混凝土耐久性试验装置的制作方法

本发明涉及混凝土耐久性试验技术领域，尤其涉及一种混凝土耐久性试验装置。

背景技术：

混凝土材料耐久性下降和服役性能过早劣化是当前水泥混凝土科学界和工程界最为关注的问题，其中，碳化是造成混凝土耐久性能下降的重要因素之一，因此通常对混凝土进行碳化试验来鉴别混凝土的性能。

目前，在对混凝土进行碳化试验时，二氧化碳发生器向碳化箱内提供二氧化碳气体，二氧化碳气体会与置于碳化箱内的混凝土产生化学反应，当二氧化碳气体的浓度低于要求值时，则使二氧化碳发生器继续向碳化箱内提供二氧化碳气体。

然而，在上述试验过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：二氧化碳发生器向碳化箱内提供的二氧化碳气体浓度无法得到精确控制，碳化箱内的二氧化碳浓度时常处于偏高的状态，影响试验结果的真实度与可靠性。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供一种混凝土耐久性试验装置，能够精确控制箱体内的二氧化碳气体浓度，提高试验结果的真实度与可靠性。

为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：

本发明实施例提供一种混凝土耐久性试验装置，包括：

箱体，所述箱体内通过风孔板被分隔为气源室和试验室，所述风孔板上设置有连通所述气源室与所述试验室的通风孔，所述气源室的侧壁上设置有连通所述气源室的供气管路，所述供气管路上连接有阀门，所述供气管路用于连接二氧化碳发生器，所述试验室的侧壁上设置有箱门；

风送设备，所述风送设备的进风口连通于所述气源室，所述风送设备的出风口连通于所述试验室，其中，所述风送设备的出风口通过所述试验室连通于所述风孔板上的通风孔；

二氧化碳传感器，所述二氧化碳传感器设置于所述试验室内，检测所述试验室内的二氧化碳浓度，所述二氧化碳传感器的测量精度在0.001％-0.01％之间；

控制器，所述控制器分别连接于所述二氧化碳传感器和所述阀门，所述控制器用于接收所述二氧化碳传感器的信号并控制所述阀门的开关。

进一步地，上述混凝土耐久性试验装置还包括：加热装置和制冷装置，分别用于给所述箱体内进行加热和制冷；温度传感器，所述温度传感器设置于所述试验室内；所述控制器分别连接于所述加热装置、所述制冷装置和所述温度传感器，所述控制器用于接收所述温度传感器的信号并控制所述加热装置和所述制冷装置的启闭。

进一步地，上述混凝土耐久性试验装置还包括：加湿器，所述加湿器用于给所述箱体内增加湿度；湿度传感器，所述湿度传感器设置于所述试验室内；所述控制器分别连接于所述加湿器和所述湿度传感器，所述控制器用于接收所述湿度传感器的信号并控制所述加湿器的启闭。

进一步地，上述混凝土耐久性试验装置还包括：加载装置，所述加载装置设置于所述试验室内，所述加载装置包括加载执行部件，所述加载执行部件用于对所述试验室内的试验材料施加载荷。

具体地，所述制冷装置包括相连接的压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器，所述蒸发器设置于所述气源室内。

