【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于环境模拟设备，尤其是涉及一种混凝土模拟试验装置及方法。
技术介绍
1、在干旱、半干旱地区，降水量小，蒸发量大，溶解在水分中的盐极易在土壤表面聚集，大量的可溶性盐会随水渗到下层或流走；当地表水蒸发过快时，地下水中的盐分会随着毛细作用上升而聚集在土壤表层，这种“脱盐”和“返盐”现象导致了许多土壤盐渍区的形成。在这一地带基础设施的建筑结构的深基础与桥梁的承台通常部分埋于盐渍土内，另一部分暴露在空气中，由于这种临空构筑物所处环境的严酷及其特殊的地理位置，临空构筑物通常受强风、温差、干湿循环等耦合环境共同作用，同时在重盐渍土环境下受到氯离子以及硫酸根等离子的侵蚀，混凝土结构在这种恶劣环境下均受到不同程度的腐蚀。因此研究一种服役于复杂恶劣环境下的混凝土临空构筑物腐蚀试验方法具有重要意义。
2、盐渍土区域地面以下的水在垂直面上可以根据空隙空间中的相对含水量分为饱和带与充气带，饱和带中的所有空隙充满水，充气带位于饱和带以上，其中同时包含着气体(主要是空气及水蒸气)和水，盐渍土中盐的浓度、充气带与饱和带的深度和湿度均会对离子的渗透、扩散以及毛细作用产生影响，从而影响离子迁移的过程。离子对混凝土结构造成破坏的原因包括两部分，一是和水泥水化产物产生化学反应引起化学腐蚀，例如硫酸根离子与水化产物反应生成石膏和钙矾石膨胀性产物，混凝土内部产生微裂缝，裂缝扩展又进一步加剧硫酸根离子的扩散。二是盐离子在混凝土表面结晶造成的物理腐蚀，盐渍土中的离子通过毛细作用在混凝土表面结晶并积存，处于气-土两相界面区的混凝土结构表面遭受腐蚀最为明显
3、目前，针对构筑物在温差-盐渍土-干湿循环耦合作用下，混凝土受到腐蚀影响及性能变化的研究还存在不足，温差-盐渍土-干湿循环耦合作用混凝图腐蚀试验也缺乏相应的试验装置和研究平台，亟需开发一种适合用于温差-盐渍土-干湿循环耦合环境作用下，临空构筑物混凝土性能的试验装置及方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是解决上述技术问题，提供一种混凝土模拟试验装置及方法。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种混凝土模拟试验装置，包括：
3、混凝土试件，用于模拟临空构筑物；
4、原位土体模拟腐蚀试验单元，装填有原位盐渍土，所述原位盐渍土将混凝土试件部分覆盖；
5、干湿循环试验单元，设置有恒温加热装置以及储水加湿装置，所述干湿循环试验单元将所述原位土体模拟腐蚀试验单元包围在内。
6、进一步的，所述原位土体模拟腐蚀试验单元包括壳体，所述壳体由透明材质制成，所述壳体形成的空间，其中心处固定所述混凝土试件，混凝土试件与壳体之间装填原位盐渍土。
7、进一步的，所述干湿循环试验单元还包括温差箱、电子控制台，所述温差箱将所述原位土体模拟腐蚀试验单元、所述恒温加热装置，以及所述储水加湿装置的一部分容纳在内，所述电子控制台紧邻温差箱设置，并与所述恒温加热装置以及储水加湿装置电性连接。
8、进一步的，所述储水加湿装置包括，加湿器、储水箱和水雾发散接头，所述加湿器与所述储水箱通过管道连接，所述水雾发散接头通过连接管与所述加湿器连接，所述水雾发散接头埋入所述原位土体模拟腐蚀试验单元内，所述加湿器以及储水箱紧贴所述温差箱设置，所述储水箱通过注水管与所述原位土体模拟腐蚀试验单元连接。
9、进一步的，所述原位土体模拟腐蚀试验单元分为下、中、上三层，分别装入不同的原位盐渍土，构成下层土体、中层土体和上层土体；
10、其中，下层土体通过注水管连接储水箱，储水箱内液面高度与下层土体高度平齐，下层土体处于饱水状态，用于模拟饱和水带盐渍土层；
11、中层土体中埋设水雾发散接头，中层土体用于模拟充气带盐渍土层；
12、上层土体用于模拟地表含盐量高、且与空气接触的土层，所述原位土体模拟腐蚀试验单元上端敞口；
13、各层土体内均设置有温度传感器和湿度传感器，所述温度传感器和所述湿度传感器与所述电子控制台电性连接。
14、进一步的，所述恒温加热装置包括恒温加热垫和恒温加热棒，所述恒温加热垫设置于所述注水管下方，所述恒温加热棒埋入所述下层土体。
15、进一步的，所述混凝土试件内在不同高度，埋设若干个电极片，若干个所述电极片处于不同高度。
16、本专利技术还提供了一种混凝土模拟试验装置的使用方法，包括如下步骤：
17、步骤s1，模型设计，通过缩尺比例确定混凝土试件成型尺寸及原位土体模拟腐蚀试验单元中的土层深度；
18、步骤s2，模拟环境建立，在壳体形成的空间的中心处放入混凝土试件，安装土体模拟腐蚀试验单元以及干湿循环试验单元；
19、步骤s3，进行试验，启动干湿循环试验单元，通过温差、干湿循环以及原位土体的耦合环境模拟；
20、步骤s4，数据采集，采集温度、湿度、混凝土试件电阻率数据，根据试验数据计算得出渗水高度数据；
21、步骤s5，数据分析，计算出多因素耦合作用下的混凝土试件的损伤度及损伤速率。
