一种用于混凝土耐久性测试的多因素耦合环境模拟装置的制作方法

1.本实用新型涉及混凝土耐久性测试技术领域，具体涉及一种多因素耦合环境模拟装置。


背景技术：

2.近年来，我国已全面启动川藏铁路规划建设，川藏铁路设计使用寿命为100年，而川藏铁路沿线的地质环境、气候条件又对结构耐久性提出了极大的挑战。
3.川藏铁路服役环境极其恶劣、混凝土耐久性影响因素错综复杂，一是地热高温环境，西藏超过沸点的地热显示点已发现36处，混凝土在地热环境中(＞60℃)固化和长期服役，可能导致混凝土材料由于温度应力损伤影响其耐久性；二是高寒大温差冻融环境，川藏线部分路段处于多年冻土区，以唐古拉山南麓的青藏铁路19标段为例，年最高、最低气温为28℃和
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45℃，平均一年有约180个冻融循环，冻融频率高；三是强空气对流环境，拉萨平均大风日为26.3d(8级以上或者风速17m/s以上)，年蒸发量是降雨量的10～15倍，干燥大风环境会加剧混凝土内部水分损失，影响长期水化作用；四是强紫外线环境，西藏年日照时间在2500～3300h之间，拉萨紫外线年辐射量约为7900mj/m2，均为内地的1.5～2.5倍，强紫外线环境导致混凝土表面防护材料寿命极低，且会加速混凝土的碳化速率，造成混凝土耐久性问题。
4.上述极端侵蚀环境并不是独立存在，绝大部分情况下，为两种或者多种因素相互耦合存在的，多种因素的耦合作用，会加速混凝土耐久性劣化。而传统的混凝土耐久性测试方法中，往往针对某一性能在单独环境中养护后进行测试，其试验结果并不能准确判定混凝土在上述环境中的真实情况，不利于混凝土工程的质量控制。


