技術(shù)文章
混凝土抗沖刷試驗機的操作流程需嚴格遵循設(shè)備說明書及相關(guān)試驗標準(如《水工混凝土試驗規(guī)程》SL 352、《公路工程水泥及水泥混凝土試驗規(guī)程》JTG E30 等),核心圍繞 “試塊準備 - 設(shè)備調(diào)試 - 試驗運行 - 數(shù)據(jù)處理 - 設(shè)備維護" 展開,確保試驗過程an全、數(shù)據(jù)jing準。以下是通用且詳細的操作流程:
一、試驗前期準備:奠定jing準基礎(chǔ)
1. 試塊制備與預(yù)處理
試塊規(guī)格確認:根據(jù)試驗?zāi)康倪x擇標準試塊(常見尺寸為 150mm×150mm×150mm 立方體,或 Φ100mm×100mm 圓柱體,具體需匹配設(shè)備夾具尺寸),試塊需經(jīng) 28 天標準養(yǎng)護(溫度 20±2℃、相對濕度≥95%),表面平整、無裂縫或缺陷。
試塊預(yù)處理:若模擬實際涉水工況,需將試塊置于水中飽水 24 小時(或按標準要求的時間),取出后用濕布擦干表面浮水,再放入烘箱中于 105±5℃條件下烘干至恒重(兩次稱重差值≤0.1%),冷卻至室溫后備用。
試塊標識與初始數(shù)據(jù)記錄:用記號筆標注試塊編號,使用電子天平(精度 0.1g)稱量初始質(zhì)量(m?),用游標卡尺(精度 0.02mm)測量試塊沖刷面的長度、寬度(或直徑),計算初始表面積(S?),并記錄相關(guān)信息(如混凝土配比、養(yǎng)護齡期等)。
2. 設(shè)備檢查與環(huán)境準備
機械系統(tǒng)檢查:查看設(shè)備主體(如沖刷腔體、噴嘴、夾具)是否清潔,噴嘴有無堵塞、磨損或偏移(需保證噴嘴軸線與試塊沖刷面垂直,間距符合標準);檢查夾具是否靈活,能否牢固固定試塊,避免試驗中松動或漏水。
水路系統(tǒng)檢查:確認進水管路、出水管路連接緊密,無漏水、破損;檢查水箱水位是否達到規(guī)定高度(需高于水泵吸水口),若試驗需模擬含沙水流,需按設(shè)定濃度(如 0.5kg/m3、1.0kg/m3)提前配置含沙水(沙粒級配需符合試驗要求),攪拌均勻后注入水箱。
電氣與控制系統(tǒng)檢查:接通設(shè)備電源,檢查顯示屏、傳感器(壓力、流速、流量)、水泵、攪拌器等部件是否正常啟動;校準壓力傳感器和流速計(建議每次試驗前或定期校準,確保參數(shù)jing準)。
環(huán)境準備:試驗場地需干燥、通風,地面無積水;設(shè)備周圍預(yù)留操作空間,避免無關(guān)人員靠近,備好應(yīng)急工具(如扳手、吸水布、滅火器等)。
二、試塊安裝與參數(shù)設(shè)定:匹配試驗需求
1. 試塊安裝
打開設(shè)備沖刷腔體門,將預(yù)處理后的試塊放入夾具中,調(diào)整試塊位置,使沖刷面正對噴嘴出口,確保噴嘴與試塊表面的距離符合試驗標準(通常為 50mm、100mm 等,根據(jù)流速需求設(shè)定)。
緩慢擰緊夾具固定螺栓,力度適中(避免試塊破損或受力不均),同時檢查試塊與夾具間的密封情況(可加裝密封圈),防止試驗中水流從縫隙泄漏,影響沖刷效果。
關(guān)閉沖刷腔體門,確認門鎖扣到位,保證腔體密封。
2. 試驗參數(shù)設(shè)定
核心參數(shù)輸入:通過設(shè)備控制系統(tǒng)(觸摸屏或電腦軟件)設(shè)定試驗參數(shù),包括:
沖刷介質(zhì):清水或含沙水(若為含沙水,需設(shè)定沙濃度、沙粒級配);
沖刷流速 / 壓力:根據(jù)模擬工況設(shè)定(如水利工程泄洪段常用 3~15m/s,市政管道常用 1~3m/s),流速與壓力可通過設(shè)備內(nèi)置公式換算;
沖刷時間:按標準或研究需求設(shè)定(如 1h、3h、6h,或直至試塊出現(xiàn)明顯損傷);
沖刷方式:連續(xù)沖刷或間歇沖刷(間歇沖刷需設(shè)定啟停間隔)。
輔助參數(shù)確認:設(shè)定水箱攪拌器轉(zhuǎn)速(保證含沙水濃度均勻)、出水過濾精度(防止雜質(zhì)堵塞噴嘴),檢查數(shù)據(jù)記錄頻率(如每 10 分鐘記錄一次流速、壓力數(shù)據(jù))。
三、試驗運行與過程監(jiān)控:保障an全與數(shù)據(jù)you效
1. 試驗啟動
按 “先水路后動力" 的順序啟動設(shè)備:先打開水箱進水閥、啟動攪拌器(含沙水工況),待水路通暢后,啟動水泵,緩慢調(diào)節(jié)閥門提升流速 / 壓力至設(shè)定值(避免瞬間高壓沖擊試塊或設(shè)備)。
