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單面鹽凍試驗的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種單面鹽凍試驗機，其包括：凍融箱；試件盒，其設(shè)置在所述凍融箱內(nèi)，用于盛放鹽溶液和被測試件；儲液罐，其設(shè)置在所述凍融箱下方，用于盛放冷凍液；熱交換器，其設(shè)置在所述儲液罐內(nèi)，用于與所述冷凍液進行熱交換；冷凍機組，其與所述熱交換器連接，用于調(diào)節(jié)所述熱交換器的溫度；加熱單元，其與所述熱交換器連接，用于調(diào)節(jié)所述熱交換器的溫度；以及控制單元，其與所述冷凍機組以及所述加熱單元連接，用于控制所述冷凍機組和/或所述加熱單元的調(diào)節(jié)溫度。本實用新型可以使得被測試件所處的試驗環(huán)境更接近鹽凍的實際場景，有利于更準(zhǔn)確評價路面混凝土的抗鹽凍性。
【專利說明】單面鹽凍試驗機
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及自動控制【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種單面鹽凍試驗機。
【背景技術(shù)】
[0002]在我國北方地區(qū)，冬季下雪后，為維持交通安全，通常會噴灑融雪劑進行除冰化雪。融雪劑對水泥混凝土路面、橋面、護攔、路緣石等混凝土構(gòu)造物造成嚴(yán)重的鹽凍損壞。鹽凍損壞的主要形式包括表面砂漿起殼、剝蝕、粉化等。并且隨著融雪劑滲透深度增加，水泥混凝土表面砂漿剝蝕、粉化逐漸向混凝土內(nèi)部發(fā)展，使路面、橋面的平整度徹底喪失，無法保證車輛的行車安全。此外，鹽凍還可能造成如路緣石、護欄表面結(jié)構(gòu)的剝蝕，嚴(yán)重影響使用功能和美觀。
[0003]調(diào)研顯示，在導(dǎo)致水泥混凝土的耐久性失效的所有問題當(dāng)中，鹽凍損壞的速度最為迅速，比普通的冰凍損壞速度快10倍。有些新建成的水泥混凝土路面或水泥混凝土安全防護結(jié)構(gòu)，只經(jīng)過一兩場雪，由于灑了融雪劑進行除冰化雪作業(yè)，其表面砂漿就開始出現(xiàn)剝蝕破損現(xiàn)象。
[0004]因此，有必要正確評價水泥混凝土路面的抗鹽凍性。然而，目前，對水泥混凝土進行鹽凍試驗大都借用水泥混凝土快速凍融試驗機，卻無專用的水泥混凝土單面鹽凍試驗機。
實用新型內(nèi)容
[0005]實用新型要解決的問題
[0006]有鑒于此，本實用新型要解決的技術(shù)問題是，提供一種單面鹽凍試驗機機以及混凝土試件模具。
[0007]用于解決問題的方案
[0008]本實用新型提出了一種單面鹽凍試驗機，包括:
[0009]凍融箱；
[0010]試件盒，其設(shè)置在所述凍融箱內(nèi)，用于盛放鹽溶液和被測試件；
[0011]儲液罐，其設(shè)置在所述凍融箱下方，用于盛放冷凍液；
[0012]熱交換器，其設(shè)置在所述儲液罐內(nèi)，用于與所述冷凍液進行熱交換；
[0013]冷凍機組，其與所述熱交換器連接，用于調(diào)節(jié)所述熱交換器的溫度；
[0014]加熱單元，其與所述熱交換器連接，用于調(diào)節(jié)所述熱交換器的溫度；以及
[0015]控制單元，其與所述冷凍機組以及所述加熱單元連接，用于控制所述冷凍機組和/或所述加熱單元的調(diào)節(jié)溫度。
[0016]對于上述的單面鹽凍試驗機，在一種可能的實施方式中，所述凍融箱的側(cè)壁和/或底面設(shè)置有冷凍液口；
[0017]所述冷凍液口與所述儲液罐連接，用于將所述冷凍液從所述儲液罐導(dǎo)入或?qū)С鏊鰞鋈谙?。[0018]對于上述的單面鹽凍試驗機，在一種可能的實施方式中，還包括:
[0019]第一溫度傳感器，其設(shè)置在所述凍融箱的底部，與所述控制單元連接，用于向所述控制單元發(fā)送所述冷凍液的溫度信號；以及
[0020]第二溫度傳感器，其設(shè)置在所述試件盒的底部，與所述控制單元連接，用于向所述控制單元發(fā)送所述被測試件的溫度信號。
[0021]對于上述的單面鹽凍試驗機，在一種可能的實施方式中，所述控制單元包括與所述冷凍機組以及所述加熱單元連接的電控柜。