进一步地，所述箱体的周围包覆有保温层，其中，所述箱门上包覆有所述保温层。

具体地，所述通风孔为等距排列于所述风孔板上的多个通孔。

具体地，所述阀门为电磁阀；所述风送设备为循环风机。

具体地，所述箱门为上翻门，所述箱门与所述箱体的侧壁之间连接有气撑，当所述箱门处于打开状态时，所述气撑支撑起所述箱门。

具体地，所述箱体的底部设置有承重梁结构。

本发明实施例提供的一种混凝土耐久性试验装置，其箱体内被带有通风孔的风孔板分隔为气源室和试验室，气源室与试验室之间通过通风孔连通，气源室内通过连接于供气管路的二氧化碳发生器充入二氧化碳气体，通过风送设备从气源室吸气，并吹送至试验室，以使气源室与试验室内的二氧化碳气体快速流通，从而使二氧化碳传感器快速测到的浓度值即为试验室内各处的二氧化碳浓度值，并且二氧化碳传感器采用较高的测量精度，因此二氧化碳传感器测量试验室内的二氧化碳浓度既快速又准确，控制器根据二氧化碳传感器测得的二氧化碳浓度是否达到要求值来控制阀门的开关，进而实现精确控制箱体内的二氧化碳气体浓度，提高试验结果的真实度与可靠性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种混凝土耐久性试验装置的结构示意图；

图2为图1中的A-A剖视图；

图3为图1的混凝土耐久性试验装置的俯视图；

图4为本发明实施例提供的一种混凝土耐久性试验装置的组成框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供一种混凝土耐久性试验装置，包括：箱体1，箱体1内通过风孔板2被分隔为气源室11和试验室12，结合图2，风孔板2上设置有连通气源室11与试验室12的通风孔21，结合图3，气源室11的侧壁上设置有连通气源室11的供气管路13，供气管路13上连接有阀门14，供气管路13用于连接二氧化碳发生器3，试验室12的侧壁上设置有用于放入试验材料的箱门15；风送设备4，风送设备4的进风口连通于气源室11，风送设备4的出风口连通于试验室12，其中，风送设备4的出风口通过试验室12连通于风孔板2上的通风孔21；二氧化碳传感器51，二氧化碳传感器51设置于试验室12内，检测试验室12内的二氧化碳浓度，二氧化碳传感器51的测量精度在0.001％-0.01％之间；控制器6，参见图4，控制器6分别连接于二氧化碳传感器51和阀门14，控制器6用于接收二氧化碳传感器51的信号并控制阀门14的开关。

下面通过混凝土耐久性试验装置的工作原理对本发明实施例进行具体说明。参见图1至图4，在进行混凝土材料8的碳化试验前，将二氧化碳发生器3连接于供气管路13，此时阀门14处于关闭状态，二氧化碳发生器3内的二氧化碳气体未进入混凝土耐久性试验装置的箱体1内，将混凝土材料8放置于箱体的试验室12内，通常混凝土材料8为方柱形，直立于试验室12内，并且均匀排列放置，然后关上箱门15，开始进入试验阶段：开启供气管路13上的阀门14，使二氧化碳发生器3内的二氧化碳气体通过供气管路13进入箱体1的气源室11，启动风送设备4，风送设备4的进风口吸入气源室11内的气体，然后通过出风口吹入试验室12内，同时，试验室12内的气体又通过风孔板2的通风孔21流至气源室11内，再被风送设备4的进风口吸入，如此反复循环，使箱体1内的气体快速循环起来，从而使得试验室12内的二氧化碳气体浓度匀质性好，以使试验室12内的二氧化碳传感器51能够快速检测到试验室12内各处的二氧化碳浓度值，当二氧化碳传感器51检测到的二氧化碳浓度值达到要求值时，控制器6控制阀门关闭，停止向箱体1的气源室11内供入二氧化碳气体，风送设备4保持工作，继续使箱体1内的气体循环流通，使二氧化碳气体充分接触箱体1内各处的混凝土材料8，使得试验效果好；当二氧化碳传感器51检测到二氧化碳浓度值低于要求值时，控制器6控制阀门14开启，向箱体1的气源室11内供入二氧化碳气体，如此反复循环，直至试验结束。

其中，箱门15与箱体1侧壁之间可设置有密封垫，以保证当箱门15关闭时箱体1内的气体不会泄露出来，以便于更好的控制箱体1内的二氧化碳气体含量。本实施例中，采用的二氧化碳传感器51测量精度较高，配合风送设备4快速循环二氧化碳气体的作用，能够实现二氧化碳传感器51测量试验室12内的二氧化碳浓度又快又准。

