[發(fā)明專利]一種盾構(gòu)隧道原型管片碳化試驗裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310514128.5
• 申請日: 2013-10-26
• 公開（公告）號: CN103529192A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何川;徐國文;王士民;劉四進(jìn)
• 申請（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號: G01N33/38
• 分類號: G01N33/38
• 代理公司: 成都博通專利事務(wù)所 51208
• 代理人: 陳樹明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種盾構(gòu)隧道原型管片碳化裝置。

背景技術(shù)

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是我國土建行業(yè)中廣泛采用的結(jié)構(gòu)形式，混凝土的碳化是指空氣中的酸性氣體CO₂與混凝土中的堿性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，使得混凝土堿性下降及混凝土化學(xué)成分改變的中性化反應(yīng)過程。當(dāng)中性化深度達(dá)到或超過臨界深度時，就會破壞保護(hù)層內(nèi)鋼筋表面的鈍化膜；隨之，在水和空氣的共同作用下，鋼筋就會出現(xiàn)銹蝕；銹蝕產(chǎn)生的體積膨脹將導(dǎo)致鋼筋沿長度方向出現(xiàn)縱向裂縫，并使保護(hù)層剝落，繼而使得構(gòu)件截面減小、承載能力降低，最終將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)構(gòu)件破損或者失效。

混凝土碳化試驗可以找出混凝土的配比、添加劑、溫度、濕度、CO₂濃度等因素與碳化的關(guān)系，從而為鋼筋混凝土工程的設(shè)計與施工提供試驗依據(jù)，避免或減少碳化對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的危害。

目前對混凝土碳化的試驗方法主要有真實環(huán)境試驗法與人工環(huán)境試驗法。真實環(huán)境試驗法能夠反映構(gòu)件在真實環(huán)境中的性能劣化規(guī)律，但周期較長。人工環(huán)境試驗法主要采用標(biāo)準(zhǔn)碳化箱體、小型碳化箱和人工氣候室：標(biāo)準(zhǔn)碳化箱由于箱體尺寸限制，只能進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)試件的試驗。小型碳化箱由于結(jié)構(gòu)凈空的增加，可以進(jìn)行構(gòu)件級別的碳化試驗。人工氣候室的體積大，能進(jìn)行大型構(gòu)件的碳化試驗，但其保溫、氣密性不易保證，濕度、溫度及CO₂濃度的均勻性差異大，試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性、可靠性有待提高。

隨著我國地下鐵道與大型跨江海隧道建設(shè)的方興未艾，其主要采用的結(jié)構(gòu)形式——盾構(gòu)隧道管片襯砌的長期安全性問題日益凸顯。而目前尚無能對原型盾構(gòu)隧道管片進(jìn)行碳化試驗的裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的發(fā)明目的是提供一種盾構(gòu)隧道原型管片碳化試驗裝置，該試驗裝置能對盾構(gòu)隧道原型管片進(jìn)行可控溫度、濕度、二氧化碳濃度條件下的碳化試驗；其試驗操作簡單、方便，試驗結(jié)果更精確、可靠。且試驗裝置的制造成本低，使用壽命長。

本發(fā)明實現(xiàn)其發(fā)明目的所采用的技術(shù)方案是，一種盾構(gòu)隧道原型管片碳化試驗裝置，其特征在于：

軌道底座上鋪設(shè)軌道板，軌道板上設(shè)置有縱向的兩軌道，兩根軌道之間設(shè)置有橫向的軌道橫撐；

所述的軌道底座及軌道板的左部罩在長方形的試驗箱罩下；試驗箱罩的箱罩門設(shè)置在右側(cè)，所述的軌道由兩節(jié)組成，兩節(jié)之間通過螺栓連接，其連接處位于試驗箱罩內(nèi)靠近箱罩門的位置；

平板小車的車輪與所述的軌道配合，平板小車的右端與牽引繩相連，牽引繩的另一端繞過軌道板右部的電機(jī)的轉(zhuǎn)軸和軌道左端的換向輪后與平板小車的左端相連；

試驗箱罩的內(nèi)壁上安裝有風(fēng)機(jī)、溫度傳感器、濕度傳感器和CO₂濃度傳感器；試驗箱罩上還設(shè)有與CO₂發(fā)生器相連的CO₂進(jìn)氣管、與制冷制熱壓縮機(jī)相連的空調(diào)管、與加濕器相連的加濕管；所述的制冷制熱壓縮機(jī)、加濕器和CO₂發(fā)生器、風(fēng)機(jī)、溫度傳感器、濕度傳感器和CO₂濃度傳感器均與中央控制單元連接。

本發(fā)明的工作過程和原理是：

將待試驗的盾構(gòu)隧道原型管片置于軌道右部的平板小車上，打開試驗箱罩的箱罩門，啟動電機(jī)通過牽引繩將平板小車及其上的盾構(gòu)隧道原型管片向左移動并最終推入試驗箱罩中；電機(jī)停機(jī)，并將軌道螺栓連接處的螺栓取下、取走試驗箱罩外部的軌道，再將試驗箱罩的箱罩門關(guān)上。此時，盾構(gòu)隧道原型管片即處于密封的試驗箱罩的內(nèi)部空間中；中央控制單元通過溫度傳感器、濕度傳感器和CO₂濃度傳感器的傳來的檢測信號，對制冷制熱壓縮機(jī)、加濕器和CO₂發(fā)生器室進(jìn)行反饋控制，使試驗箱罩內(nèi)部的溫度、濕度和CO₂濃度保持在設(shè)定的條件下，并開啟風(fēng)機(jī)使驗箱罩內(nèi)各處的試驗條件保持均勻一致。達(dá)到規(guī)定的試驗時間后，將箱罩門打開，重新將拆下的軌道與箱罩內(nèi)的軌道接上，啟動電機(jī)反轉(zhuǎn)，平板小車將盾構(gòu)隧道原型管片運(yùn)出試驗箱罩，再對試驗后的盾構(gòu)隧道原型管片進(jìn)行分析、測試，即可得出混凝土的配比、添加劑及溫度、濕度、CO₂濃度等因素對盾構(gòu)隧道原型管片碳化的影響關(guān)系，從而為鋼筋混凝土工程的設(shè)計與施工提供試驗依據(jù)，避免或減少碳化對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的危害。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)成果是：