CN210982176U - 一种混凝土冻融循环试验机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种混凝土冻融循环试验机，涉及混凝土试验设备技术领域。本实用新型冻融试验箱体和工控机，所述冻融试验箱体内设置有试验腔，试验腔内架设有试件盒支架，所述试件盒支架上设置有若干试件盒；所述冻融试验箱体内有紫外线辐射机构、加热机构、介质循环机构和盐溶液供送机构；所述紫外线辐射机构、加热机构、介质循环机构和盐溶液供送机构均与工控机相连。本实用新型提供的冻融试验机，综合考虑环境温度、强紫外线辐射和盐浓度，模拟我国西部地区混凝土所处环境，为合理评价混凝土抗冻性提供硬件支持。

Description

一种混凝土冻融循环试验机

技术领域

本实用新型涉及混凝土试验设备技术领域，更具体地说涉及一种混凝土冻融循环试验机。

背景技术

目前，我国大量基础建设正在不断进行，而混凝土作为基础建设工程主要原材料之一，研究自然环境和气候特征对混凝土抗冻性的影响尤其重要。我国西部地区，尤其是青藏高原地区环境恶劣，如昼夜温差大、高寒、强紫外辐射和大量盐湖存在，对混凝土的耐久性破坏作用较大。强紫外辐射对材料具有老化作用，混凝土长期暴露在这样的环境下，可能会遭到破坏，从而给建筑、道路、桥梁设施的安全性能带来隐患。目前，紫外线辐射对材料的影响多采用紫外线老化箱加速老化的试验方法进行研究，然而紫外线对混凝土耐久性的影响在我国国家规范和标准中还没有试验方法。

除了强紫外线辐射外，大温差、盐湖和高寒对混凝土的抗冻性有极大的不利影响。GB/T50082-2008《普通混凝土长期性能和耐久性》标准规定冻融循环试验（慢冻法和快冻法），在标准条件下进行，与现实自然环境和气候特征差异较大，不能正确评定混凝土的抗冻性。因此，预测混凝土抗冻性应该综合考虑各种环境和气候的影响。

实用新型内容

为了克服上述现有技术中存在的缺陷和不足，本实用新型提供了一种混凝土冻融循环试验机，本实用新型的发明目的在于提供一种综合考虑环境温度、强紫外线和盐浓度复合条件下混凝土冻融试验机，以模拟我国西部地区混凝土所处高紫外辐射和盐侵蚀环境，为合理评价混凝土抗冻融提供硬件支持。

为了解决上述现有技术中存在的问题，本实用新型是通过下述技术方案实现的：

一种混凝土冻融循环试验机，包括冻融试验箱体和工控机，其特征在于：所述冻融试验箱体内设置有试验腔，试验腔内架设有试件盒支架，所述试件盒支架上设置有若干试件盒；所述冻融试验箱体上方设置有箱盖，箱盖上设置有紫外线辐射机构和加热机构；所述冻融试验箱底部设置有用于向试验腔内循环供送介质液的介质循环机构，所述试验腔底部设置有介质液出口，所述试验腔上端设置有介质液入口，试验腔内的介质液由介质液出口进入介质循环机构，由介质循环机构输送至介质液入口进入试验腔；所述冻融试验箱体内还设置有盐溶液供送机构，所述试件盒底部设置有盐溶液出入口，盐溶液由盐溶液供送机构从盐溶液出入口输送至试件盒内；所述试件盒内设置有盐溶液温度传感器，所述试验腔内设置有介质液温度传感器；所述紫外线辐射机构、加热机构、介质循环机构、盐溶液供送机构、盐溶液温度传感器和介质液温度传感器均与工控机相连。

