一种混凝土抗氯离子渗透性测量装置的制作方法

本实用新型属于土木工程材料性能测试设备技术领域，涉及一种混凝土抗氯离子渗透性测量装置，采用交流电直观且快速的测量硬化水泥基材料的抗氯离子渗透性。

背景技术：
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建筑工程中的混凝土结构构件在服役的生命周期内，在经受冻融、碳化、酸碱腐蚀或碱-骨料反应的影响下，使用功能和结构安全会遭到破坏；自20世纪60年代以来，混凝土的耐久性问题越来越受到专家学者的重视，是当前土木工程界不容忽视的问题之一；经过多年研究发现，影响混凝土耐久性的各种破坏机理都与混凝土的渗透性有关：A.M.内维尔指出：“为了得到耐久的混凝土，必须相应的提高抗渗性。”这一思想在诸多文献中得以体现，混凝土的渗透性越低，其抵抗水和侵蚀性介质侵入的能力就越低，所以，渗透性(或称抗渗性)是评价混凝土耐久性的重要指标；混凝土的渗透性是指气体、液体或离子受压力、化学势或电场作用在混凝土中渗透、扩散或迁移的难易程度。

现有技术中，测量混凝土抗氯离子渗透性的设备多种多样：中国专利200410043839.X公开的混凝土渗透性测量装置包含试样部分、水管、压力调节器、电机、储液罐、逆止阀、联轴器、测量电路、A/D电路、计算机，试样部分上下两端分别与两个水管的一端连通，两个水管的另一端汇接并与储液罐的底部连通，储液罐的上半部通过逆止阀与压力调节器的输出端连接，试样部分的左端、右端分别由导线与测量电路的两个输入端连接，测量电路的输出端与A/D电路的输入端连接，A/D电路的输出端与计算机的数据输入端连接，计算机的输出端与电机的控制端连接，电机的输出端通过联轴器与压力调节器的输入端连接；中国专利201020257433.2公开的一种混凝土渗透性测试装置包括土工三轴仪、压力容腔、加压帽、透水石、上游水管和下游水管，压力容腔呈圆筒状，混凝土试样设于压力容腔中部，混凝土试样外侧套设有橡皮膜，该试样上端设有上透水石，试样下端设有下透水石，上透水石和下透水石位于压力容腔内，上透水石上端设有压力帽，加压帽上端与土工三轴仪的压杆相接触，上游水管穿过加压帽与上透水石上端面接触，下游水管前端与下透水石相接触；中国专利200920278339.2公开的一种混凝土渗透性测试仪包括主机和电子控制器，所述主机由储水容器、机箱、基座、底环组成，储水容器固接在机箱的上方，基座固接在机箱的下方，底环固接在基座的下方，底环的中心设置有大圆孔，基座的中心设置有锥形的加注腔，该加注腔的底端孔口与所述底环中心的大圆孔对应吻合，加注腔的两侧分别设置有左、右导水管，所述储水容器的顶部设置有加水孔，储水容器的底部设置有左、右排水孔，机箱内设置有导气管和左、右进水管，导气管的进口与机箱侧壁上的注射器插嘴连通，导气管的出口与加注腔的顶端孔口连通，左、右进水管的上端分别与储水容器底部的左、右排水孔连通，左、右进水管的下端分别与加注腔两侧的左、右导水管连通，导气管上安装有一号电磁阀和压力传感器，压力传感器设置在一号电磁阀出口侧的管线上，左进水管上安装有微型水泵和二号电磁阀，二号电磁阀设置在微型水泵出口侧的管线上，右进水管上安装有压力泵和三号、四号电磁阀，三号、四号电磁阀分别设置在压力泵的入口侧和出口侧的管线上，所述压力传感器、压力泵以及一号、二号、三号、四号电磁阀都通过导线与机箱侧壁上的接线座连接，接线座通过电缆与电子控制器连接；中国专利201310330466.3公开的恒压混凝土渗透性测试装置包括渗透仪，渗透仪包括压力水容缸和试件槽，压力水容缸上端封闭且设有调压阀和进气阀，进气阀同时作为进水阀，压力水容缸下端开口且与试件槽的内腔上端开口处密闭连接，试件槽内腔上下贯通，试件槽的内壁设置有隔垫，待测试件安装在隔垫内，待测试件的周侧及上下端面边缘均与隔垫贴合，试件槽压紧隔垫和待测试件，试件槽下方设置盛水容器，盛水容器置于天平上；中国专利201621268865.7公开的一种简易测试混凝土渗透性的装置包括测试腔，测试腔上部和下部分别设置有顶板和底板；顶板和底板四周分别设置有左螺栓杆和右螺栓杆；测试腔侧面设置有橡皮圈；底板下部连接有不锈钢管；底板下部中间位置设置有下部防水螺栓；顶板上部中间位置设置有上部防水螺栓；左螺栓杆和右螺栓杆的上部和下部均设置有固定螺母；测试腔中间位置设置有移液管；移液管穿过顶板设置；中国专利201710453080.X公开的一种混凝土渗透性测试装置包括中套、设置在中套顶部的上立盖，以及设置在中套底部的下立盖，还包括上支架和下支架，所述上支架与下支架之间形成用于放置混凝土试样的空间，所述上支架上设置有穿过上立盖的上气体接口，上支架与混凝土试样之间形成上空腔，所述上空腔与上气体接口连通，所述下支架上设置有穿过下立盖的下气体接口，下支架与混凝土试样之间形成下空腔，所述下空腔与下气体接口连通；以上专利产品在测量混凝土抗氯离子渗透性时或存在测量结果不直观，或存在测量成本高，或存在测量过程复杂，或存在测量结果不准确等问题。因此，研发设计一种测量过程简单、测量速度快、测量成本低和测量结果精确的混凝土抗氯离子渗透性测量装置，利用交流电实现直观和快速测量混凝土抗氯离子渗透性的功效，具有社会和经济价值。

