磷石膏基稳定基层抗动水冲刷性能测定装置及方法与流程

文档序号:43589982发布日期:2025-10-31 19:47阅读:12来源:国知局

本技术涉及磷石膏基产品性能检测,尤其是涉及一种磷石膏基稳定基层抗动水冲刷性能测定装置及方法。


背景技术:

1、过硫磷石膏胶凝材料作为一种新型的绿色水泥,优点有三:其一为水泥中磷石膏占比近50%,消纳能力较强;其二为水化产物将大量磷石膏有效包裹,使得气硬性的磷石膏转化为了水硬性的胶凝材料,拓宽了磷石膏的应用范围;其三为仅“一磨”,能耗远低于传统的水泥生产的“两磨一烧”。基于这些优点,将过硫磷石膏胶凝材料应用于混凝土无疑是磷石膏实现低成本利用的一条有效途径。若将磷石膏用于道路建设中,如能作为稳定集料用于路面基层,不仅能充分利用工业废渣,而且在节约大量碎石、砂,在大量消耗磷石膏的同时,能大幅度的降低道路建设成本,具有良好的社会效益,因此在筑路材料领域具有良好的应用前景。

2、然而磷石膏基产品存在耐水性差等问题,主要原因有三个:

3、(1)石膏制品中二水石膏的溶解度较大,在20℃时其溶解度为2.059g/l;

4、(2)当石膏制品处于潮湿的环境时,二水石膏溶解,相互搭接的结晶接触点减少,致使各晶体之间的相互作用力减弱,从而使强度降低;

5、(3)石膏材料的多孔隙结构导致吸水性增大,因此不仅在水溶液中,而且在饱和及过饱和石膏溶液中对硬化后的石膏体加荷时也会使其强度降低。

6、因此磷石膏基建材产品的耐水性差、耐久性不良是制约其推广的主要原因。抗动水冲刷性是指硬化体抵抗外界水侵蚀的能力,亦及在浸水作用下硬化体结构、组成及水化产物的稳定性。

7、目前市场上未发现有团队专门研发出适用于对磷石膏基稳定基层进行抗动水冲刷性能测定装置及方法,不利于高效且稳定评价磷石膏基稳定基层的抗动水冲刷性能,妨碍了磷石膏基建材产品的推广应用。


技术实现思路

1、本技术提供一种磷石膏基稳定基层抗动水冲刷性能测定装置及方法,以改善以下技术问题:

2、目前市场上未发现有团队专门研发出适用于对磷石膏基稳定基层进行抗动水冲刷性能测定装置及方法,不利于高效且稳定评价磷石膏基稳定基层的抗动水冲刷性能,妨碍了磷石膏基建材产品的推广应用。

3、第一方面,本技术提供一种磷石膏基稳定基层抗动水冲刷性能测定装置,采用如下的技术方案:

4、一种磷石膏基稳定基层抗动水冲刷性能测定装置,包括底座、冲刷槽、试样模具、门型支架、调节安装座、水流喷射管、供水机构、溢流水收集管和渗透水收集管;所述冲刷槽安装于所述底座上,所述试样模具的底部密封安装于所述冲刷槽的内槽底中部,试样安装于所述试样模具内,且所述试样模具的顶部开口比试样顶面高4-8厘米,所述门型支架的底部固定于于所述底座的两侧,所述调节安装座安装于所述门型支架的顶部且位于所述试样模具的正上方,所述水流喷射管活动连接在所述调节安装座上且底部的喷水口位于所述试样模具的内部,所述调节安装座用于调节所述水流喷射管的水平位置、喷射角度,所述供水机构与所述水流喷射管的顶部相连通且用于提供冲刷用的水流,所述溢流水收集管和所述渗透水收集管均安装于所述冲刷槽的底部,所述溢流水收集管用于排出所述冲刷槽内收集到的溢流水,所述渗透水收集管的顶部插入所述试样模具的底部并抵接试样底面,所述渗透水收集管用于排出试样经冲刷后从底面渗透出的渗透水。

5、在本技术的一种可实现的技术方案中,所述冲刷槽的内槽底面中部设置有水平面,所述水平面的周侧和所述冲刷槽的内侧壁之间设置有倾斜面,所述倾斜面靠近所述试样模具的一侧低于远离所述试样模具的一侧,所述试样模具的底部插接且密封连接于所述水平面上,所述溢流水收集管顶部为斜切面且连接于所述倾斜面的底部。