所述试件盒底部设置有网状搁物架，试件盒内设置有液位传感器，液位传感器与工控机相连。

所述盐溶液供送机构包括溶液贮存箱和循环水泵，循环水泵与工控机相连，由工控机控制循环水泵向试件盒内供送盐溶液。

所述紫外线辐射机构为紫外灯，所述紫外灯辐射度为30W/m³，由工控机控制紫外灯的开关。

所述试件盒通过试件盒支架悬空置于试验腔内，介质液位于试件盒外部，试件盒浸泡在介质液中的深度为110mm。

所述试件盒的数量为6个。

本实用新型的使用原理，如下所示：

第一步，按照需要配置盐溶液（如海水溶液或盐湖溶液），将达到试验龄期的两组（3块）混凝土试件置于配好的盐溶液中饱水72h以上；将饱水完毕的混凝土试件分别放入试件盒网状搁物架上，试件与试件盒侧壁之间的空隙应为50±2mm。第二步，使用者将配制好的盐溶液装入位于试验箱右侧的贮存箱中。第三步，使用者根据需要在工控机控制界面上输入盐溶液的最高、最低液位（高低液位数据可一样）和循环次数。第四步，使用者根据需要在工控机界面上输入日辐照度，工控机自动计算辐射时间。第五步，使用者根据需要在工控机控制界面上输入冷冻期间溶液和环境温度以及保温时间、融化期间溶液和环境温度以及保温时间、冻融循环次数。第六步，打开箱体表面的电源按钮，并在工控机控制界面上点“开始”按钮，冻融循环试验即可按要求使用者要求进行。第七步，试验结束后，取出试块，先进行质量损失检测，然后检测抗压强度，参照《普通混凝土长期性能和耐久性》标准评定混凝土抗冻性能。

与现有技术相比，本申请所带来的有益的技术效果表现在：

1、本实用新型提供的冻融试验机，综合考虑环境温度、强紫外线辐射和盐浓度，模拟我国西部地区混凝土所处环境，为合理评价混凝土抗冻性提供硬件支持。

2、本实用新型的冻融试验机，通过介质液模拟外界环境温度，通过紫外线辐射机构模拟强紫外线辐射，通过盐溶液供送机构模拟盐侵蚀环境。在本申请中，通过介质液模拟外界环境温度，可以更好地还原混凝土所处的外界环境，提高试验的真实性，提高模拟精度；本申请中在冻融箱体上端的箱盖上设置紫外线辐射机构，也更好地还原了混凝土在真实环境中所承受的紫外线辐射环境，盐溶液供送系统真实地模拟了盐溶液的侵蚀情况，同时还可以根据实际情况控制盐溶液浸泡液位高度和浸泡时长；本申请的冻融循环机，结构简单，试验数据精确，可以合理评价混凝土抗冻性。

3、本申请中工控机根据盐溶液液位传感器、盐溶液温度传感器和介质液温度传感器，实时监控冻融试验箱内的环境，通过工控机控制紫外线辐射时长和辐射度、盐溶液的浸泡时长和液位变换、介质液循环次数和温度等，实现混凝土冻融试验的自动试验和监控，使用方便。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型冻融试验箱体的结构示意图；

附图标记：1、冻融试验箱体，2、盐溶液供送机构，3、介质循环机构，4、电源开关，5、电源指示灯，6、运行异常指示灯，7、加热机构，8、工控机，9、紫外线辐射机构，10、介质液温度传感器，11、试件盒，12、液位传感器，13、网状搁物架，14、盐溶液温度传感器，15、盐溶液出入口，16、盐溶液输送管道，17、循环水泵，18、溶液贮存箱，19、介质液出口，20、介质液入口，21、试件盒支架，22、制热管。

具体实施方式

下面结合说明书附图，对本实用新型的技术方案作出进一步详细地阐述。

实施例1

作为本发明一较佳实施例，参照说明书附图1和2，本实施例公开了：

一种混凝土冻融循环试验机，包括冻融试验箱体1和工控机8，所述冻融试验箱体1内设置有试验腔，试验腔内架设有试件盒支架21，所述试件盒支架21上设置有若干试件盒11；所述冻融试验箱体1上方设置有箱盖，箱盖上设置有紫外线辐射机构9和加热机构7；所述冻融试验箱底部设置有用于向试验腔内循环供送介质液的介质循环机构3，所述试验腔底部设置有介质液出口19，所述试验腔上端设置有介质液入口20，试验腔内的介质液由介质液出口19进入介质循环机构3，由介质循环机构3输送至介质液入口20进入试验腔；所述冻融试验箱体1内还设置有盐溶液供送机构2，所述试件盒11底部设置有盐溶液出入口15，盐溶液由盐溶液供送机构2从盐溶液出入口15输送至试件盒11内；所述试件盒11内设置有盐溶液温度传感器14，所述试验腔内设置有介质液温度传感器10；所述紫外线辐射机构9、加热机构7、介质循环机构3、盐溶液供送机构2、盐溶液温度传感器14和介质液温度传感器10均与工控机8相连。