設(shè)備進入穩(wěn)定運行狀態(tài)后,關(guān)閉設(shè)備操作面板,通過觀察窗或監(jiān)控系統(tǒng)查看試塊沖刷情況,確認無漏水、噴嘴無偏移、試塊無松動。
2. 過程監(jiān)控與記錄
實時監(jiān)控:試驗期間每 15~30 分鐘巡查一次設(shè)備運行狀態(tài),重點關(guān)注:
流速、壓力是否穩(wěn)定在設(shè)定范圍內(nèi)(波動偏差需≤±5%);
水箱水位是否充足(不足時需及時補充同濃度介質(zhì),避免水泵空轉(zhuǎn));
沖刷腔體有無漏水、異響,夾具是否牢固;
試塊表面有無剝落、骨料暴露等損傷現(xiàn)象,bi要時拍照記錄。
數(shù)據(jù)記錄:設(shè)備自動記錄流速、壓力、時間等參數(shù),操作人員需手動記錄巡查情況、異常現(xiàn)象及處理措施,確保試驗數(shù)據(jù)可追溯。
3. 應(yīng)急處理
若出現(xiàn)流速 / 壓力驟變、管路漏水、設(shè)備異響等異常,立即按下 “緊急停機" 按鈕,關(guān)閉水泵和電源,待設(shè)備wan全停止后排查故障(如清理噴嘴堵塞、緊固管路接口),故障排除后方可重新啟動。
若試塊突然破損或松動,需立即停機,更換試塊后重新開始試驗,原數(shù)據(jù)作廢。
四、試驗結(jié)束與數(shù)據(jù)處理:輸出評估結(jié)果
1. 設(shè)備停機
按 “先動力后水路" 的順序停機:先降低流速 / 壓力至零,關(guān)閉水泵和攪拌器,再關(guān)閉水箱進水閥,打開排水閥排空管路和沖刷腔體中的介質(zhì)(含沙水需單獨處理,避免堵塞排水口)。
切斷設(shè)備電源,打開沖刷腔體門,取出試塊,清理腔體內(nèi)殘留的泥沙、混凝土碎屑,用清水沖洗噴嘴、夾具及腔體內(nèi)部。
2. 試塊后處理與數(shù)據(jù)計算
試塊清理與稱重:將取出的試塊用清水沖洗表面殘留的泥沙,放入烘箱中按前期條件烘干至恒重,冷卻后稱量zui終質(zhì)量(m?)。
損傷參數(shù)測量:用游標卡尺測量試塊沖刷面的剩余厚度(或沖刷深度,多點測量取平均值),觀察并記錄表面損傷形態(tài)(如麻面、骨料裸露、裂縫分布)。
核心指標計算:
質(zhì)量損失率(Δm):Δm = [(m? - m?)/m?] × 百分之一百(反映材料抗沖刷磨蝕的宏觀能力);
沖刷深度(Δh):Δh = 初始厚度 - 剩余厚度平均值(反映局部損傷程度);
沖刷速率(v):v = Δh / 沖刷時間(反映損傷發(fā)展速度)。
3. 結(jié)果分析與報告
對比不同試塊(如不同配比、不同外加劑)的質(zhì)量損失率、沖刷深度,評估混凝土抗沖刷性能優(yōu)劣;
結(jié)合試驗參數(shù)(流速、濃度)與損傷形態(tài),分析沖刷機制(如機械磨蝕、水力剝蝕);
按標準格式撰寫試驗報告,內(nèi)容包括試塊信息、試驗參數(shù)、原始數(shù)據(jù)、計算結(jié)果、損傷描述及結(jié)論建議。
五、設(shè)備維護與保養(yǎng):延長使用壽命
即時清潔:試驗結(jié)束后che底清理水箱、管路、沖刷腔體,含沙水試驗需重點清理噴嘴和過濾器,避免泥沙沉積堵塞;用干布擦干設(shè)備表面水分,防止銹蝕。
定期檢查:每周檢查管路密封性、噴嘴磨損情況,每月校準壓力傳感器和流速計,每季度潤滑夾具螺栓、水泵軸承等運動部件。
備件與記錄:儲備易損件(如噴嘴、密封圈、過濾器),建立設(shè)備運行臺賬,記錄每次試驗的日期、參數(shù)、故障及維護情況,為設(shè)備檢修提供依據(jù)。
關(guān)鍵注意事項
操作人員需經(jīng)專業(yè)培訓(xùn),熟悉設(shè)備原理及an全規(guī)范,嚴禁在設(shè)備運行時打開沖刷腔體門。
含沙水試驗中,沙粒需提前篩選(避免大顆粒堵塞),濃度需jing準控制,否則會嚴重影響試驗數(shù)據(jù)。
不同標準對試塊規(guī)格、參數(shù)設(shè)定的要求不同,操作前需明確試驗依據(jù)的標準,確保流程合規(guī)。
通過以shang流程,可系統(tǒng)、jing準地完成混凝土抗沖刷性能測試,為材料評估、工程應(yīng)用提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。