技术实现要素：
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本实用新型的目的在于克服现有技术存在的缺点，研发设计一种测量过程简单、测量速度快、测量成本低和测量结果精确的混凝土抗氯离子渗透性测量装置，利用交流电实现直观和快速测量混凝土抗氯离子渗透性的功效。

为了实现上述目的，本实用新型涉及的混凝土抗氯离子渗透性测量装置的主体结构包括交流信号发生器、导线、试验槽、显示器、电路平衡控制器和机箱；内空式矩形结构的机箱的内部设置有交流信号发生器、显示器和电路平衡控制器，电路平衡控制器的主体结构包括标准电阻、比较器和数字电位器，2个标准电阻串联后与数字电位器和混凝土试件组成的串联线路并联，形成电桥，比较器连接在电桥的中间，用于比较电桥两边的电压，交流信号发生器的正负极分别通过导线与试验槽电连接，混凝土试件置于两个试验槽之间，与交流信号发生器的负极连接的导线上串联有显示器和电路平衡控制器；交流信号发生器、导线、试验槽和显示器；交流信号发生器的正负极分别通过导线与试验槽电连接，混凝土试件置于两个试验槽之间，其中一根导线上串联有显示器；试验槽的结构包括槽体、螺栓孔、试件槽、导电铜网、一号螺钉孔、导电铜片、二号螺钉孔、固定孔、储液池、排气孔、电极导出孔、注液孔、三号螺钉孔和四号螺钉孔；矩形块状式结构的槽体的四个角部设置有贯穿槽体的圆柱形结构的螺栓孔，槽体的中心位置开设有试件槽，试件槽的底部槽口处设置有圆形网片状结构的导电铜网，导电铜网的边缘开设有圆形结构的一号螺钉孔，导电铜网通过矩形片状结构的导电铜片上开设的二号螺钉孔与导电铜片螺钉式连接，导电铜片的另一端开设有椭圆形结构的固定孔，一号螺钉孔、二号螺钉孔与固定孔位于同一条轴线上，槽体的内部位于导电铜网的下方开设有圆柱形结构的储液池，储液池的侧部依次设置有贯穿槽体的圆柱形结构的排气孔、电极导出孔和注液孔，储液池的侧部还开设有圆柱形结构的三号螺钉孔，电极导出孔位于三号螺钉孔的正上方，导电铜网通过一号螺钉孔和槽体上开设的圆柱形结构的四号螺钉孔与槽体螺钉式连接，导电铜片的一端由电极导出孔伸出后通过导电铜片上的固定孔用带有螺钉的电极固定在三号螺钉孔中作为导线的接入端。

