[实用新型]一种混凝土抗冲磨性能试验装置

说明书

技术领域

本申请涉及混凝土性能测试设备，尤其涉及一种混凝土抗冲磨性能试验装置。

背景技术

含砂高速水流对水工建筑物过流面混凝土的冲刷磨损和空蚀破坏，是水工泄流建筑物如溢流坝、泄洪洞(槽)、泄水闸等常见的病害。尤其是当流速较高且水流中又夹带着悬移质和推移质时，混凝土遭受的冲磨空蚀就更为严重。

随着我国大型水利水电工程和超高水头水坝的兴建，水工建筑物中含砂水流的流速越来越高，对抗冲磨材料提出了更高要求。现行的标准《水工混凝土试验规程》(DL/T 5150-2001)中，混凝土抗冲磨试验的方法主要有三种：圆环法、水下钢球阀、风砂枪法。

圆环法是将利用电机旋转带动含砂水流，冲刷圆环形混凝土试模内壁，通过实测混凝土的失重磨损得到其抗冲磨强度。圆环法在标准中对应10米水头的含砂水流冲磨试验，虽然有试验研究提高对圆环法的流速，但是对于超高水头的冲磨试验，其无法模拟，同时对机器设备的磨损十分严重，难以长时间运行。

水下钢球法是利用研磨钢球模拟水流中的流动介质，通过电机转动带动水流旋转从而冲磨混凝土试件表面，水下钢球法利用钢球代替水流中的砂，主要模拟推移质的冲磨试验。

风砂枪法利用空气压缩机喷出稳定高速的气流，并在喷头处设置加砂孔，模拟高速的含砂气流冲刷在混凝土试件表面上，从而测得其抗冲磨强度，但是风砂枪法与实际水流的流态有较大出入，不能很好的模拟实际水流的冲磨状况。

目前的标准规范并没有给出较为成熟的高速冲磨试验方案。为了使试件破坏情况与实际工程中的情况更为相似、试验设备更为稳定，以适应高速及超高速含砂水流的冲磨试验，本申请对此进行改进。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种模拟高水头的水工建筑物混凝土实际受冲磨情况的试验装置

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下方案实现：

一种混凝土抗冲磨性能试验装置，用于测试混凝土试件，包括用于制造高速水流的射流装置，与射流装置连接的可将高速水流喷射出的喷枪，固定喷枪且可将喷枪进行循环移动的喷枪行走装置，与喷枪相对的可放置混凝土试件的试件架，所述喷枪还与加砂装置连接，使得高速水流与砂混合后射出。

所述喷枪行走装置包括喷枪固定单元以及与喷枪固定单元连接的使得喷枪固定单元实现水平往复运动的喷枪动力单元；所述喷枪动力单元包括滑槽、传动螺杆以及电机，所述传动螺杆置于滑槽内且其一端与滑槽的端部可转动连接，另一端与电机的动力输出轴固定连接；所述喷枪固定单元包括套设在传动螺杆上的且与滑槽空间相匹配的滑块以及固定在滑块上的喷枪固定夹。

所述电机的传动轴贯穿滑槽的端部与传动螺杆的另一端连接。

所述喷枪固定夹包括相互固定的第一固定块和第二固定块，所述第一固定块和第二固定块之间形成可夹紧喷枪的通孔，所述第二固定块与滑块固定。

所述喷枪行走装置的一侧设有遮挡单元，所述遮挡单元上设有长度与喷枪行走路径一致的窗口，使得喷枪固定在喷枪行走装置后其喷嘴可通过窗口露出。

所述遮挡单元的截面呈现上宽下窄，所述喷枪行走装置置于遮挡单元的斜下方。

所述试件架包括可放置试件的试件槽，所述试件槽的两侧分别设有压紧板，所述压紧板上固定有螺杆，所述螺杆贯穿试件槽设置。

所述试件架还包括与试件槽连接的支腿，所述试件槽的两侧设有连接板，所述支腿设有与试件槽的连接板相对应的安装板，所述连接板与安装板活动连接使得试件槽于支腿上可转动设置；所述连接板上设有弧形孔，与弧形孔对应的安装板上设有螺纹压紧件，用以压紧固定连接板和固定板。

所述加砂装置包括加砂漏斗和空气压缩机，所述加砂漏斗、射流装置通过三通阀与喷枪连接，所述空气压缩机连接至加砂漏斗与三通阀之间的管路上。

一种混凝土抗冲磨性能试验方法，基于上述试验装置，包括如下步骤：

S1：将待冲磨混凝土试件进行饱水处理，取出饱水混凝土试件，抹干混凝土试件表面，按预定冲角调整好试件架，排放混凝土试件于试件架上；

S2：称量一定质量磨料砂至加砂装置中，漏砂速度稳定后，启动射流装置，调整水压至预定值，且试验过程中维持水压不变，启动喷枪行走装置，混凝土试件逐块被冲磨；当磨料砂全部打完，关闭射流装置和试件行走装置；

S3：重复步骤S1～S2，记录每次试验后混凝土试件的质量损失量、消耗砂量和冲磨历时、冲磨面积；每次试验的冲磨次数≥4次；其中抗冲磨性能指标如下计算：

累计磨损率：