[0022]對于上述的單面鹽凍試驗機，在一種可能的實施方式中，所述控制單元還包括與所述電控柜連接的顯示單元和輸入單元；
[0023]所述顯示單元用于顯示鹽凍試驗過程中的溫度信息和試驗數(shù)據(jù)； [0024]所述輸入單元用于輸入設(shè)定的試驗溫度和時間信息。
[0025]對于上述的單面鹽凍試驗機，在一種可能的實施方式中，所述試件盒內(nèi)部的底面上設(shè)置有墊塊，所述被測試件的成型面放置于墊塊上方。
[0026]實用新型的效果
[0027]本實用新型的單面鹽凍試驗機，通過熱交換器與凍融箱的冷凍液進行熱交換，可以調(diào)節(jié)凍融箱內(nèi)的溫度，從而控制試件盒中單面浸入鹽溶液中的被測試件的溫度，使得被測試件所處的試驗環(huán)境更接近鹽凍的實際場景，有利于更準(zhǔn)確評價路面混凝土的抗鹽凍性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]包含在說明書中并且構(gòu)成說明書的一部分的附圖與說明書一起示出了本實用新型的示例性實施例、特征和方面，并且用于解釋本實用新型的原理。
[0029]圖1為本實用新型實施例一的單面鹽凍試驗機的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖2為本實用新型實施例一的單面鹽凍試驗機的俯視示意圖；
[0031]圖3為本實用新型實施例二的單面鹽凍試驗機的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖4為本實用新型實施例二的單面鹽凍試驗機中試件盒的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖5為本實用新型實施例三的混凝土試件模具的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖6a為本實用新型實施例四的混凝土試件模具的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖6b為本實用新型實施例四的混凝土試件模具的正視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖6c為本實用新型實施例四的混凝土試件模具的左視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖6d為圖6b的A部位的放大示意圖。
[0038]附圖標(biāo)記說明
[0039]11:凍融箱；12:試件盒；13:熱交換器；
[0040]14:冷凍機組；15:加熱單元；16:控制單元；
[0041]21:第一溫度傳感器；22:第二溫度傳感器；23:電控柜；
[0042]24:顯示單元；25:輸入單元；41:墊塊；
[0043]42:被測試件；43:鹽溶液；51:底座；
[0044]52:邊壁；521:傾斜邊壁；522:垂直邊壁；
[0045]61:把手；62:排氣孔；10:儲液罐；[0046]110:冷凍液口。
【具體實施方式】
[0047]以下將參考附圖詳細(xì)說明本實用新型的各種示例性實施例、特征和方面。附圖中相同的附圖標(biāo)記表示功能相同或相似的元件。盡管在附圖中示出了實施例的各種方面，但是除非特別指出，不必按比例繪制附圖。
[0048]在這里專用的詞“示例性”意為“用作例子、實施例或說明性”。這里作為“示例性”所說明的任何實施例不必解釋為優(yōu)于或好于其它實施例。
[0049]另外，為了更好的說明本實用新型，在下文的【具體實施方式】中給出了眾多的具體細(xì)節(jié)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，沒有某些具體細(xì)節(jié)，本實用新型同樣可以實施。在一些實例中，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方法、手段、元件和電路未作詳細(xì)描述，以便于凸顯本實用新型的主旨。
[0050]實施例1
[0051]圖1為本實用新型實施例一的單面鹽凍試驗機的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為本實用新型實施例一的單面鹽凍試驗機的俯視示意圖，如圖1和圖2所示，該單面鹽凍試驗機可以包括:
[0052]凍融箱11 ；
[0053]試件盒12，其設(shè)置在所述凍融箱11內(nèi)，用于盛放鹽溶液和被測試件；
[0054]儲液罐10，其設(shè)置在所述凍融箱11下方，用于盛放冷凍液；
[0055]熱交換器13，其設(shè)置在所述儲液罐10內(nèi)，用于與所述冷凍液進行熱交換；
[0056]冷凍機組14，其與所述熱交換器13連接，用于調(diào)節(jié)所述熱交換器13的溫度；
[0057]加熱單元15，其與所述熱交換器13連接，用于調(diào)節(jié)所述熱交換器13的溫度；以及
[0058]控制單元16，其與所述冷凍機組14以及所述加熱單元15連接，用于控制所述冷凍機組14和/或所述加熱單元15的調(diào)節(jié)溫度。
[0059]具體地，參見《公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范》等方面的規(guī)定，在評價混凝土的抗鹽凍過程中，可以采用成型面。本實用新型實施例中在凍融箱11內(nèi)的試件盒12中，可以盛放鹽溶液和被測試件。其中，鹽溶液可以為氯化鈉(NaCl)溶液，也可以為其它種類的測試溶液。被測時間可以為混凝土試件?；炷猎嚰梢詾閷嶒炇抑苽?，并且可以將混凝土試件的成型面作為測試面，將成型面浸入試件盒12的鹽溶液中。
[0060]在實驗過程中，凍融箱11內(nèi)的溫度是可調(diào)的。具體而言，控制單元16可以通過冷凍機組14降低調(diào)節(jié)溫度，從而降低熱交換器13的溫度；控制單元16也可以通過加熱單元15提高調(diào)節(jié)溫度，從而提高熱交換器13的溫度。由于熱交換器13位于儲液罐10的冷凍液之中，可以對冷凍液進行熱交換，因此可以調(diào)節(jié)熱交換器13的溫度即可調(diào)節(jié)冷凍液的溫度，從而調(diào)節(jié)凍融箱11內(nèi)的試件盒12的所處的環(huán)境溫度，使得試件盒12內(nèi)的鹽溶液和被測試件的成型面達(dá)到設(shè)定溫度。
[0061]本實用新型的單面鹽凍試驗機，通過熱交換器與凍融箱的冷凍液進行熱交換，可以調(diào)節(jié)凍融箱內(nèi)的溫度，從而控制試件盒中單面浸入鹽溶液中的被測試件的溫度，使得被測試件所處的試驗環(huán)境更接近鹽凍的實際場景，有利于更準(zhǔn)確評價路面混凝土的抗鹽凍性。[0062]實施例2
[0063]圖3為本實用新型實施例二的單面鹽凍試驗機的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3與圖1、圖2相同的組件具有相同的含義，如圖3所示，與上述實施例主要區(qū)別在于，該單面鹽凍試驗機的凍融箱11的側(cè)壁和/或底面可以設(shè)置有冷凍液口 110 ；
[0064]所述冷凍液口 110與所述儲液罐10連接，用于將所述冷凍液從所述儲液罐10導(dǎo)入或?qū)С鏊鰞鋈谙?1。
[0065]具體而言，試驗過程中，冷凍液可以通過冷凍液口 110導(dǎo)入或?qū)С鰞鋈谙?1，通過冷凍液的循環(huán)流動，可以使得凍融箱11內(nèi)部溫度更均勻。并且，凍融箱11中的試件盒12可以部分浸入冷凍液，冷凍液更易與試件盒12內(nèi)的鹽溶液進行熱交換，從而更快速的調(diào)節(jié)被測試件的進入鹽溶液中的部分的溫度。
[0066]進一步地，該單面鹽凍試驗機還可以包括:
[0067]第一溫度傳感器21，其設(shè)置在所述凍融箱11的底部，與所述控制單元16連接，用于向所述控制單元16發(fā)送所述冷凍液的溫度信號；以及
[0068]第二溫度傳感器22，其設(shè)置在所述試件盒12的底部，與所述控制單元16連接，用于向所述控制單元16發(fā)送所述被測試件的溫度信號。
[0069]其中，所述第一溫度傳感器21可以包括分別設(shè)置在所述凍融箱11底部的中心位置以及兩個對角位置的三個溫度傳感器。第一溫度傳感器21的具體位置和數(shù)目可以根據(jù)試驗精度的需求具體設(shè)置，本實用新型不進行限定。
[0070]進一步地，所述控制單元16可以包括與所述冷凍機組14以及所述加熱單元15連接的電控柜23。
[0071]再進一步地，所述控制單元16還可以包括與所述電控柜23連接的顯示單元24和輸入單元25，