第一步，按照需要配置盐溶液（如海水溶液或盐湖溶液），将达到试验龄期的两组（3块）混凝土试件置于配好的盐溶液中饱水72h以上；将饱水完毕的混凝土试件分别放入试件盒11网状搁物架13上，试件与试件盒11侧壁之间的空隙应为50±2mm。第二步，使用者将配制好的盐溶液装入位于试验箱右侧的贮存箱中。第三步，使用者根据需要在工控机8控制界面上输入盐溶液的最高、最低液位（高低液位数据可一样）和循环次数。第四步，使用者根据需要在工控机8界面上输入日辐照度，工控机8自动计算辐射时间。第五步，使用者根据需要在工控机8控制界面上输入冷冻期间溶液和环境温度以及保温时间、融化期间溶液和环境温度以及保温时间、冻融循环次数。第六步，打开箱体表面的电源按钮，并在工控机8控制界面上点“开始”按钮，冻融循环试验即可按要求使用者要求进行。第七步，试验结束后，取出试块，先进行质量损失检测，然后检测抗压强度，参照《普通混凝土长期性能和耐久性》标准评定混凝土抗冻性能。

实施例2

作为本实用新型又一较佳实施例，本实施例公开了：

一种混凝土冻融循环试验机，包括冻融试验箱体1和工控机8，所述冻融试验箱体1内设置有试验腔，试验腔内架设有试件盒支架21，所述试件盒支架21上设置有若干试件盒11；所述冻融试验箱体1上方设置有箱盖，箱盖上设置有紫外线辐射机构9和加热机构7；所述冻融试验箱底部设置有用于向试验腔内循环供送介质液的介质循环机构3，所述试验腔底部设置有介质液出口19，所述试验腔上端设置有介质液入口20，试验腔内的介质液由介质液出口19进入介质循环机构3，由介质循环机构3输送至介质液入口20进入试验腔；所述冻融试验箱体1内还设置有盐溶液供送机构2，所述试件盒11底部设置有盐溶液出入口15，盐溶液由盐溶液供送机构2从盐溶液出入口15输送至试件盒11内；所述试件盒11内设置有盐溶液温度传感器14，所述试验腔内设置有介质液温度传感器10；所述紫外线辐射机构9、加热机构7、介质循环机构3、盐溶液供送机构2、盐溶液温度传感器14和介质液温度传感器10均与工控机8相连。

所述试件盒11底部设置有网状搁物架13，试件盒11内设置有液位传感器12，液位传感器12与工控机8相连。所述盐溶液供送机构2包括溶液贮存箱18和循环水泵17，循环水泵17与工控机8相连，由工控机8控制循环水泵17向试件盒11内供送盐溶液。所述紫外线辐射机构9为紫外灯，所述紫外灯辐射度为30W/m³，由工控机8控制紫外灯的开关。所述试件盒11通过试件盒支架21悬空置于试验腔内，介质液位于试件盒11外部，试件盒11浸泡在介质液中的深度为110mm。所述试件盒11的数量为6个。

实施例3

作为本实用新型又一较佳实施例，参照说明书附图1和2，本实施例公开了：

如附图1所示，本实用新型专利公开了一种模拟紫外辐射和盐侵蚀环境的混凝土冻融循环试验机，包括冻融试验箱体1、紫外线辐照机构、加热机构7、介质循环机构3、盐溶液供送机构2、工控机8。箱体上设置有电源指示灯5、运行异常指示灯6和电源开关4，方便使用者对冻融试验箱进行监控。加热机构7和紫外线辐射机构9置于箱体上部，用于模拟太阳光照射，加热系统用于模拟太阳光温度，紫外线辐射机构9用于模拟太阳光紫外线辐照；介质循环机构3位于箱体底部，介质液出口19位于箱体中上部，介质液入口20位于箱体底部；盐溶液供送机构2位于箱体右侧。工控机8通过输入输出线路与紫外线辐射机构9、加热机构7、介质循环机构3和盐溶液供送机构2相连，可根据需要改变冻融循环次数、冷却温度、解冻温度，盐溶液的组成和液位以及紫外辐射强度，更加贴合混凝土所处的自然环境。

如附图2所示，冻融试验箱体1中包括制热管22、紫外灯、试件盒11、介质液温度传感器10和盐溶液温度传感器14、介质液出口19和介质液入口20。

紫外灯辐射度为30W/m2, 可根据工程所在地年辐射量，经过电脑计算确定每天辐射的时间，控制紫外灯的开关时间。

试件盒11尺寸为250mm×250mm×250mm，试件盒11通过试件盒支架21悬空置于冻融试验箱体1介质液中；试件盒11底部有网状搁物架13，100mm×100mm×100mm混凝土试块置于其上；试件盒11内有一支液位传感器12和一支盐溶液温度传感器14。

