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一种混凝土模型块流动电势测量装置及作法.pdf

  • 上传人：1****2
  • 文档编号：4535376
  • 上传时间：2018-10-18
  • 格式：PDF
  • 页数：8
  • 大小：472.78KB
    • 摘要
    申请专利号：

    CN201410330740.1

    		 申请日：

    2014.07.08
    公开号：

    CN104198350A

    		 公开日：

    2014.12.10
    当前法律状态：

    授权

    		 有效性：

    有权
    法律详情：

    授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G01N 15/08申请日:20140708|||公开
    IPC分类号：

    G01N15/08

    		 主分类号：

    G01N15/08
    申请人：

    黑龙江八一农垦大学
    发明人：

    杨光; 刘金云; 陶传迁
    地址：

    163319 黑龙江省大庆市高新技术开发区新风路5号
    优先权：

    专利代理机构：

    		代理人：

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    内容摘要

    一种混凝土模型块流动电势测量装置及作法。通过流动电势可间接评价混凝土渗透性，属于混凝土渗透性研究技术领域。测量电极的两极分别安装在不同长度有机玻璃管上，强力橡胶套紧箍在混凝土模型块上，强力橡胶套的两端分别与有机玻璃管的电极安装端连接，带有木质夹子的乳胶管套在短有机玻璃管的非电极端，将上述组合体的长有机玻璃管的非电极端与玻璃容器出水弯头出水端紧密连接。进液孔注入NaCl溶液，调节乳胶管上的木质夹子使NaCl溶液匀速滴出。用精密万用表测量电极电压即为流动电势，流动电势系数用测量电压与模型块两端压强之比表示，以间接反映模型块渗透性优劣。本发明适用于混凝土渗透性研究，造价低廉，应用前景广阔。

    权利要求书

    1.  一种混凝土模型块流动电势测量装置，包括带有阀门的进液口(1)、带有阀门的溢出口(2)、带有出水弯头的玻璃容器(3)、有机玻璃管(4)、NaCl溶液(5)、测量电极(6)、混凝土模型块(7)、强力橡胶套(8)、有机玻璃管(9)、乳胶管(10)、支架(11)、烧杯(12)、烧杯(13)及木质夹子(14)构成；烧杯(12)及带有出水弯头的玻璃容器(3)置于支架(11)上；带有阀门的进液口(1)置于带有出水弯头的玻璃容器(3)上端；测量电极(6)的导线分别从有机玻璃管(4)的下端及有机玻璃管(9)上端引出，有机玻璃管上穿过测量电极导线的孔道缝隙用密封胶密封；强力橡胶套(8)套在混凝土模型块(7)上；强力橡胶套(8)的上端与装有测量电极(6)的负极的有机玻璃管(4)的下端相连，强力橡胶套(8)的下端与套有乳胶管(10)的有机玻璃管(9)的上端相连；有机玻璃管(4)、测量电极(6)、混凝土模型块(7)、强力橡胶套(8)及套有乳胶管(10)的有机玻璃管(9)组成的组合体与带有出水弯头玻璃容器(3)的弯头出水口紧密相连；带有阀门的进液口(1)打开，向玻璃容器(3)中注入NaCl溶液(5)，保持带有阀门的溢出口(2)有NaCl溶液(5)缓慢滴出，落入烧杯(12)中；套有乳胶管(10)的有机玻璃管(9)中的NaCl溶液(5)充满后，调整乳胶管(10)上的木质夹子(14)，使液体缓慢滴落在烧杯(13)中，并保持乳胶管(10)中液体体积不变；用高精度万用表量测测量电极(6)两端的电压；测量玻璃容器(3)液面至混凝土模型块(7)顶面的高差计算液体压强，用万用表的电压和液体压强做比值即得流动电势系数；这样，带有阀门的进液口(1)、带有阀门的 溢出口(2)、带有出水弯头的玻璃容器(3)、有机玻璃管(4)、NaCl溶液(5)、测量电极(6)、混凝土模型块(7)、强力橡胶套(8)、有机玻璃管(9)、带有阀门乳胶管(10)、支架(11)、烧杯(12)、烧杯(13)及木质夹子(14)构成了一种混凝土模型块流动电势的测量装置。 

    2.      据权利要求1所述一种混凝土模型块流动电势测量装置，其特征在于： 
    所述带有阀门的进液口1由带有阀门的有机玻璃管(直径1.5cm)与NaCl溶液输入导管相连。 

