在试 验箱B3底部的转换接头通过水泵进水管与水泵B4的进水端连接，水泵B4的出水端伸到试 验箱Al内。水位控制器A7与微电脑时控开关A8连接，该水位控制器A7的控制输出端与 水泵A2连接，水位控制器A7的输入端与水位传感器组A连接。水位控制器B9与微电脑时 控开关BlO连接，该水位控制器B的控制输出端与水泵B4连接，水位控制器B9的输入端与 水位传感器组B连接。水位传感器组A设置在试验箱Al内，水位传感器组B设置在试验箱 B3内。水位传感器组A包括水位传感器~11、水位传感器A212、水位传感器A313，水位传感 器组B包括水位传感器BJ4、水位传感器化15、水位传感器 16。该装置干湿循环制度设定说明试验箱Al中的混凝土试件8 00至20 00为干燥状态，试验箱B3中的混凝土试件 8 00至20 00为盐水浸泡状态；试验箱Al中的混凝土试件20 00至第二天8 00为盐水浸 泡状态，试验箱B中的混凝土试件20 00至第二天8 00为干燥状态。以以上循环方式A、B 箱体中试件交替处于浸泡和干燥状态。初始情况设定微电脑时控开关A8，8 00开，8 05关；微电脑时控开关B10，20 00 开，20:05关。试验箱Al有溶液，试验箱B3无溶液。微电脑时控开关A8的开关KAl断开， 通电后水位控制器A7的开关KA2闭合(因水位达到水位传感器A1)。微电脑时控开关BlO的开关KBl断开，水位控制器B9的开关KB2断开。(1)微电脑时控开关A8的开关KAl在8:00时自动闭合，水位控制器A7的开关KA2 也处于闭合状态，此时微电脑时控开关A8 (KAl闭合)、水位控制器A7(KA2闭合)、水泵A2 之间形成闭合回路，电源接通，水泵A2自动运行，从试验箱Al向试验箱B3抽水。(2)当试验箱Al中水位下降到水位传感器A2以下时水位控制器A7的开关KA2断 开。此时微电脑时控开关A8 (KAl闭合)、水位控制器A7(KA2断开)、水泵A2之间形成断 路，水泵A2停止工作(预计用时3分钟)。依初始设定，微电脑时控开关A8的开关KAl将 在8:05时自动断开。(3)微电脑时控开关BlO的开关KBl在20:00时自动闭合，水位控制器B9的开关 KB2也处于闭合状态(因水位达到水位传感器B1),此时微电脑时控开关BlO (KBl闭合)、水 位控制器B9 (KB2闭合)、水泵B4之间形成闭合回路，电源接通，水泵B4自动运行，从试验箱 B3向试验箱Al抽水。(4)当试验箱B3中水位下降到水位传感器化以下时水位控制器B9的开关KB2断 开。此时微电脑时控开关BlO (KBl闭合)、水位控制器B9(KB2断开)、水泵B4之间形成断 路，水泵B4停止工作(预计用时3分钟)。依初始设定，微电脑时控开关BlO的开关KBl将 在20:05时自动断开。(5)按(1) (4)循环运行，实现试验箱Al中的混凝土试件8 00至20 00为干燥 状态，试验箱B3中的混凝土试件8 00至20 00为盐水浸泡状态；试验箱Al中的混凝土试 件20 00至第二天8 00为盐水浸泡状态，试验箱B3中的混凝土试件20 00至第二天8 00 为干燥状态。以以上循环方式A、B箱体中试件交替处于浸泡和干燥状态循环下去。如图5所示，其中的浸润时间比例ta为浸润时间与全日潮潮汐周期(取为MO 的比值。根据干湿循环氯离子Cl-含量(混凝土质量的)加速侵蚀试验过程各个部件 工作状态记录，显示了该试验装置严格按照根据设定的时间工作，证明了装置的稳定性和 可靠性。实施例2如图4所示，一种海水潮汐区混凝土氯盐侵蚀加速模拟试验装置，该装置包括试 验箱Al、水泵A2、水位传感器组A、试验箱B3、水泵4、水位传感器组B、电源及控制系统。 电源及控制系统包括水位控制器A7、微电脑时控开关A8、水位控制器B9、微电脑时控开关 BlO0试验箱Al和试验箱B3底部各设有转换接头6，设在试验箱Al底部的转换接头通过水 泵进水管与水泵A2的进水端连接，水泵A2的出水端伸到试验箱B3内，设在试验箱B3底部 的转换接头通过水泵进水管与水泵B4的进水端连接，水泵B4的出水端伸到试验箱Al内。 水位控制器A7与微电脑时控开关A8连接，该水位控制器A7的控制输出端与水泵A2连接， 水位控制器A7的输入端与水位传感器组A连接。水位控制器B9与微电脑时控开关BlO连 接，该水位控制器B9的控制输出端与水泵B4连接，水位控制器B9的输入端与水位传感器 组B连接，水位传感器组A设置在试验箱B3内，水位传感器组B设置在试验箱Al内，水位 传感器组A包括水位传感器AJ1、水位传感器A212、水位传感器A313。