[0072]所述顯示單元24用于顯示鹽凍試驗過程中的溫度信息和試驗數(shù)據(jù)；
[0073]所述輸入單元25用于輸入設(shè)定的試驗溫度和時間信息。其中，輸入單元25可以包括電控柜23上的各種設(shè)定溫度和時間的按鈕，還可以包括輸入鍵盤等。
[0074]具體地，控制單元16的電控柜23、顯示單元24、輸入單元25可以設(shè)置實驗過程的溫度和時間，具體設(shè)定的方法可以根據(jù)不同的試驗要求來選擇。例如，可以設(shè)置為循環(huán)過程，完成時間可以設(shè)置為4?24h，降溫時間可以設(shè)置為2?10小時，升溫時間可以設(shè)置為I?10小時，保溫時間可以設(shè)置為0?6小時。再如，根據(jù)ASTM (American Society forTesting Materials，美國材料與試驗協(xié)會)C672，采用在低溫-17±2.8°C下凍結(jié)16?18h，常溫23±1.7°C融化6?8h，每一次凍融循環(huán)約24h。又如，根據(jù)RILEM (國際材料與結(jié)構(gòu)研究實驗聯(lián)合會)TC117-FDC試驗方法，采用12h為一次凍融循環(huán)，從20°C開始，以10°C /h的冷卻速率在4h之內(nèi)下降至-20°C，然后在_20°C時保持3h ;接著又以10°C /h的加熱速率持續(xù)上升4h，最后在20°C時保持lh，完成一次凍融循環(huán)。又如，根據(jù)SS (瑞典)137244試驗法進行改進，采用試件下部與鹽溶液接觸，24h為一次凍融循環(huán)，12h從20°C降到-20°C，保持6h，讓后6h升溫至20°C。
[0075]此外，圖4為本實用新型實施例二的單面鹽凍試驗機中試件盒的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖4所示，試件盒12內(nèi)部的底面上可以設(shè)置有墊塊41，被測試件42的成型面可以放置于墊塊41上方，這樣，被測試件42的成型面與試件盒12的底面之間可以具有縫隙，有利于鹽溶液43與被測試件42的成型面均勻接觸?？p隙的高度可以由墊塊41的高度確定，試驗時，被測試件42的成型面可以全部浸沒在鹽溶液43中，并且鹽溶液43的表面可以高于被測試件42的成型面一定距離，例如:4?6mm。其中，墊塊41可以選取耐鹽溶液腐蝕的材質(zhì)例如:塑料等。
[0076]本實用新型的單面鹽凍試驗機，通過熱交換器與凍融箱的冷凍液進行熱交換，可以調(diào)節(jié)凍融箱內(nèi)的溫度，從而控制試件盒中單面浸入鹽溶液中的被測試件的溫度，使得被測試件所處的試驗環(huán)境更接近鹽凍的實際場景，有利于更準(zhǔn)確評價路面混凝土的抗鹽凍性。并且，控制單元可以設(shè)定鹽凍試驗過程中的溫度和時間等信息，實現(xiàn)凍融循環(huán)，試驗操作更加方便準(zhǔn)確。
[0077]實施例3
[0078]圖5為本實用新型實施例三的混凝土試件模具的結(jié)構(gòu)示意圖，該混凝土試件模具可以用于本實用新型上述實施例中任意一種結(jié)構(gòu)的單面鹽凍試驗機中，對單面鹽凍試驗機所用的被測試件進行成型，如圖5所示，該混凝土試件模具可以包括底座51和從所述底座51延伸向上的邊壁52，其中，所述邊壁52可以包括:
[0079]從所述底座51以特定的傾角向上、向外延伸的傾斜邊壁521 ;以及
[0080]從所述傾斜邊壁521垂直向上延伸的垂直邊壁522。
[0081]本實用新型的混凝土試件模具，成型的混凝土試件可以應(yīng)用于上述實施例中的單面鹽凍試驗機中作為被測試件，模具上部的垂直邊壁可以降低混凝土試件在鹽凍測試時的邊壁效應(yīng)，下部的傾斜邊壁可以方便混凝土試件成型后的脫模。
[0082]實施例4
[0083]圖6a為本實用新型實施例四的混凝土試件模具的俯視結(jié)構(gòu)示意圖，圖6b為本實用新型實施例四的混凝土試件模具的正視結(jié)構(gòu)示意圖，圖6c為本實用新型實施例四的混凝土試件模具的左視結(jié)構(gòu)示意圖，圖6d為圖6b的A部位的放大示意圖，圖6a?圖6d與圖5相同的組件具有相同的含義，如圖6a?圖6d所示，與上述實施例主要區(qū)別在于，所述邊壁52的外側(cè)可以設(shè)置有把手61，以方便對混凝土試件的成型過程中的混合，成型之后的移動和脫模等操作。