本实用新型与现有技术相比，使用2块有机玻璃材质的试验槽夹装混凝土试件，并在储液池中注入NaCl水溶液，采用电压为1伏、频率为1000赫兹的交流电测量混凝土试件的电阻值，交流电能够避免极化反应和温升过高对电阻值测量精度的影响，加权平均同组3个混凝土试件测试的电阻值，作为1组混凝土试件评定抗氯离子渗透性的电阻值，将电阻值与评定标准中的电阻值进行比较并评定渗透性，同组中任一个混凝土试件的电阻值与中值的差值超过中值的15％时，取中值为测定值，如2个混凝土试件的电阻值与中值的差值超过中值的15％，该组试验结果无效；其结构简单，制作和使用简便，测量速度快，测量结果准确，轻便易携带，能够同时测试多组试件。

附图说明：

图1为本实用新型的主体结构原理示意图。

图2为本实用新型的主体电路连接示意图。

图3为本实用新型涉及的试验槽的结构原理示意图。

图4为本实用新型涉及的试验槽的侧视结构原理示意图。

图5为本实用新型涉及的试验槽的俯视结构原理示意图。

图6为本实用新型涉及的导电铜网的结构原理示意图。

图7为本实用新型涉及的导电铜片的结构原理示意图。

图8为本实用新型涉及的导电铜网与导电铜片的连接关系示意图。

具体实施方式：

下面通过实施例并结合附图对本实用新型作进一步说明。

实施例1：

本实施例涉及的混凝土抗氯离子渗透性测量装置的主体结构包括交流信号发生器1、导线2、试验槽3、显示器4、电路平衡控制器5和机箱6；内空式矩形结构的机箱6的内部设置有交流信号发生器1、显示器4和电路平衡控制器5，电路平衡控制器5的主体结构包括标准电阻7、比较器8和数字电位器9，2个标准电阻7串联后与数字电位器9和混凝土试件组成的串联线路并联，形成电桥，比较器8连接在电桥的中间，用于比较电桥两边的电压，交流信号发生器1的正负极分别通过导线2与试验槽3电连接，混凝土试件置于两个试验槽3之间，与交流信号发生器1的负极连接的导线2上串联有显示器4和电路平衡控制器5；试验槽3的结构包括槽体10、螺栓孔11、试件槽12、导电铜网13、一号螺钉孔14、导电铜片15、二号螺钉孔16、固定孔17、储液池18、排气孔19、电极导出孔20、注液孔21、三号螺钉孔22和四号螺钉孔23；矩形块状式结构的槽体10的四个角部设置有贯穿槽体10的圆柱形结构的螺栓孔11，槽体10的中心位置开设有试件槽12，试件槽12的底部槽口处设置有圆形网片状结构的导电铜网13，导电铜网13的边缘开设有圆形结构的一号螺钉孔14，导电铜网13通过矩形片状结构的导电铜片15上开设的二号螺钉孔16与导电铜片15螺钉式连接，导电铜片15的另一端开设有椭圆形结构的固定孔17，一号螺钉孔14、二号螺钉孔16与固定孔17位于同一条轴线上，槽体10的内部位于导电铜网13的下方开设有圆柱形结构的储液池18，储液池18的侧部依次设置有贯穿槽体10的圆柱形结构的排气孔19、电极导出孔20和注液孔21，储液池18的侧部还开设有圆柱形结构的三号螺钉孔22，电极导出孔20位于三号螺钉孔22的正上方，导电铜网13通过一号螺钉孔14和槽体10上开设的圆柱形结构的四号螺钉孔23与槽体10螺钉式连接，导电铜片15的一端由电极导出孔20伸出后通过导电铜片15上的固定孔17用螺钉固定在三号螺钉孔22中作为导线2的接入端。