水位传感器组B包括 水位传感器BJ4、水位传感器化15、水位传感器 16。该装置干湿循环制度设定说明试验箱Al中的混凝土试件8 00至20 00为干燥状态，试验箱B3中的混凝土试件8 00至20 00为盐水浸泡状态；试验箱Al中的混凝土试件20 00至第二天8 00为盐水浸 泡状态，试验箱B3中的混凝土试件20:00至第二天8:00为干燥状态。以上循环方式A、B 箱体中试件交替处于浸泡和干燥状态。初始情况设定微电脑时控开关A8，8:00开，8:05关；微电脑时控开关B10，20 00 开，20:05关。试验箱Al有溶液，试验箱B3无溶液。微电脑时控开关A8的开关KAl断开， 通电后水位控制器A7的开关KA2闭合(因水位低于水位传感器A2)。微电脑时控开关BlO 的开关KBl断开，水位控制器B9的开关KB2断开。(1)微电脑时控开关A8的开关KAl在8:00时自动闭合，水位控制器A7的开关KA2 也处于闭合状态，此时微电脑时控开关A8 (KAl闭合)、水位控制器A7(KA2闭合)、水泵A2 之间形成闭合回路，电源接通，水泵A2自动运行，从试验箱Al向试验箱B3抽水。(2)当试验箱B3中水位上升到水位传感器A1Il时，水位控制器A7的开关KA2断 开，此时微电脑时控开关A8 (KAl闭合)、水位控制器A7 (KA2断开)、水泵A2之间形成断路， 水泵A2停止工作(预计用时3分钟)。依初始设定，微电脑时控开关A8的开关KAl将在 8:05时自动断开。(3)微电脑时控开关BlO的开关KBl在20:00时自动闭合，水位控制器B9的开关 KB2也处于闭合状态(因水位低于水位传感器化15)，此时微电脑时控开关BlO (KBl闭合)、 水位控制器B9 (KB2闭合)、水泵B4之间形成闭合回路，电源接通，水泵B4自动运行，从试验 箱B3向试验箱Al抽水。(4)当试验箱Al中水位上升到水位传感器B1H时水位控制器B9的开关KB2断 开，此时微电脑时控开关B10(KB1闭合)、水位控制器B9(KB2断开)、水泵B4之间形成断路， 水泵B4停止工作(预计用时3分钟)。依初始设定，微电脑时控开关BlO的开关KBl将在 20:05时自动断开。(5)按(1) (4)循环运行，实现试验箱Al中的混凝土试件8 00至20 00为干燥 状态，试验箱B3中的混凝土试件8 00至20 00为盐水浸泡状态；试验箱Al中的混凝土试 件20 00至第二天8 00为盐水浸泡状态，试验箱B3中的混凝土试件20 00至第二天8 00 为干燥状态。以以上循环方式A、B箱体中试件交替处于浸泡和干燥状态循环下去。
权利要求1.一种海水潮汐区混凝土氯盐侵蚀加速模拟试验装置，其特征在于，该装置包括试验 箱A、水泵A、水位传感器组A、试验箱B、水泵B、水位传感器组B、电源及控制系统，所述的电 源及控制系统包括水位控制器A、微电脑时控开关A、水位控制器B、微电脑时控开关B，所述 的试验箱A和试验箱B底部各设有转换接头，设在试验箱A底部的转换接头通过水泵进水 管与水泵A的进水端连接，水泵A的出水端伸到试验箱B内，设在试验箱B底部的转换接头 通过水泵进水管与水泵B的进水端连接，水泵B的出水端伸到试验箱A内，所述的水位控制 器A与微电脑时控开关A连接，该水位控制器A的控制输出端与水泵A连接，水位控制器A 的输入端与水位传感器组A连接，所述的水位控制器B与微电脑时控开关B连接，该水位控 制器B的控制输出端与水泵B连接，水位控制器B的输入端与水位传感器组B连接，所述的 水位传感器组A设置在试验箱A或试验箱B内，所述的水位传感器组B设置在试验箱A或 试验箱B内。
2.根据权利要求1所述的一种海水潮汐区混凝土氯盐侵蚀加速模拟试验装置，其特征 在于，所述的水位传感器组A包括2 4个水位传感器，所述的水位传感器组B包括2 4 个水位传感器。
专利摘要本实用新型涉及一种海水潮汐区混凝土氯盐侵蚀加速模拟试验装置，该装置包括试验箱A、水泵A、水位传感器组A、试验箱B、水泵B、水位传感器组B、电源及控制系统，所述的电源及控制系统包括水位控制器A、微电脑时控开关A、水位控制器B、微电脑时控开关B。与现有技术相比，本实用新型具有稳定性高、结构简单、能够实现自动控制模拟潮汐区氯离子侵蚀过程等优点。
文档编号G01N17/00GK201844965SQ20102057995
公开日2011年5月25日 申请日期2010年10月27日 优先权日2010年10月27日
发明者张伟平, 张庆章, 顾祥林, 黄庆华 申请人:同济大学