[实用新型]一种注浆材料使用寿命的测试装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种注浆材料使用寿命的测试装置，特别是涉及一种使用化学反应动力学原理对水泥类注浆材料使用寿命进行测试的装置。 

背景技术

注浆作为一种特殊的施工方法，在土木、水利、矿山、交通等许多领域中得到了广泛的应用。在修建隧道时，常用注浆法加固隧道周围松散软弱围岩，充填岩体中的空隙，限制地下水的流动以控制施工现场岩土体的位移和塌方等。 

由于在海水、湖水、盐沼水、地下水、某些工业污水及流经高炉矿渣或煤渣的水中常含有各种酸类和盐类，注浆浆液长期接触上述几种类型的地下水后，浆液结石体就会被侵蚀破坏，失去封堵地下水和加固岩土体的作用。要使隧道与地下工程能够长期发挥作用，不光要依靠结构自身的稳定性和耐久性，围岩的稳定性和抗渗性也是一个关键因素。因此，充填和渗透在岩层裂隙中浆液结石体的寿命，对于隧道与地下工程结构能否长期安全使用起着重要的作用。 

随着地下工程的迅速发展，注浆材料的应用越来越广泛。但现阶段对于注浆材料的使用寿命及效果的评价还处于初级阶段，许多工程进行注浆之后往往不进行效果检测和评估，或者进行检测评估时没有科学有效的方法和指标体系，这就造成了注浆的盲目性。对于现阶段高速发展的地下工程来说，使用未经验证的材料潜在的危险较多，竣工后期的工程存在巨大的安全隐患，因此对于注浆材料的使用效果及寿命测试评价的研究工作亟待加强。 

实用新型内容

为了能够准确地测试出注浆材料使用寿命，本实用新型旨在提供一种注浆材料使用寿命的测试装置，通过该测试装置，可以定期对取样试件进行强度测试，并模拟出强度衰减与时间的关系，从而测算出试件的使用寿命。 

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是： 

一种注浆材料使用寿命的测试装置，其结构特点是，包括 

—浸泡槽，具有用于盛放腐蚀性溶液和注浆材料制成的试件的封闭腔体； 

—加热元件，用于加热浸泡槽内的腐蚀性溶液； 

—酸度计，用于测量浸泡槽内的腐蚀性溶液的酸碱度； 

所述加热元件装在浸泡槽槽外底部。 

由此，将试件置于封闭的浸泡槽内，通过保持酸度计观察并保持腐蚀性溶液酸度恒定，加热腐蚀性溶液，达到加速腐蚀试件的目的。 

以下为本实用新型的进一步改进的技术方案： 

进一步地，所述浸泡槽与一循环水泵相连，用于使浸泡的腐蚀溶液循环流动，加快腐蚀过程。 

优选地，所述浸泡槽内装有支架，所述试件置于支架上，由此，可使得结石体试块各表面充分与腐蚀性溶液接触。 

进一步地，所述加热元件为电热丝。 

藉由上述结构，本实用新型的注浆材料使用寿命测试装置不但可以对腐蚀性溶液进行循环流动，而且还可以加热升温，定期补充消耗的溶液，保持溶液的酸碱度恒定，并且能够准确计算出注浆材料使用寿命。 

在将浆液结石体试块放入测试仪后，注浆材料使用寿命测试仪通过酸度计等传感器来监测溶液酸碱度的变化，并建立起结石体强度保持率、反应时间的关系，通过腐蚀性溶液对注浆材料的加速腐蚀过程，将注浆材料最终因 强度衰竭而破坏的时间(注浆材料的强度衰减到初始强度的50％的时间)——即注浆材料的使用寿命计算出来。可以利用Arrhenius图线，以高温下材料的加速腐蚀试验规律为基础，应用注浆材料腐蚀反应的化学动力学规律，推求常温下注浆材料的腐蚀规律。 

注浆材料的腐蚀反应一般为反应级数为0、1或2的化学反应，具体的反应级数需要试验确定。由于无法预先知道注浆材料发生腐蚀反应时的反应级数，所以只有分别把表1的第2栏中的各个函数(x＝1－kt 0级；x＝e^-kt 1级；x＝1/(1+[A]₀k_t)2级)去拟合试验数据，其中偏差最小(相关系数R₂最大)的即为判定为反应级数的方程，从而确定在不同温度下材料的反应速率常数。作ln(k)与相应温度1/T的Arrhenius数据图形，进行线性拟合确定出方程ln(k)＝a(1/T)+b，得到在所求温度T₀下的反应速度常量：k(T₀)＝exp[a(1/T₀)+b]。求得反应速度常量k(T₀)后，就可以计算出给定时间t的强度保持率：x(t)＝F(t)/F₀。