本发明实施例提供的一种混凝土耐久性试验装置，其箱体内被带有通风孔的风孔板分隔为气源室和试验室，气源室与试验室之间通过通风孔连通，气源室内通过连接于供气管路的二氧化碳发生器充入二氧化碳气体，通过风送设备从气源室吸气，并吹送至试验室，以使气源室与试验室内的二氧化碳气体快速流通，从而使二氧化碳传感器快速测到的浓度值即为试验室内各处的二氧化碳浓度值，并且二氧化碳传感器采用较高的测量精度，因此二氧化碳传感器测量试验室内的二氧化碳浓度既快速又准确，控制器根据二氧化碳传感器测得的二氧化碳浓度是否达到要求值来控制阀门的开关，进而实现精确控制箱体内的二氧化碳气体浓度，提高试验结果的真实度与可靠性。

本发明实施例的混凝土耐久性试验装置除了能够进行碳化试验外，还可以具有如下功能：

上述混凝土耐久性试验装置还具有控温功能，其中，参见图4，上述混凝土耐久性试验装置还包括：加热装置71和制冷装置72，分别用于给箱体内进行加热和制冷；温度传感器52，结合图3，温度传感器52设置于试验室12内；控制器6分别连接于加热装置71、制冷装置72和温度传感器52，控制器6用于接收温度传感器52的信号并控制加热装置71和制冷装置72的启闭。通常试验室内的温度设定在20℃较为适宜，当然也可以根据需要设定其他温度值，当温度传感器52检测到试验室12内的温度低于设定温度时，控制器6启动加热装置71，使箱体内温度升高，由于箱体内通过风送设备4使气体循环流通，因此箱体内各处的温度很快处于均衡状态，当温度传感器52检测到试验室12内的温度高于设定温度时，控制器6启动制冷装置72，使箱体内的温度降低，同理由于箱体内的气体循环流通，因此箱体内各处的温度很快处于均衡状态，因此混凝土耐久性试验装置的温度控制快速及准确。

上述混凝土耐久性试验装置还具有湿度控制功能，其中，参见图4，上述混凝土耐久性试验装置还包括：加湿器73，加湿器73用于给箱体内增加湿度；湿度传感器53，结合图3，湿度传感器53设置于试验室12内；控制器6分别连接于加湿器73和湿度传感器53，控制器6用于接收湿度传感器53的信号并控制加湿器73的启闭。当湿度传感器53检测到试验室12内的湿度低于设定的湿度值时，控制器6启动加湿器73，使箱体内的湿度提高，通过风送设备4使箱体内的气体循环流通，从而使箱体内较干的气体很快被加湿，直至湿度传感器53检测到试验室12内的湿度达到设定值。而当湿度传感器53检测到试验室12内的湿度高于设定的湿度值时，需要进行除湿，具体方式为：启动制冷装置72，使试验室12内的湿气凝露来降低湿度，此时试验室12内的制冷会造成试验室12内的温度降低，则启动加热装置71来确保试验室12内的温度要求，配合风送设备4使箱体内的气体快速循环流通，使试验室12内各处气体的湿度和温度均衡，利于快速、准确地调控试验室12内的湿度和温度。

上述混凝土耐久性试验装置还具有加载功能，其中，参见图4，上述混凝土耐久性试验装置还包括：加载装置74，加载装置74设置于试验室12内，加载装置74包括加载执行部件741，加载执行部件741用于对试验室12内的试验材料施加载荷。其中，加载执行部件741可以为气缸、电动缸或者其他传动机构等，结合图1和图3，当加载执行部件741对试验室12内的混凝土材料8进行加载试验时，启动加载装置74的加载执行部件741，使加载执行部件741对应于混凝土材料的上方，并且向下对混凝土材料施加均匀载荷，为实现混凝土耐久性试验装置的加载功能具有足够的空间，则混凝土耐久性试验装置的试验室12可设计为卧式长方体形状，多个方柱形的混凝土材料8直立于试验室内，且均匀排列，那么加载执行部件741可相应的设计为多个，每个加载执行部件741对应一个方柱形的混凝土材料8，可控制每个加载执行部件741对试验室12内所有的混凝土材料8进行同时施加载荷，混凝土耐久性试验装置能够实现进行荷载与碳化协同作用下的研究试验。