盐溶液供送机构2包括盐溶液出入口15、盐溶液输送管道16、溶液贮存箱18和循环水泵17。盐溶液出入口15位于试件盒11底部，通过工控机8控制，盐溶液可在循环水泵17的正压力下进入试件盒11，在负压力下被抽出试件盒11，使用者可根据需要循环改变盐溶液的高低液位，模拟潮汐和盐湖对混凝土抗冻性能的影响。另外，使用者可根据需要自行调节盐溶液的组成。

介质液位于试件盒11外部，试件盒11浸泡在冷却液中的深度为110mm, 冷却液内部，位于箱体左右两侧角落各有一支介质液温度传感器10。在本申请中，介质液可以是冷却液体，也可以是加热液体，由介质循环机构3供送，介质循环机构3包括制冷和/或加热，循环泵等，介质可以是水。

一种模拟紫外辐射和盐侵蚀环境的混凝土冻融循环试验机工作步骤如下：

第一步，按照需要配置盐溶液（如海水溶液或盐湖溶液），将达到试验龄期的两组（3块）混凝土试件置于配好的盐溶液中饱水72h以上；将饱水完毕的混凝土试件分别放入试件盒1111网状搁物架1313上，试件与试件盒11侧壁之间的空隙应为50±2mm。

第二步，使用者将配制好的盐溶液装入位于试验箱右侧的贮存箱18中。

第三步，使用者根据需要在计算机8控制界面上输入盐溶液的最高、最低液位（高低液位数据可一样）和循环次数。

第四步，使用者根据需要在计算机界面上输入日辐照度，计算机自动计算辐射时间。

第五步，使用者根据需要在计算机控制界面上输入冷冻期间溶液和环境温度以及保温时间、融化期间溶液和环境温度以及保温时间、冻融循环次数。

第六步，打开箱体表面的电源按钮4，在计算机控制界面上点“开始”按钮，冻融循环试验即可按要求使用者要求进行。

第七步，试验结束后，取出试块，先进行质量损失检测，然后检测抗压强度，参照《普通混凝土长期性能和耐久性》标准评定混凝土抗冻性能。

Claims (6)

1.一种混凝土冻融循环试验机，包括冻融试验箱体（1）和工控机（8），其特征在于：所述冻融试验箱体（1）内设置有试验腔，试验腔内架设有试件盒支架（21），所述试件盒支架（21）上设置有若干试件盒（11）；所述冻融试验箱体（1）上方设置有箱盖，箱盖上设置有紫外线辐射机构（9）和加热机构（7）；所述冻融试验箱底部设置有用于向试验腔内循环供送介质液的介质循环机构（3），所述试验腔底部设置有介质液出口（19），所述试验腔上端设置有介质液入口（20），试验腔内的介质液由介质液出口（19）进入介质循环机构（3），由介质循环机构（3）输送至介质液入口（20）进入试验腔；所述冻融试验箱体（1）内还设置有盐溶液供送机构（2），所述试件盒（11）底部设置有盐溶液出入口（15），盐溶液由盐溶液供送机构（2）从盐溶液出入口（15）输送至试件盒（11）内；所述试件盒（11）内设置有盐溶液温度传感器（14），所述试验腔内设置有介质液温度传感器（10）；所述紫外线辐射机构（9）、加热机构（7）、介质循环机构（3）、盐溶液供送机构（2）、盐溶液温度传感器（14）和介质液温度传感器（10）均与工控机（8）相连。

2.如权利要求1所述的一种混凝土冻融循环试验机，其特征在于：所述试件盒（11）底部设置有网状搁物架（13），试件盒（11）内设置有液位传感器（12），液位传感器（12）与工控机（8）相连。

3.如权利要求1所述的一种混凝土冻融循环试验机，其特征在于：所述盐溶液供送机构（2）包括溶液贮存箱（18）和循环水泵（17），循环水泵（17）与工控机（8）相连，由工控机（8）控制循环水泵（17）向试件盒（11）内供送盐溶液。

4.如权利要求1-3任意一项所述的一种混凝土冻融循环试验机，其特征在于：所述紫外线辐射机构（9）为紫外灯，所述紫外灯辐射度为30W/m³，由工控机（8）控制紫外灯的开关。

5.如权利要求1所述的一种混凝土冻融循环试验机，其特征在于：所述试件盒（11）通过试件盒支架（21）悬空置于试验腔内，介质液位于试件盒（11）外部，试件盒（11）浸泡在介质液中的深度为110mm。

6.如权利要求1或5所述的一种混凝土冻融循环试验机，其特征在于：所述试件盒（11）的数量为6个。

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