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混凝土单面冻融的试验条件(单面冻融试验机)

作者:
北京首瑞
来源:
北京首瑞
2017/03/08 11:22
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产品介绍

    北京首瑞研发的SRCDF-16A型全自动混凝土单面冻融试验机适用于检验处于盐冻环境中的混凝土的抗冻性能,在我国北方地区,冬季大量使用除冰盐对道路进行除冰,此时的混凝土道路及周边附属建筑物遭受的冻融往往不是饱水状态下的冻融循环,而是干湿交替及盐溶液存在状态下的冻融循环,冬季海港及海水建筑物,水位变动区附近的混凝土也并不是在饱水状态下遭受水的冻融。测定混凝土及其它材料在水和负温共同反复作用下的抵抗能力,采用的是毛细吸水法的混凝土抗盐冻试验方法,该试验方法比较接近寒冷地区气候环境对混凝土的作用,具有试验周期短、测试精度高、再现性好等特点。该试验是通过超声波传输时间决定内部破坏,当与表面剥落量测定结合在一起时,样品的内部破坏与外部破坏同时被研究,从多项指标来共同判断混凝土的抗冻性能。SRCDF-16A采用独特的储能式设计,试件箱和储冷箱间的防冻液交换采用可变管径的两套管路控制,利用微电脑实现机器的全自动控制、数据导出和处理,是一款安全节能,性能稳定的测试设备。 

技术参数

1、最大运行功率:6.0kW        2、升降温速度:10±1℃/h        3、控制精度:±0.5℃ 

 

4、试件尺寸:150×110×70mm   5、试验周期:≤12小时/每循环    6、浸泡溶液:水或3.0%的NaCl溶液

产品特点

1、采用节能型低噪音的压缩机组。               

2、性能稳定、操作方便,一键式工作方式。

3、PLC独立控制,自动化程度高、控制准确

4、试验过程中温度波动极小。

5、升降温速率均匀,曲线平滑。                

6、数据曲线实时动态显示、数据自动记录存储。

 

冻融试验的仪器主要分为三类 

  传统试验机 
  试验一般采用圆柱状土样。土样被放置于带有温度探测装置的有机玻璃桶内,并置于试验箱内。土样上下端都与控温设备相连的压板接触,用于对试样进行冻融。此外,端部还可以施加压力,同时控制试验的补水或排水条件。设置在试验箱内,土样周围的探头,可以测量温度、轴向变形、孔隙水压力等,通过连接数据采集设备收集数据。传统的冻融试验装置如图1所示。这类试验机有的还能进行固结法制样,然后直接用于冻融试验。传统试验机注重研究土体的冻胀融沉过程,实时测量土体温度、变形、孔隙水压力等参数。 
  
  恒温箱 
  用恒温箱作为冻融的装置。设置好温度后将试样直接放入箱内进行冻融循环,试验结束后取出进行相应的力学试验。这类装置类似“冰箱”,功能比较单一,多数不能进行补排水控制。恒温箱通常只能进行封闭系统的冻融试验,不注重冻融过程,只是在宏观上研究冻融作用对土力学性质的影响。 
    综合类试验机 
  这类仪器在传统试验机的基础上改进而来,将冻融试验与材料试验机结合,在冻融循环后直接进行力学试验。这类试验兼具物理和力学两种性质的试验,不仅研究冻融过程的微观变化而且重视冻融试验后的力学特性。在试验条件的控制上也更复杂:补水排水条件,应力施加的方式及大小等。这使得研究更精确,能更真实反映土样的受力过程和状态。 


  试验条件 
  尽管研究者使用的冻融试验仪器不同,但导致土的冻融效应差异的还与试验条件有很大的关系。按照冻融进行的方向,有一维冻融和三维冻融;按温度梯度,有快速冻结和慢速冻结;按照冷源施加的方式,有恒温冻融和变温冻融;按加压方式,有加压冻融和自由冻融;按水分的补排来源,有封闭冻融和开放冻融。对于封闭系统而言,只存在热交换;而对于开放系统来说,则同时存在热、质交换;当只有一个边界上存在质交换时,可称为半开放系统,该系统的状态是随着时间发生变化的,而且系统边界的位置也是随着时间变化的。就室内冻融试验来说,开放系统要有外部水源补给;封闭系统没有与外部水分的交换只在局部进行重分布。此外还要考虑土体的渗透性,渗透系数小的土体若进行开放系统的冻融试验时,其效果相当于封闭系统,同样利用冻结速率也能控制排水情况。 
  只有合理选择冻融方式才能真实反映土体的实际冻融过程,试验条件的确定按下述情况而定:(1)工程需求:最大程度的模拟或还原场地的真实情况。一般来说,季节性冻土区冻土层的冻融过程可以描述为敞开系统下的单向冻结和双向融化,而多年冻土区则为开放系统下的双向冻结和单向融化。(2)试验需求:人为设定,研究在某些特定条件下的冻融效应。具体来说,冻融温度或是根据实测地温资料设定或是人为设定模拟特定条件。循环周期一般都要保证冻融能够彻底进行,即土体不再发生体积的变化。冻融周期可以类比前人的研究,但需注意土性、试样大小以及控制条件上的差异。温度梯度、施压以及补排水等条件也应符合上述两原则。此外,室内模型试验也是研究冻融作用的有效方法。模型试验通常根据相似原则进行设计,模拟野外状况从而验证设计和计算结果。
  冻融试验要选择合理的冻融方式:仪器的选择在一定程度上控制了试验条件的,如单向冻融还是多向冻融;温度梯度、补水方式、压力情况、试验周期都要根据工程实际情况或者研究需要选择。 
  冻融作用对土的工程性质影响一方面与土质以及土的初始状态的有关,另一方面也跟冻融试验仪器和条件有关。尽管各个国家或行业都有各自的规范,但差异不会太大。因此在试验时尽可能遵照规范要求进行操作和分析。要根据不同的实验目的选择冻融试验仪器以及试验条件。 
  总之,由于土的类型,以及影响因素的多样性,目前对冻融循环对土的工程性质的系统研究还远不完善,应当充分利用常规土力学的方法,针对冻土冻融特性,建立能够反映冻融作用试验方法体系,望与广大寒区工程工作者共同探讨。 

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