综上所述，混凝土耐久性试验装置可对混凝土材料进行碳化、干湿循环以及载荷耦合作用下的耐久性能测试，并且对混凝土材料周围的温度进行控制，较全面地模拟混凝土受到多重损伤因素作用下的耐久性能。

如图4所示，关于上述制冷装置72，具体地，制冷装置72包括相连接的压缩机721、冷凝器722、膨胀阀723和蒸发器724，结合图3，蒸发器724设置于气源室11内。其中，压缩机、冷凝器和膨胀阀可设置在箱体外部，蒸发器724设置于气源室11内，压缩机721、冷凝器722、膨胀阀723和蒸发器724构成制冷循环系统，具体工作过程为：压缩机721吸入从蒸发器724出来的较低压力的气体，压缩机721将低压气体压缩后提升为高压气体，为制冷提供动力，高压气体进入冷凝器722，在冷凝器722中冷凝成压力较高的液体，通过膨胀阀723使高压液体节流成为低压液体后，送入蒸发器724中吸热蒸发而成为压力较低的蒸汽，从而完成制冷循环。

如图2所示，为了避免箱体1内的温度冷却过快，则在箱体1的周围包覆有保温层16，其中，箱门上包覆有保温层(图中未示出)。这样更加有利于控制箱体1内的温度，箱体1内的温度变化较小，有助于减少加热装置和制冷装置的启动频率，节约能源。

具体地，图2中，通风孔21为等距排列于风孔板2上的多个通孔。通风孔21是使试验室内的气体流入气源室内的孔，设计为多个均匀排列的孔，相比设计为一个较大的通孔，能够增加一定的流通阻力，以减少风送设备刚吹入试验室内的气体就流回气源室内的情况，以便使风送设备吹入试验室内的气体能够被吹至整个试验室内。

具体地，图3中，阀门14为电磁阀；风送设备4为循环风机。电磁阀的开关时动作时间短，可实现快开和快关，能够更好的控制二氧化碳发生器3送入气源室11内的二氧化碳气体量。风送设备4可采用气泵或者循环风机，然而气泵启动时能够储存一定压力的压缩气体，然后排出，当排空到压力最低设定值时继续压缩气体，不能恒压力输出气体，而循环风机能够持续输出恒定压力的气体，具备长时间运行能力，压力可调，更加有利于顺利进行试验。

具体地，图1中，箱门15为上翻门，箱门15与箱体1的侧壁之间连接有气撑151，当箱门15处于打开状态时，气撑151支撑起箱门15。其中，气撑又叫气弹簧，当箱门15打开时，气撑151支撑起箱门15，使箱门15不会自动关闭，当需要关闭箱门15时，需克服气撑151的支撑力，使箱门15关闭。

具体地，图1中，箱体1的底部设置有承重梁结构17。使得箱体1更加稳固，箱体1内可承重较大荷载，保证箱体1不易变形。

根据以上所述，本发明实施例提供的混凝土耐久性试验装置，通过风送设备从气源室吸气，并吹送至试验室，以使气源室与试验室内的二氧化碳气体快速流通，从而使二氧化碳传感器快速测到的浓度值即为试验室内各处的二氧化碳浓度值，并且二氧化碳传感器采用较高的测量精度，因此二氧化碳传感器测量试验室内的二氧化碳浓度既快速又准确，控制器根据二氧化碳传感器测得的二氧化碳浓度是否达到要求值来控制阀门的开关，进而实现精确控制箱体内的二氧化碳气体浓度，提高试验结果的真实度与可靠性。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。