一种海洋混凝土劣化模拟装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种海洋混凝土劣化模拟装置，包括压力罐、试样搁架、叶轮和电动机，所述的叶轮安装在压力罐内，叶轮轴穿过安装在压力罐上的轴封伸出压力罐，由电动机驱动。本实用新型通过叶轮搅动压力罐中的海水模拟液形成水流模拟水下海流对钢筋混凝土劣化产生的影响，通过调整压力罐中的压力可以模拟不同的海下深度，可为深海钢筋混凝土结构设计和安全服役提供较为准确的数据。
【专利说明】一种海洋混凝土劣化模拟装置
[【技术领域】]
[0001]本实用新型涉及混凝土劣化试验，尤其涉及一种海洋混凝土劣化模拟装置。
[【背景技术】]
[0002]海洋混凝土材性劣化机理和规律是钢筋混凝土跨海大桥等基础设施和重大海工构筑物性能保障研究的关键科学问题。在海洋环境中，跨海桥梁、海底隧道、港工码头等混凝土工程经受着结构工作荷载、海水压力、海流冲刷以及海洋侵蚀性介质的多重作用。由于提取现场监测技术数据和获得劣化海洋结构构件存在诸多实际困难，简便有效地获取海工混凝土模拟试件成为其基本力学和耐久性能研究的技术关键。
[0003]国际材料与结构研究实验联合会(RILEM)下的期刊《Material and structures))1993 年(第 26 卷)，(546—556)页，刊登了 G.VAN DER WEGEN, J.BI JEN, R.VAN SELST 的署名文章“混凝土在高压海水影响下的性状表现”，(G.VAN DER WEGEN, J.BI JEN, R.VAN SELSTBehaviour of concrete affected by sea-water under high pressure Materials andStructures, 1993，26，549-556)文章公开了一种压力容器可以持续施加压力达数年以上，同时对氯离子、钾离子渗透等进行观察。然而该实验装置的缺点是静水放置。众所周知即使在深海中海流速度也不是为零的，在海下IOOOm左右的深度，平均速度可以达到0.2m/s,海流的冲刷作用使得离子化合物无法大量堆积在混凝土表面，所以必然会降低单位时间内离子的渗透深度。用在静水压力情况下获得的实验数据来分析海下结构中的恒定、持续的受力和海流冲刷的情况必然会有相当的误差。
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【发明内容】
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[0004]本实用新型要解决的技术问题是提供一种可以模拟水下海流对钢筋混凝土劣化影响的海洋混凝土劣化模拟装置。
[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是，一种海洋混凝土劣化模拟装置，包括压力罐、试样搁架、叶轮和电动机，所述的叶轮安装在压力罐内；叶轮轴穿过安装在压力罐上的轴封伸出压力罐，由电动机驱动。
[0006]以上所述的海洋混凝土劣化模拟装置，压力罐包括下出水阀接头、上出水阀接头、压力表接头和加压阀接头。
[0007]以上所述的海洋混凝土劣化模拟装置，压力罐包括罐体和封盖，封盖封闭罐体顶部的开口 ；叶轮安装在罐体的下部；所述的下出水阀接头布置在罐体下部，上出水阀接头、压力表接头和加压阀接头布置在封盖上。
[0008]以上所述的海洋混凝土劣化模拟装置，罐体为立式的开口圆罐，叶轮轴穿过圆罐的te底。
[0009]以上所述的海洋混凝土劣化模拟装置，包括下出水阀、上出水阀、压力表、加压阀和加压泵，下出水阀接下出水阀接头、上出水阀接上出水阀接头、压力表接压力表接头，力口压泵通过加压阀接加压阀接头。[0010]以上所述的海洋混凝土劣化模拟装置，包括控制电路，控制电路包括控制器、压力变送器，压力变送器接压力表接头，压力变送器的压力信号输出端接控制器；加压阀是电控阀，加压阀和加压泵接控制器的控制信号输出端。
[0011]以上所述的海洋混凝土劣化模拟装置，所述的电动机是变频伺服电机，变频伺服电机的控制〗而接控制器。
[0012]以上所述的海洋混凝土劣化模拟装置，沿罐体的轴向布置复数个试样搁架。
[0013]本实用新型海洋混凝土劣化模拟装置通过叶轮搅动压力罐中的海水模拟液形成水流模拟水下海流对钢筋混凝土劣化产生的影响，通过调整压力罐中的压力可以模拟不同的海下深度，可为深海钢筋混凝土结构设计和安全服役提供较为准确的数据。
[【专利附图】
【附图说明】]
[0014]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的说明。
[0015]图1是本实用新型实施例海洋混凝土劣化模拟装置的剖视图。
[0016]图2是本实用新型实施例海洋混凝土劣化模拟装置的俯视图。
[0017]图3是本实用新型实施例试样搁架的主视图。
[0018]图4是本实用新 型实施例试样搁架的俯视图。
[【具体实施方式】]