[0084]此外，參見圖6a，所述底座51的底部可以設(shè)置有至少一個排氣孔62，在混凝土試件硬化后，脫模過程中，排氣孔62可以使得模具內(nèi)部不處于真空狀態(tài)，從而有利于硬化后混凝土試件的脫模。
[0085]進一步地，參見圖6d，所述底座51優(yōu)選為直徑20cm?30cm的圓形，所述邊壁52的厚度優(yōu)選為8cm?12cm,所述垂直邊壁522的寬度hi優(yōu)選為Icm?2cm,所述傾角α優(yōu)選為3°?5°。
[0086]本實用新型的混凝土試件模具，成型的混凝土試件可以應(yīng)用于上述實施例中的單面鹽凍試驗機中作為被測試件，模具上部的垂直邊壁可以降低混凝土試件在鹽凍測試時的邊壁效應(yīng)，下部的傾斜邊壁可以方便混凝土試件成型后的脫模。底座直徑采用圓形，可以進一步地降低邊壁效應(yīng)。
[0087]以上所述，僅為本實用新型的【具體實施方式】，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種單面鹽凍試驗機，其特征在于，包括: 凍融箱(11); 試件盒(12)，其設(shè)置在所述凍融箱(11)內(nèi)，用于盛放鹽溶液和被測試件； 儲液罐(10)，其設(shè)置在所述凍融箱(11)下方，用于盛放冷凍液； 熱交換器(13)，其設(shè)置在所述儲液罐(10)內(nèi)，用于與所述冷凍液進行熱交換； 冷凍機組(14)，其與所述熱交換器(13)連接，用于調(diào)節(jié)所述熱交換器(13)的溫度； 加熱單元(15)，其與所述熱交換器(13)連接，用于調(diào)節(jié)所述熱交換器(13)的溫度；以及 控制單元(16)，其與所述冷凍機組(14)以及所述加熱單元(15)連接，用于控制所述冷凍機組(14)和/或所述加熱單元(15)的調(diào)節(jié)溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單面鹽凍試驗機，其特征在于，所述凍融箱(11)的側(cè)壁和/或底面設(shè)置有冷凍液口(110)； 所述冷凍液口(110)與所述儲液罐(10)連接，用于將所述冷凍液從所述儲液罐(10)導(dǎo)入或?qū)С鏊鰞鋈谙?11)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單面鹽凍試驗機，其特征在于，還包括: 第一溫度傳感器(21)，其設(shè)置在所述凍融箱(11)的底部，與所述控制單元(16)連接，用于向所述控制單元(16)發(fā)送所述冷凍液的溫度信號；以及 第二溫度傳感器(22)，其設(shè)置在所述試件盒(12)的底部，與所述控制單元(16)連接，用于向所述控制單元(16 )發(fā)送所述被測試件的溫度信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的單面鹽凍試驗機，其特征在于，所述控制單元(16)包括與所述冷凍機組(14)以及所述加熱單元(15)連接的電控柜(23)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的單面鹽凍試驗機，其特征在于，所述控制單元(16)還包括與所述電控柜(23)連接的顯示單元(24)和輸入單元(25)； 所述顯示單元(24)用于顯示鹽凍試驗過程中的溫度信息和試驗數(shù)據(jù)； 所述輸入單元(25)用于輸入設(shè)定的試驗溫度和時間信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的單面鹽凍試驗機，其特征在于，所述試件盒(12)內(nèi)部的底面上設(shè)置有墊塊(41)，所述被測試件的成型面放置于墊塊(41)上方。
【文檔編號】G01N1/28GK203561595SQ201320636464
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年10月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月15日
【發(fā)明者】王稷良, 申力濤, 孫宏峰, 孫小彬, 彭鵬 申請人:交通運輸部公路科學(xué)研究所, 中路高科(北京)公路技術(shù)有限公司