[發明專利]滾筒式水力沖擊磨耗量測裝置

有效

• 申請號: 201210184779.8
• 申請日: 2012-06-06
• 公開（公告）號: CN103471945A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 張大鵬;林志彥;李國華;楊宗叡
• 申請（專利權）人: 張大鵬
• 主分類號: G01N3/56
• 分類號: G01N3/56
• 代理公司: 北京中原華和知識產權代理有限責任公司 11019
• 代理人: 壽寧;張華輝

技術領域

本發明與一種混凝土水工結構物的磨耗量測裝置有關，特別是涉及一種滾筒式水力沖擊磨耗量測裝置。

背景技術

中國臺灣境內的坡地陡峭，每逢暴雨或臺風時，諸如溢洪道、排砂道等等混凝土的水工結構物，往往會受到湍急流水沖刷或夾帶的土石不斷地沖擊、磨損與侵蝕，而造成水工結構物表層的剝離現象以及水工結構物的主要鋼筋裸露，進而縮短水工結構物的服役年限。

根據ACI?210R-93的分類,水工結構物的侵蝕作用包括：氣穴侵蝕、磨蝕侵蝕與化學侵蝕。更明確地說，學者David?Plum與Fang?Xufei將水工結構物的侵蝕作用進一步地分為：研磨磨損、固體顆粒沖擊、固體顆粒鋒利邊緣的磨損作用、固體顆粒淘洗作用以及預沖蝕剝落等等方式。而在了解水工結構物的各種侵蝕作用后，更重要的是如何針對各種水工結構物進行優化設計。其中，學者Papenfus發現混凝土的硬度、骨材與水泥砂漿三者的結合力，是影響水工結構物(混凝土)的耐磨性主要因素；之后，后進學者與各研究單位無不致力于研究，如何在混凝土的硬度、骨材與水泥砂漿之間調配出最佳的比例，以提升水工結構物(混凝土)的耐磨性。

承上所述，研究者在進行混凝土的硬度、骨材與水泥砂漿的調配比例的研究時，必須借由混凝土磨蝕試驗方法來加以驗證的，如此，研究者才能夠確定調配比例與耐磨性之間的關系。其中，根據美國材料試驗協會(American?Society?for?TestingMaterials,ASTM)所提供的材料試驗方法，混凝土磨蝕試驗方法包括有：C418噴砂試驗、C779水平混凝土表面磨損試驗、C994旋轉磨削試驗以及C1138水中磨耗試驗。

C418噴砂試驗、C779水平混凝土表面磨損試驗與C994旋轉磨削試驗，皆屬于干式磨損試驗法；然而,由于水工結構物的表層往往需承受水流所夾帶的礫石、砂、泥沙等等的磨、刮、削、擦、割、淘及撞擊作用，使得其中的作用機制相當的復雜，因此，目前研究單位較常使用C1138水中磨耗試驗法，來模擬與驗證水中懸浮顆粒對水工結構物表層所造成的磨損作用。

請參閱圖1，其為研究單位所慣用的C1138水中磨耗試驗儀的剖視圖。如圖1所示，C1138水中磨耗試驗儀1’包括：一基座11’與一槽桶12’，其中，該槽桶12’底部設有一試體支撐架121’，支撐架121’上則乘載有一混凝土試體2’。在進行試驗時，須將水注入內槽桶12’內，之后，放置多個大小不一的鋼珠13’在混凝土試體2’的表層。接著，以馬達(圖中未示)帶動槽桶12’內的轉軸14’轉動，以驅動多個攪拌葉片15’在水中旋轉并造成水流。如此，受到水流的影響，該多個鋼珠13’便會在混凝土試體2’的表層移動，并借此方式模擬含砂水流對于水工結構物(混凝土)的沖擊。

承上述，C1138水中磨耗試驗儀1’雖為一較常被使用的水工結構物磨耗試驗儀器，然而依照ASTM的規范，C1138水中磨耗試驗儀1’的試驗時間至少必須48小時；而使用C1138水中磨耗試驗儀1’對高強度的混凝土水工結構物進行磨耗試驗時，往往因高強度的混凝土具有較佳的表面抗磨損能力，在試驗時間為48小時下則不易觀察到較明顯的差異性；因此，其較佳的試驗時間為72小時。由此可知，試驗時間過長便成為了C1138水中磨耗試驗儀1’的缺點之一。此外，由于現地水工結構物受到流含砂水流的沖擊而損傷破壞的機制極為復雜，然而C1138水中磨耗試驗儀1’卻僅能模擬水中的磨損作用，無法一并試驗水流的沖刷作用，這也是C1138水中磨耗試驗儀1’另一個的缺點。

因此，經由上述說明，本人可以得知現有習用的C1138水中磨耗試驗儀具有明顯的缺點與不足，有鑒于此，本發明人極力地研究創作，而終于研發出一種新穎的滾筒式水力沖擊磨耗量測裝置，以取代現有習用的C1138水中磨耗試驗儀，來精確地執行水工結構物的磨耗試驗與模擬。

由此可見，上述現有的水中磨耗試驗儀在結構與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。因此如何能創設一種新型結構的滾筒式水力沖擊磨耗量測裝置，亦成為當前業界極需改進的目標。

發明內容

本發明的目的在于,克服現有的水中磨耗試驗儀存在的缺陷，而提供一種新型結構的滾筒式水力沖擊磨耗量測裝置,所要解決的技術問題是使其具備帶有特殊設計的多個試體孔洞、多個試體固定元件、多個長檔板、與多個短檔板，并且可以取代現有習用的ASTM?C1138水中磨耗試驗儀，以進行精確的水工結構物試體磨耗試驗與損害模擬，非常適于實用。