[0019]本实用新型实施例海洋混凝土劣化模拟装置的结构如图1至图4所示，包括压力罐100、三个混凝土试样200、三个试样搁架10、叶轮组件300和变频伺服电动机(图中未示出)。
[0020]压力罐100包括罐体I和封盖2。罐体I为立式的开口圆罐，圆形的封盖2用12个螺栓3和密封垫4封闭罐体I顶部的开口。
[0021]三个试样搁架10沿罐体I的轴向布置，每个试样搁架10上放置一个混凝土试样200。如图3和图4所示，试样搁架10用钢筋制成，便于水流流动。
[0022]叶轮组件300包括叶轮8、叶轮轴7、轴承座5和轴封6，轴承座5和轴封6固定在罐体的底板101上，叶轮轴7由轴承座5和轴封6支承和密封。叶轮8位于在罐体I的下部，固定在叶轮轴7的上端；叶轮轴7的下端由变频伺服电动机驱动。
[0023]下出水阀接头102布置在罐体I的底板101上，连接下出水阀。上出水阀接头201、压力表接头202和加压阀接头203布置在封盖2上。上出水阀接头201接上出水阀，压力表接头202接压力表和压力变送器，加压泵通过加压阀接加压阀接头203。
[0024]控制电路包括控制器，压力变送器的压力信号输出端接控制器。加压阀是电控阀，加压阀和加压泵接控制器的控制信号输出端。变频伺服电机的控制端接控制器。
[0025]当压力罐100中的压力低于设定压力时，控制器打开加压阀和加压泵向压力罐100加压。当压力罐100中的压力达到预定压力时，控制器关闭加压阀和加压泵。
[0026]进行模拟试验时，将三个混凝土试样200放入压力罐100中的试样搁架10上，关闭下出水阀，把海水模拟液灌入罐体I内直至同顶边沿持平后停止灌注。用12个螺栓3将封盖2与罐体I进行密封。
[0027]打开加压泵开始对罐体I进行加压，当上出水阀开始往外溢水时，关闭上出水阀。继续加压直到压力计显示预期压力值时，保持加压泵压力值不变。当压力计所示压力值开始下降时，压力变送机通过控制器启动加压泵，给罐体I开始输入持续水压，直到压力计达到预定水压值时，压力变送器传导信号给控制器使加压泵停止输压。
[0028]通过控制器打开变频伺服马达开关进行海流模拟，根据不同的海浪谱所推导出的海流速度的需要对变频伺服马达进行调整。最后根据需要获得的数值的具体周期来确定运行时间。
[0029]达到预定模拟时间后，关闭加压泵和变频伺服马达电源，当罐体I内部压力降低到安全值后，打开上出水阀和下出水阀将海水模拟液排出。海水模拟液需经处理后可排入下水道。取出混凝土试样200，进行相应的数据分析和进一步的研究。
[0030]本实用新型以上实施例可以对海工结构中，如海港、桥梁、石油钻井平台的桥墩、柱子在承受巨大的三向压力、海流冲击、温度等因素情况下，氯离子的扩散速度的模拟从而得出相应的实验值，为正确的给出钢筋混凝土在深海情况下的结构设计和安全服役使命提供重要参数。
[0031]本实用新型以上实施例用高压泵对压力罐内的试样进行持续加压从而获得对海下实际情况的模拟，并打通过叶轮搅动水流进行海流模拟，根据不同的海流速需要对伺服马达进行调整。最后根据需要获得的数值的具体周期来判定运行时间。
[0032]本实用新型以上实施例的压力值可以根据需要的海水深度的不同进行调节，水流速度也可以根据实际情况进行调整，使用方便，能够较为真实地模拟深度达300m的深海环境。
【权利要求】
1.一种海洋混凝土劣化模拟装置，包括压力罐和试样搁架，其特征在于，包括叶轮和电动机，所述的叶轮安装在压力罐内；叶轮轴穿过安装在压力罐上的轴封伸出压力罐，由电动机驱动。
2.根据权利要求1所述的海洋混凝土劣化模拟装置，其特征在于，压力罐包括下出水阀接头、上出水阀接头、压力表接头和加压阀接头。
3.根据权利要求2所述的海洋混凝土劣化模拟装置，其特征在于，压力罐包括罐体和封盖，封盖封闭罐体顶部的开口 ；叶轮安装在罐体的下部；所述的下出水阀接头布置在罐体下部，上出水阀接头、压力表接头和加压阀接头布置在封盖上。
4.根据权利要求3所述的海洋混凝土劣化模拟装置，其特征在于，罐体为立式的开口圆罐,叶轮轴穿过圆罐的罐底。
5.根据权利要求2所述的海洋混凝土劣化模拟装置，其特征在于，包括下出水阀、上出水阀、压力表、加压阀和加压泵，下出水阀接下出水阀接头、上出水阀接上出水阀接头、压力表接压力表接头，加压泵通过加压阀接加压阀接头。
6.根据权利要求5所述的海洋混凝土劣化模拟装置，其特征在于，包括控制电路，控制电路包括控制器、压力变送器，压力变送器接压力表接头，压力变送器的压力信号输出端接控制器；加压阀是电控阀，加压阀和加压泵接控制器的控制信号输出端。
7.根据权利要求6所述的海洋混凝土劣化模拟装置，其特征在于，所述的电动机是变频伺服电机，变频伺服电机的控制端接控制器。
8.根据权利要求4所述的海洋混凝土劣化模拟装置，其特征在于，沿罐体的轴向布置复数个试样搁架。
【文档编号】G01N17/00GK203705317SQ201420063542
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2014年2月12日 优先权日:2014年2月12日
【发明者】李大望, 黄桐, 邢锋, 王文宇, 朱正谋, 杨约民 申请人:深圳大学