本实施例涉及的交流信号发生器1提供电压为1伏、频率为1000赫兹的交流电，测试速度快，能够避免极化反应和温升过高对测试精度的影响；试验槽3的材质为有机玻璃；显示器4为数字式显示器，直观便捷的显示电阻值结果；电路平衡控制器5是双导线点路控制器，用于产生相同信号；机箱6作为交流信号发生器1、显示器4和电路平衡控制器5的设置空间，用以保护交流信号发生器1、显示器4和电路平衡控制器5不受外界环境的污染，延长其使用寿命；标准电阻7用于构建电桥，为比较器8提供工作基础，配合动态调节电阻；比较器8用于监测电桥是否平衡，比较器8监测到电桥不平衡后将信号输出给数字电位器9，数字电位器9自动调整电阻，通过重复监测和调整过程，比较器8和数字电位器9动态调节电路，直至电桥平衡，电桥平衡时的电阻值在显示器4上予以显示；数字电位器9采用数控方式调节电阻值，具有使用灵活、调节精度高、无触点、低噪声、不易污损、抗振动、抗干扰、体积小和寿命长的显著优点；试件槽12的边长大于导电铜网13的直径，导电铜网13的直径大于储液池18的直径，试件槽12；排气孔19作为储液池18中的气体的排放通道；电极导出孔20中的一段导电铜片15使用带有螺钉的电极进行固定；注液孔21为NaCl水溶液注入储液池18的通道；三号螺钉孔22是深度为1㎝的带有内螺纹的孔，用于拧入螺钉以固定弯折后的导电铜片15的一端。

本实施例涉及的混凝土抗氯离子渗透性测量装置使用时，通过设置多个通道，能够同时测试多组混凝土试件，将混凝土试件的两端分别放在试验槽3的试件槽12中，使用螺杆将两个试验槽3进行固定，将注液孔21向上放置2个试验槽3，使用2根导线2将交流信号发生器1分别与2个试验槽3电连接，在其中一条导线2上串联显示器4，通过注液孔21分别向2个储液池18注入质量百分比浓度为3％的NaCl水溶液，NaCl水溶液充满储液池18后，接通电路，交流信号发生器1输出电压为1伏、频率为1000赫兹的交流电，标准电阻7、比较器8、数字电位器9和混凝土试件通过电连接形成电桥，比较器8通过比较电桥两边的电压并输出电压信号至数字电位器9，数字电位器9接收不同的电阻值并进行调整使得电桥平衡并将电桥平衡时的电阻值输出到显示器4，由显示器4读取混凝土试件的电阻值，用相同的方式获得另外2块混凝土试件的电阻值后，加权平均同组3个混凝土试件测试的电阻值，作为该组混凝土试件评定抗氯离子渗透性的电阻值，将电阻值与评定标准中的电阻值进行比较并评定渗透性，同组中任一个混凝土试件的电阻值与中值的差值超过中值的15％时，取中值为测定值，如2个混凝土试件的电阻值与中值的差值超过中值的15％，该组试验结果无效，拆除混凝土试件，排除NaCl水溶液，用饮用水和洗涤剂冲洗试验槽3 60s后，用蒸馏水冲洗试验槽3，并用置于冷风档的电吹风将试验槽3吹干。