[实用新型]一种岩石多相模拟风化实验装置

说明书

本实用新型提供了一种岩石多相模拟风化实验装置，包括实验箱、载样系统、监测系统、气体供给系统、液体供给系统、温控系统、数据采集和通讯系统，实验箱为密闭式箱体结构，载样系统安装于实验箱内；监测系统、气体供给系统、液体供给系统、温控系统、数据采集和通讯系统分别对应实验箱设置；本实用新型专利能够通过气体供给系统、液体供给系统、样品自动升降装置和水浴缸，有效控制温度、侵蚀性气体和腐蚀性液体的浓度以及岩石样品与侵蚀性气体和液体中的反应时间，延长岩石样品模拟风化过程，模拟实验更接近于实际情况，并且通过监测系统、数据采集和通讯系统将其反馈给研究人员，从而为高效、科学开展岩石风化研究提供帮助。

技术领域

本实用新型涉及石质文物风化机理研究和加固保护技术领域，尤其涉及一种岩石多相模拟风化实验装置。

背景技术

石质文物是以天然岩石作为建造材料或以自然岩体作为赋存体的文化遗存，是我国极为重要的文化遗产，分为可移动和不可移文物。不可移动石质文物(如石窟寺及摩崖造像、题刻、崖墓石刻、石构建筑等)大多露天保存。风化是露天石质文物最普遍、最严重的病害，也是石质文物保护的关键问题。

我国不可移动石质文物大多以方解石为主要成分或以方解石为胶结物的材质，受自然营力作用易产生风化破坏，特别是大气中CO2、SO2、NO2等侵蚀性气体对这些石质文物破坏严重。而这些气体溶于水后对石质文物破坏更为显著。不同岩性的石质文物对侵蚀性气体或水溶液的耐蚀性明显不同。通常在石质文物风化机理和加固保护材料研究时，研究侵蚀气体和这些气体水溶液对岩石样品的腐蚀过程及评估保护材料的耐蚀性是一项重要的研究指标。

目前文物保护领域对于岩石腐蚀机理和保护材料耐酸老化性研究主要有两种实验方法，一种是将立方体岩石样品在室温条件下浸没于一定浓度的强酸溶液发生反应一定时间，取出后在室温放置一定周期；另一种方法是将岩石样品悬挂于密闭发应装置中，在固定时间内，用一定浓度的强酸雾喷淋，循环一定次数。两种方法都是以实验后的样品干失重作为评价指标，表征岩石和材料的耐酸腐蚀性。两种实验方法都是采用强酸加快反应速度来实现模拟腐蚀，与石质文物在自然环境中所面临的大气污染实际状况具有较大差异，而且实验过程中难以对岩石样品与酸溶液反应过程进行监测。另外，这两种方法仅适用于耐酸性和耐水性较强的岩石，当岩石样品与强酸溶液作用时不会出现样块浸入强酸溶液或强酸雾淋滤时发生崩解；而对于酥软质砂岩特别是四川地区的以方解石为主要胶结物的红砂岩在上述实验时极易发生崩解的极端情况，导致平行实验结果差异极大，实验后，岩石样品胶结物流失状况和内部微观结构变化也无法进行观察分析，造成实验结果与实际情况相差甚远，难以达到模拟研究的目的。

实用新型内容

针对现有技术中所存在的不足，本实用新型提供了一种岩石多相模拟风化实验装置，其解决了现有技术中存在的实验结果与实际情况相差大，难以达到模拟研究的目的，同时还不能进行实时监控的问题。

根据本实用新型的实施例，一种岩石多相模拟风化实验装置，包括实验箱、载样系统、监测系统、气体供给系统、液体供给系统、温控系统、数据采集和通讯系统，所述实验箱为密闭式箱体结构，所述载样系统安装于实验箱内；监测系统、气体供给系统、液体供给系统、温控系统、数据采集和通讯系统分别对应实验箱设置。

进一步的，所述载样系统包括升降装置和载样台，所述升降装置驱动载样台在实验箱内部沿竖直方向移动。

进一步的，所述实验箱的顶板可拆卸设置，所述升降装置为竖直设置的电动伸缩杆，所述电动伸缩杆一端固定在顶板底面，另一端与载样台吊装连接。

进一步的，所述监测系统包括液相多参数监测装置和气相多参数监测装置。

进一步的，所述液相多参数监测装置包括设置在实验箱内部的酸碱度传感器、电导率传感器、液体温度传感器。

进一步的，所述气相多参数监测装置包括设置在实验箱内部的气体温度传感器、湿度传感器、气体浓度传感器。