[发明专利]一种水泥基材料酸雨环境腐蚀模拟装置

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种水泥基材料酸雨环境腐蚀模拟装置。

背景技术

酸雨是当今全球性环境问题。在酸雨侵蚀作用下水泥基材料中Ca(OH)₂、C-S-H等水化产物易发生分解和产生膨胀，致使水泥基材料力学性能大幅度降低甚至完全丧失，特别是其结构内钢筋很容易因此而失去保护加速锈蚀，从而给酸雨环境下在役水泥基材料结构带来极大的安全隐患。因此，就工程应用而言，目前土木工程界迫切需要探明水泥基材料酸雨环境腐蚀损伤劣化过程及其损伤退化机制。

探明水泥基材料酸雨环境腐蚀损伤劣化过程及其损伤退化机制，首先要有一个能有效模拟、适用范围广的水泥基材料酸雨环境腐蚀实际服役环境条件的装置。概括起来，目前国内外所采用的模拟装置和方法主要是：一是模拟酸雨溶液长期浸泡法，装置主要是简单的防腐蚀箱(池)；二是用模拟酸雨溶液周期(干湿交替)浸泡法，装置也主要是简单的防腐蚀箱(池)。以上模拟装置主要存在如下两个问题：

1、没有考虑酸雨侵蚀与降雨冲刷、机械载荷、太阳紫外线辐射老化等一种或多种环境条件共同作用，所模拟的环境条件功能单一、适用范围窄，与工程实际服役环境条件相差甚远。

2、智能化控制程度低、所提供的环境参数控制不准确、劳动强度大等。

此外，目前也有文献报导研发出了能提供酸雨侵蚀与其他环境因素共同作用的模拟装置，如中国专利CN104198360A所公开的酸雨、湿热、机械荷载耦合作用模拟试验装置。但是，此类型模拟装置依然存在所模拟的环境条件功能单一、适用范围窄、与工程实际服役环境条件相差甚远等问题。

总之，功能单一、适用范围窄、智能化控制程度低、所模拟的环境条件与工程实际服役环境条件相差甚远等是目前同类模拟装置存在的主要问题。这也是目前实验室研究的材料性能与实际应用性能相脱节的主要原因所在，因此无法深入开展水泥基材料酸雨环境腐蚀损伤劣化过程及损伤退化机制等研究工作。

发明内容

为了克服上述现有模拟装置存在的不足，本发明提供一种能够有效模拟且具有多功能、适用范围广、智能化控制程度高等优点的水泥基材料酸雨环境腐蚀模拟装置。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种水泥基材料酸雨环境腐蚀模拟装置，包括酸雨环境模拟室(1)、降水喷淋模拟系统、太阳紫外线模拟系统、机械荷载加载系统、环境温度调节系统、控制系统和综合处理池(29)；酸雨环境模拟室(1)内部设有太阳紫外线模拟系统、机械荷载加载系统、环境温度调节系统，机械荷载加载系统位于喷洒装置(6)正下方，降水喷淋模拟系统的喷洒装置(6)位于酸雨环境模拟室(1)顶部，控制系统、综合处理池(29)位于酸雨环境模拟室(1)外部，降水喷淋模拟系统、太阳紫外线模拟系统、机械荷载加载系统、环境温度调节系统分别与控制系统相连接；

所述的酸雨环境模拟室(1)由四根长方体立柱、六块钢化玻璃板、一扇双层密封玻璃钢化门、不锈钢板一(101)、耐酸腐蚀双层钢架(102)、收水槽(28)组成，四根立柱呈正方形排列，各立柱用地脚螺栓与混凝土地面垂直固接，每根立柱上设有一对竖直钢化玻璃安装槽；六块钢化玻璃板分别固定于两两相邻立柱之间的竖直安装槽上，双层密封玻璃钢化门安装于四根立柱之间剩余的两根立柱之间；正方形不锈钢板一(101)位于耐酸腐蚀双层钢架(102)的上侧面，其与耐酸腐蚀双层钢架(102)的四个角平行固接在四根立柱顶端上(固接时，不锈钢板一四个角上侧面与立柱用螺母紧密固接)，不锈钢板一(101)中心设有圆孔；降水喷淋模拟系统中的喷洒装置(6)位于耐酸腐蚀双层钢架(102)的中心，其四周水平安装有四个紫外灯组(8)；耐酸腐蚀双层钢架(102)中间夹层的四周安装有致冷机组(23)的致冷管(24)；机械荷载加载系统位于喷洒装置(6)的正下方；酸雨环境模拟室(1)地面四周安装有加热机组(21)的散热管(22)，沿着散热管(22)地面设有收水槽(28)，收水槽(28)与综合处理池(29)相连通；