技术实现要素：

5.本实用新型要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足，提供一种用于混凝土耐久性测试的多因素耦合环境模拟装置，它适用于高海拔强紫外线、干寒大温差地区硬化混凝土服役环境的模拟试验，各系统均设有独立的开关，设备运行时可根据需要选择合适的工作系统，该设备操作方便，能够有效模拟混凝土服役于不同环境，具有极强的应用价值。
6.本实用新型为解决上述提出的技术问题所采用的技术方案为：
7.一种用于混凝土耐久性测试的多因素耦合环境模拟装置，包括用于放置混凝土试样的环境模拟箱体，还包括温控系统、湿度调节系统、二氧化碳供气系统、紫外线发射装置、供风系统、进水系统和排水系统；
8.所述温控系统和供风系统分别安装于所述环境模拟箱体的外侧，温控系统的加热和制冷元件置于箱体内，供风系统的出风口置于箱体内；
9.所述湿度调节系统包括设置于所述环境模拟箱体外的储水箱以及设置于环境模拟箱体内的喷嘴，所述储水箱与喷嘴之间通过导管连接，所述导管上设有电磁阀开关；
10.所述二氧化碳供气系统包括设置于所述环境模拟箱体外的二氧化碳气体室以及将二氧化碳气体导入环境模拟箱体内的导气管，所述导气管上设有可调速电磁阀开关；
11.所述紫外线发射装置安装于所述环境模拟箱体内侧顶部；
12.所述进水系统与所述湿度调节系统的储水箱连接；
13.所述排水系统设置于所述环境模拟箱体的底部。
14.上述方案中，还包括设置于所述环境模拟箱体外侧的中央控制系统以及设置于环境模拟箱体内侧的温湿度监测系统，温湿度监测系统与中央控制系统连接；所述湿度调节系统的电磁阀开关以及二氧化碳供气系统的可调速电磁阀开关分别与所述中央控制系统连接；中央控制系统用于监测和调节箱体内部参数。
15.上述方案中，所述环境模拟箱体正面设有双开密封门，箱体内部设有若干层放置混凝土试件的可拆卸支架，箱体外侧底部装有若干可锁定的移动滑轮，其中一侧为定向滑轮，另一侧为不定向滑轮。
16.上述方案中，所述温控系统采用tcu制冷加热系统，温度调节范围为
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30℃～50℃。
17.上述方案中，所述紫外线发射装置的紫外线强度指数范围为0～15。
18.上述方案中，所述供风系统采用可调速强力流风机，风速可调节范围为0～20m/s；供风系统外侧设有可拆卸密封罩，便于在送风系统未工作时设定密封环境。
19.上述方案中，所述湿度调节系统与二氧化碳供气系统均置于环境模拟箱体的顶部，温控系统与供风系统分别安装于所述环境模拟箱体的左右两侧，中央控制系统和温湿度监测系统分别安装于所述环境模拟箱体的正面和背面。
20.上述方案中，所述进水系统的进水管上安装有进水开关，排水系统的排水管上安装有排水开关，所述进水开关与排水开关分别与所述中央控制系统连接。
21.本实用新型的有益效果在于：
22.(1)本实用新型所设置的紫外线发射装置，其紫外线强度指数调节范围为0～15，能够有效模拟高原地区强紫外环境，同时也可与二氧化碳供气系统协同作用探索高原地区混凝土碳化性能；
23.(2)本实用新型中供风系统的风速可调范围为0～20m/s，能够塑造不同强度空气对流环境，同时结合温控系统，可实现干寒大温差、干燥大风环境等多因素耦合环境，便于研究混凝土在多因素影响下混凝土强度发展及耐久性劣化规律；
24.(3)本实用新型还可模拟不同紫外线强度、湿度、温度、二氧化碳浓度等多因素耦合环境，具有多功能、针对性强，便于参数控制等优点，可广泛用于建筑工程中混凝土性能测试。
附图说明
25.下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
26.图1是本实用新型多因素耦合环境模拟装置的外观示意图；
27.图2是是本实用新型多因素耦合环境模拟装置的内部示意图。
28.图中：10、环境模拟箱体；11、双开密封门；12、可拆卸支架；13、滑轮；20、温控系统；30、湿度调节系统；31、储水箱；32、导管；33、电磁阀开关；34、喷嘴；40、二氧化碳供气系统；41、二氧化碳气体室；42、导气管；43、可调速电磁阀开关；50、紫外线发射装置；60、供风系
统；61、可拆卸密封罩；71、进水系统；711、进水开关；72、排水系统；721、排水开关；80、温湿度监测系统；90、中央控制系统。
具体实施方式
29.为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。
30.如图1
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2所示，为本实用新型实施例提供的一种用于混凝土耐久性测试的多因素耦合环境模拟装置，包括用于放置混凝土试样的环境模拟箱体10，还包括安装于环境模拟箱体10上的温控系统20、湿度调节系统30、二氧化碳供气系统40、紫外线发射装置50、供风系统60、进水系统71、排水系统72、温湿度监测系统80和中央控制系统90。
31.环境模拟箱体10正面设有双开密封门11，箱体内部设有用于放置混凝土试件的可拆卸支架12，可拆卸支架12可根据试验时放置混凝土数量安装一层、两层或多层，箱体外侧底部装有四个可锁定的移动滑轮13，其中一侧为定向滑轮，另一侧为不定向滑轮。
32.温控系统20安装于环境模拟箱体10的右侧，其加热和制冷元件置于箱体内。温控系统20采用tcu制冷加热系统，温度调节范围为
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30℃～50℃。
33.供风系统60安装于环境模拟箱体10的左侧，可以调节风速强度，其出风口置于箱体内，供风系统60外侧设有可拆卸密封罩，便于在送风系统未工作时设定密封环境。送风系统采用可调速强力流风机，风速可调节范围为0～20m/s。
34.湿度调节系统30与二氧化碳供气系统40均置于环境模拟箱体10的顶部。其中，湿度调节系统30包括设置于环境模拟箱体10外的储水箱31以及设置于环境模拟箱体10内的喷嘴34，储水箱31与喷嘴34之间通过导管32连接，导管32上设有电磁阀开关33，喷嘴34可以为一个、两个或多个。二氧化碳供气系统40包括设置于环境模拟箱体10外的二氧化碳气体室41以及连通二氧化碳气体室41与环境模拟箱体10的导气管42，导气管42上设有可调速电磁阀开关43，便于控制二氧化碳进入箱体速度。湿度调节系统30的电磁阀开关33以及二氧化碳供气系统40的可调速电磁阀开关43分别与中央控制系统90连接。
35.紫外线发射装置50安装于环境模拟箱体10内侧顶部，紫外线强度指数范围为0～15。
36.进水系统71包括进水管以及安装于进水管上的进水开关711，进水管与湿度调节系统30的储水箱31连接，进水开关711与中央控制系统90连接。排水系统72设置于环境模拟箱体10的底部，包括排水管以及安装于排水管上的排水开关721，排水开关721与中央控制系统90连接。
37.中央控制系统90安装于环境模拟箱体10的双开密封门11外侧，用于监测装置内部详细参数和控制各开关。
38.温湿度监测系统80安装于环境模拟箱体10的背面内侧，并与中央控制系统90连接。
39.本实用新型设计的多因素耦合环境模拟装置适用于高海拔强紫外线、干寒大温差地区硬化混凝土服役环境的模拟试验，各系统均设有独立的开关，设备运行时可根据需要选择合适的工作系统，该设备操作方便，能够有效模拟混凝土服役于不同环境，具有极强的应用价值。
40.本实用新型的多因素耦合环境模拟装置运行时，可以打开紫外线发射装置50、二氧化碳供气系统40、湿度调节系统30、温控系统20、进水系统和排水系统，关闭其余系统、双开密封门11和可拆卸密封罩，通过调节参数，即可有效用于混凝土碳化性能研究中的环境模拟。除此之外，本实用新型还可为建筑工程材料耐久性测试模拟干湿循环、冻融循环、大风干燥等环境，具有多功能、高效化，使用范围广等特点。
41.上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。