[发明专利]基于电泳分离CaCl2的温度可控的胶结试验装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种胶结试验装置，特别是涉及一种基于电泳分离CaCl₂的温度可控的胶结试验装置。

背景技术

近年来，随着生物学、化学、力学以及材料学多学科的交叉研究，一种新技术即微生物诱导碳酸钙沉积技术(MICP)被展开研究，这项技术可以用来修补裂缝、恢复古建筑物和防渗堵漏，而CaCl₂溶液通常被用来作为微生物诱导碳酸钙沉积钙源的溶液，目前，基于CaCl₂的微生物诱导碳酸钙沉积室内试验装置仍存在一些不足，例如：CaCl₂溶液是现有进行MICP试验中常用的钙盐溶液，而在进行MICP胶结试验中Ca²⁺离子是微生物诱导碳酸钙沉积的主要成分，Cl^-离子并非胶结所需要的物质，且其表现出一定的强酸性，如胶结试验设备中含有金属材料，Cl^-离子会对其造成腐蚀；同时在生成的砂柱胶结物质中通常含有Cl^-，若实验成果应用于实际工程实践中，对于含有对酸性较为敏感材料的结构体，势必会造成一定的强度衰减，应用结果就会与实验所得的结果相差较大。

此外，微生物对环境具有较强的敏感性，不同温度梯度下其胶结性能、修复效果各不相同，MICP试验研究的目的是为了更好地把成果应用到实际工程应用中，以节省成本、优化资源配置，而在实际工程中，环境因素各异且较为复杂，例如：在我国西部地区地热资源较为丰富，随着隧洞的埋深不断增大，高地温热害问题日趋严重，高地温隧洞高温会引发围压-支护结构出现不同程度的裂缝。新疆布仑口-公格尔水电站引水隧洞3^#施工支洞下游开挖面隧洞中空气温度和水温达72℃，对于高地温隧洞支护结构裂缝的修复其温度对微生物的活性和修复功能提出了较大的挑战。但是，目前的MICP胶结试验装置通常仅具备进行常温胶结试验的功能。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种基于电泳分离CaCl₂的温度可控的胶结试验装置，该装置可以消除Cl^-离子，并且可以在不同温度下进行胶结试验。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种基于电泳分离 CaCl₂的温度可控的胶结试验装置，包括溶液电泳池、微生物菌液桶、胶结试验管和集液桶；在所述溶液电泳池内设有阳极板和阴极板，在所述溶液电泳池靠近所述阴极板的一侧设有出口；在所述胶结试验管的顶部中央设有进口，在所述胶结试验管的底部中央设有出口；在所述胶结试验管的底部出口上连接有排液管，所述排液管的出口位于所述集液桶内；所述溶液电泳池的出口和所述微生物菌液桶与蠕动泵的进口连接，所述蠕动泵的出口与所述胶结试验管的顶部进口连接；在所述胶结试验管内装有试样土体；所述胶结试验管设有加热体，所述加热体包裹在所述胶结试验管的外面，所述加热体设有供电电源，所述供电电源通过温控器与所述加热体连接。

在所述试样土体的下方设有土工布Ⅱ，所述土工布Ⅱ铺设在所述胶结试验管内的底部。

在所述试样土体的上表面上覆盖有土工布Ⅰ，在所述土工布Ⅰ上设置有砂砾石层。

在所述加热体的外面设有绝热体，所述绝热体包裹在所述加热体的外面。

本发明具有的优点和积极效果是：采用溶液电泳池消除CaCl₂溶液中的Cl^-离子，采用加热体升高胶结试验管内部的温度，采用温控器控制试验管内部的温度，采用电泳池并结合加热体和温控器可以较好地研究不同温度下微生物菌液在结核位点处的胶结效果，有效解决试验温度单一且不可控、钙源溶液分离等问题，所得数据精确可靠，试样土体便于拆卸，试验装置构造简单，试验方法简便，易于操作。本发明可扩展适用于不同钙源溶液Ca²⁺获取、不同温度下的胶结试验。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中：1、直流电源，2、阳极板，3、溶液电泳池，4、阴极板，5、阀门Ⅰ，6、微生物菌液桶，7、阀门Ⅱ，8、蠕动泵，9、胶结试验管，10、砂砾石层，11、土工布Ⅰ， 12、温控器，13、供电电源，14、加热体，15、土工布Ⅱ，16、排液管，17、试样土体， 18、绝热体，19、集液桶。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：