[发明专利]一种混凝土水下灌注及服役过程的模拟实验装置及其方法

说明书

本发明公开了一种混凝土水下灌注及服役过程的模拟实验装置及其方法，属于工程建设技术领域，包括混凝土灌注机构、混凝土收集机构和加压注水机构；混凝土收集机构包括罐体和与罐体密封固接的第一顶盖，罐体侧壁上部设有排水阀，罐体内腔中设有混凝土待灌注槽，第一顶盖上开设有通孔和配有开关的下料孔；混凝土灌注机构包括灌注筒和设有第一排气阀的第二顶盖，灌注筒上端口与第二顶盖密封固接，灌注筒下端口与下料孔相配合且开拆卸密封固接，灌注筒侧壁中开设有竖向溶液孔，溶液孔底端口与通孔密封连通，溶液孔顶端口在灌注筒侧壁上部与灌注筒内腔连通。本发明提供模拟实验装置结构拆卸组装方便，再现混凝土水下灌注过程及早期服役过程。

技术领域

本发明涉及工程建设技术领域，尤其涉及一种混凝土水下灌注及服役过程的模拟实验装置及其方法。

背景技术

混凝土桩基是输电线路与桥梁工程中常见的一种钢筋混凝土结构，其中沉管灌注桩与传统打入式钢筋混凝土预制桩相比，可以节约50%的钢筋，在相同承载力的情况下，造价一般可降低30%左右。因此广泛应用于高层建筑、输电线路、发射塔等高耸建筑与桥梁工程、抗震工程等工程。混凝土沉管灌注桩在富含硫酸盐、氯盐与镁盐等强腐蚀介质的盐渍土环境中，面临严峻的硫酸盐腐蚀混凝土基体承载力降低风险、以及氯盐侵蚀内部钢筋锈蚀风险。因此可灌注用混凝土中掺入防腐剂、阻锈剂、防腐阻锈剂、疏水密实剂等，提升钢筋混凝土灌注桩的抗侵蚀介质渗透性能、钢筋锈蚀的氯离子临界浓度等，提高混凝土灌注桩的服役寿命。

然而，防腐剂、阻锈剂、防腐阻锈剂、疏水密实剂等产品抗侵蚀介质能力提升效果的测定方法，多在试验室中与其他混凝土原材料一起搅拌，采用振捣成型、标准养护至规定龄期，测试抗硫酸盐耐蚀系数、混凝土抗渗性、RCM值、钢筋锈蚀时间。

室内振捣成型、标准养护工艺与混凝土实际沉管灌注桩水下浇筑工艺相差较大，主要体现在以下两个方面：

（1）灌注桩混凝土水下浇筑时混凝土从沉管中下料直接与富含侵蚀离子的水体接触；

（2）浇筑完成、沉管拔出后，塑性状态的桩基混凝土逐渐硬化过程直接与周围的土体接触，土体中往往亦富含侵蚀性离子。

工程技术人员迫切希望了解内掺抗侵蚀介质能力提升材料的实际作用效果，因此急需研发设计一种混凝土水下灌注及服役过程模拟试验装置，用于再现混凝土水下灌注过程及塑性混凝土与土壤接触状态的早期服役过程。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种混凝土水下灌注及服役过程的模拟实验装置及其方法，用于再现混凝土水下灌注过程及塑性混凝土与土壤接触状态的早期服役过程。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

一方面，本发明提供了一种混凝土水下灌注及服役过程的模拟实验装置，包括混凝土灌注机构、混凝土收集机构和加压注水机构；

所述混凝土收集机构包括上开口的罐体和与所述罐体上开口可拆卸且密封固接的第一顶盖，所述罐体侧壁上部设有与所述罐体内腔连通的排水阀，所述罐体内腔中设有由环境土壤围成的混凝土待灌注槽，所述罐体内腔与所述加压注水机构相连通，所述加压注水机构用于向所述罐体内腔中注入环境溶液，所述第一顶盖上开设有通孔和配有开关的下料孔；

所述混凝土灌注机构包括上下开口的灌注筒和设有第一排气口的第二顶盖，所述第一排气口上设有第一排气阀，所述灌注筒上端口与所述第二顶盖可拆卸且密封固接，所述灌注筒下端口与所述下料孔相配合且可拆卸密封固接，所述灌注筒侧壁中开设有竖向溶液孔，所述溶液孔底端口与所述通孔密封连通，所述溶液孔顶端口在所述灌注筒侧壁上部与灌注筒内腔连通。

进一步的，所述加压注水机构包括智能增压泵、泵管和用于存储环境溶液的溶液箱，所述智能增压泵的进水口通过泵管连通于所述溶液箱，所述智能增压泵的出水口通过泵管连通于所述罐体内腔。

进一步的，所述罐体和所述第一顶盖之间设有密封圈，所述灌注筒与所述第一顶盖和所述第二顶盖之间均设有密封圈。