6、在本技术的一种可实现的技术方案中,所述水平面的周沿设置有环形插接槽,所述试样模具包括模具筒,所述模具筒的底部插接于所述环形插接槽内。

7、在本技术的一种可实现的技术方案中,所述试样模具还包括橡胶垫和渗透膜,所述橡胶垫固定于所述模具筒的底部且贴合于所述水平面,所述渗透膜铺设于所述橡胶垫上且与试样底面接触。

8、在本技术的一种可实现的技术方案中,所述试样模具还包括固定卡环,所述固定卡环固定于所述模具筒的内底部,且试样的底部插接固定于所述固定卡环内,所述固定卡环的顶部内侧设置有导向斜面。

9、在本技术的一种可实现的技术方案中,所述渗透水收集管的顶部设置有集水喇叭口,所述集水喇叭口嵌设在所述橡胶垫的内部,所述集水喇叭口的顶部接触于所述渗透膜的下表面。

10、在本技术的一种可实现的技术方案中,所述调节安装座包括滑动板、转动座和丝杆调节部,所述滑动板水平滑动装配于所述门型支架的顶部,所述转动座转动装配在所述滑动板的正面,所述转动座上设置有卡接槽,所述水流喷射管的中部卡接固定在所述卡接槽内,所述丝杆调节部安装在所述门型支架的顶部且用于带动所述滑动板水平移动。

11、在本技术的一种可实现的技术方案中,所述丝杆调节部包括转动丝杆、转动把手和两块间隔布置的耳板,所述转动丝杆水平布置且转动装配在两块所述耳板之间,所述耳板竖向固定于所述门型支架的顶部,所述转动丝杆贯穿且螺纹传动装配于所述滑动板,所述转动把手固定于所述转动丝杆的一端。

12、在本技术的一种可实现的技术方案中,所述供水机构包括蒸馏水箱和输水软管,所述输水软管的两端分别连接于所述水流喷射管的顶部且所述蒸馏水箱的出水口,所述输水软管上还连接有流速计和水流生成部,所述水流生成部为水泵、潜水推流器或试压泵,所述水流生成部用于调节水流速度和压力。

13、第二方面,本技术提供一种磷石膏基稳定基层抗动水冲刷性能测定方法,采用如下的技术方案:

14、一种磷石膏基稳定基层抗动水冲刷性能测定方法,基于如权利要求1-9中任一项所述的磷石膏基稳定基层抗动水冲刷性能测定装置,所述测定方法包括如下步骤:

15、步骤一,将养护至规定龄期的磷石膏基稳定基层钻取成标准尺寸试样,试样进行编号、除污、烘干、尺寸测量、称量、宏观形貌管材和记录;

16、步骤二,将试样固定在试样模具中,然后试样模具内添加蒸馏水至顶部开口处且使试样被完全淹没,控制并记录供水机构中冲刷介质的温度、ph值,按照设定的流速和喷射角度进行冲刷试验,并开始计时;

17、步骤三,试验过程中,随时监测并保持冲刷介质的流速、温度、ph值;

18、步骤四,试验结束后取下试样,采用流速不高于试验流速的蒸馏水冲洗试样表面,自然晾干或吹干试样,对试样表面进行观察、拍照、记录,用影像采集器采集试样的冲刷形成的坑、沟槽形貌,并测量和记录其尺寸和数量,通过溢流水收集管来收集冲刷过程中的溢流水量,通过渗透水收集管来收集冲刷过程中的渗透水量;

19、步骤五,结合步骤二、步骤三、步骤四中获取的基础数据,通过量筒来量取溢流水量和渗透水量,并分别分离沉淀物并烘干称重,通过电子天平来称量试样冲刷前后的质量,通过抗压试验机来测量试样冲刷前后的硬度;

20、步骤五,计算试样的抗冲刷性能r=w1/t-w2/t,其中w1为冲刷前试样的性能指标,w2为冲刷后试样的性能指标,t为试验周期,所述性能指标包括质量或强度。

21、综上所述,本技术包括以下至少一种有益技术效果:

22、整个抗动水冲刷性能测定装置,结构简单且稳定,操作非常方便,通过溢流水收集管和渗透水收集管来分别收集冲刷过程中的溢流水和渗透水,且能够通过供水机构来提供不同速度和不同压力的冲刷水流,且结合调节安装座来调节冲刷水流的冲刷点位和喷射角度,灵活度非常高,足以用来模拟不同复杂水环境条件下,即模拟不同实际降雨/水流条件,从而准确且高效测定磷石膏基产品的抗冲刷性能,有利于磷石膏基建材产品的推广应用。

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