22、进一步的，所述步骤s2包含步骤s201，电极片预埋，所述电极片为一片正极和一片负极，分别埋设在混凝土试件内对应于上层土体和下层土体位置；
23、进一步的，所述步骤s4包含：
24、步骤s401，测量混凝土试件电阻值，将两个电极片与电路相连后测得两电极片间混凝土的电阻值r总；
25、步骤s402，测量气干状态和饱水状态混凝土电阻率，用混凝土试件相同配合比的原材料成型两组100mm×100mm×100mm的混凝土立方体对比试件，分别测得其在未渗水区气干状态下混凝土的电阻率ρ1和渗水区饱水状态下混凝土的电阻率ρ2；
26、步骤s403，计算渗水高度，所述渗水高度h的表达式为：
27、
28、其中a为电极片与混凝土试件接触的表面积，h为正极和负极的间距。
29、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
30、(1)本专利技术通过在混凝土试件内部预埋电极片的方式，测量混凝土实时电阻，并建立“电阻-渗水高度”的数学模型，测得的任意电阻值都对应唯一的渗水高度，实现了通过测量电阻从而推导渗水高度。
31、(2)“电阻-渗水高度”的数学模型以及等效测量方法，不仅可以运用在模拟试验中，也可以运用于现实环境，本专利技术通过在现实的临空构筑物内部布置电极片的方法，实时监测并推导温差、干湿循环耦合作用环境下，盐渍土中渗水高度的变化，描述现实环境下的渗水过程并预测渗水高度的发展趋势，通过数据传输的方式还能实现本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种混凝土模拟试验装置，其特征在于：包括：
2.如权利要求1所述的混凝土模拟试验装置，其特征在于：所述原位土体模拟腐蚀试验单元包括壳体，所述壳体由透明材质制成，所述壳体形成的空间，其中心处固定所述混凝土试件，混凝土试件与壳体之间装填原位盐渍土。
3.如权利要求1所述的混凝土模拟试验装置，其特征在于：所述干湿循环试验单元还包括温差箱、电子控制台，所述温差箱将所述原位土体模拟腐蚀试验单元、所述恒温加热装置，以及所述储水加湿装置的一部分容纳在内，所述电子控制台紧邻温差箱设置，并与所述恒温加热装置以及储水加湿装置电性连接。
4.如权利要求3所述的混凝土模拟试验装置，其特征在于：所述储水加湿装置包括，加湿器、储水箱和水雾发散接头，所述加湿器与所述储水箱通过管道连接，所述水雾发散接头通过连接管与所述加湿器连接，所述水雾发散接头埋入所述原位土体模拟腐蚀试验单元内，所述加湿器以及储水箱紧贴所述温差箱设置，所述储水箱通过注水管与所述原位土体模拟腐蚀试验单元连接。
5.如权利要求4所述的混凝土模拟试验装置，其特征在于：所述原位土体模拟腐蚀试验单元分
6.如权利要求5所述的混凝土模拟试验装置，其特征在于：所述恒温加热装置包括恒温加热垫和恒温加热棒，所述恒温加热垫设置于所述注水管下方，所述恒温加热棒埋入所述下层土体。
7.如权利要求1所述的混凝土模拟试验装置，其特征在于：在所述混凝土试件内埋设若干个电极片，若干个所述电极片处于不同高度。
8.一种如权利要求1所述的混凝土模拟试验装置的使用方法，其特征在于：
9.如权利要求8所述的混凝土模拟试验装置的使用方法，其特征在于：所述步骤S2包含步骤S201，电极片预埋，所述电极片为一片正极和一片负极，分别埋设在混凝土试件内对应于上层土体和下层土体位置。
10.如权利要求8所述的混凝土模拟试验装置的使用方法，其特征在于：所述步骤S4包含：
...【技术特征摘要】
1.一种混凝土模拟试验装置，其特征在于：包括：
2.如权利要求1所述的混凝土模拟试验装置，其特征在于：所述原位土体模拟腐蚀试验单元包括壳体，所述壳体由透明材质制成，所述壳体形成的空间，其中心处固定所述混凝土试件，混凝土试件与壳体之间装填原位盐渍土。
3.如权利要求1所述的混凝土模拟试验装置，其特征在于：所述干湿循环试验单元还包括温差箱、电子控制台，所述温差箱将所述原位土体模拟腐蚀试验单元、所述恒温加热装置，以及所述储水加湿装置的一部分容纳在内，所述电子控制台紧邻温差箱设置，并与所述恒温加热装置以及储水加湿装置电性连接。
4.如权利要求3所述的混凝土模拟试验装置，其特征在于：所述储水加湿装置包括，加湿器、储水箱和水雾发散接头，所述加湿器与所述储水箱通过管道连接，所述水雾发散接头通过连接管与所述加湿器连接，所述水雾发散接头埋入所述原位土体模拟腐蚀试验单元内，所述加湿器以及储水箱紧贴所述温差箱设置，所述储水箱通过注水管与所述原位土体模拟腐蚀试验...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹海明，张国华，高生龙，蔡长庚，韩福成，卢学博，邹烽，杨家雷，周凤铭，
申请(专利权)人：中核华辰建筑工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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