    3.      据权利要求1所述一种混凝土模型块流动电势测量装置，其特征在于：所述带有阀门的溢出口2由带有阀门的有机玻璃管(直径1.5cm)安装在玻璃容器3的圆孔(距玻璃容器3上边缘5cm)上并密封构成。测试时，应该始终有NaCl溶液滴落，即保持玻璃容器3中的液面高度恒定。 

    4.      据权利要求1所述一种混凝土模型块流动电势测量装置，其特征在于： 
    所述玻璃容器3容积为5L，出水弯头距玻璃容器3底面为5cm、外径为2cm，容器中NaCl液面至混凝土模型块7顶面的高度为200-250cm。 

    5.      据权利要求1所述一种混凝土模型块流动电势测量装置，其特征在于： 
    所述有机玻璃管4(高180cm)和有机玻璃管9(高3cm)，二者外径、内径、壁厚均相同，尺寸分别为2.5cm、2cm、2.5mm。在有机玻璃管4下端和有机玻璃管9上端，沿外径母线方向在壁厚钻1.2mm圆孔，孔高10mm作为测量电极6的导线通道，测量电极6安装后需用密封胶密封。 

    6.      据权利要求1所述一种混凝土模型块流动电势测量装置，其特征在于： 所述测量电极6采用Ag/AgCl材料制作且与混凝土模型块7是非紧密接触关系。 

    7.      据权利要求1所述一种混凝土模型块流动电势测量装置，其特征在于： 
    所述混凝土模型块7圆柱体直径为2.5cm，高2cm；NaCl溶液的摩尔浓度为0.05-0.1mol/l；高精度万用精度表不应低于6位半。 

    8.      据权利要求1所述一种混凝土模型块流动电势测量装置，其特征在于：所述一种混凝土模型块流动电势测量装置及做法，其制作顺序如下： 
    a)将支架11放置在平整无振动的平面上； 
    b)在支架11上调整摆放玻璃容器3及烧杯12位置使支架11稳定； 
    c)将强力橡胶套8套在混凝土模型块7上； 
    d)在有机玻璃管4的下端安装测量电极6的一个电极； 
    e)将测量电极6的一个电极安装在有机玻璃管9的上端，将乳胶管10套在有机玻璃管9的下端并用木质夹子14夹在乳胶管10的下端； 
    f)将装有混凝土模型块7的强力橡胶套8的一端与安装测量电极6一极的有机玻璃管4的电极安装端紧密连接，要避免测量电极6的一端与混凝土模型块7的上表面产生摩擦； 
    g)将装有混凝土模型块7的强力橡胶套8的另一端与安装测量电极6另一极的有机玻璃管9的电极安装端紧密连接，注意要避免测量电极6的另一极与混凝土模型块7的下表面产生摩擦； 
    h)将有机玻璃管4、测量电极6、混凝土模型块7、强力橡胶套8及套有 乳胶管10的有机玻璃管9组成的组合体的上端与玻璃容器3的玻璃导管出水弯头下端紧密相连； 
    i)将烧杯13放在乳胶管10下方； 
    j)将带有阀门的进液口1阀门打开向玻璃容器3中注入NaCl溶液5，保持带有阀门的溢出口2缓慢有液体滴落，待乳胶管10的管腔内充满液体时，调整木质夹子14是液体缓慢、均匀滴出，且保持乳胶管腔内充满液体； 
    k)用高精度万用表测量电极两端电压，计算混凝土模型块顶面的液体压强，用电压与压强做比值即得流动电势系数。 

    说明书

    一种混凝土模型块流动电势测量装置及作法
    技术领域
    本发明涉及一种在定压力下测量混凝土模型块流动电势的装置及作法，通过流动电势可以间接地评价混凝土渗透性，属于混凝土渗透性研究技术领域。
    背景技术
    一般来讲任何两个不同的物相(固-液两相)接触都会在两相间产生电势，这是由电荷分离引起的。这种分离作用体现在固体可以从电解液中选择性的吸附某种离子或者由于固体分子本身产生电离作用使其进入电解液中。两相各有过剩的电荷，电量相等，正负号相反，相互吸引，形成双电层。混凝土是一种孔隙介质，在混凝土模型块的微孔道中会形成上述的双电层，即吸附层和扩散层。在压强差作用下，流体在混凝土模型块的微孔道内流动时，会携带扩散层中的净剩正电荷向微孔道中压强低的一端移动，使这一端正电荷累积；在压强高的一端，随着扩散层阳离子的减少，表面阴离子占优势，这一端就净剩了负电荷。于是，在微孔道两端形成电势差，称为流动电势，用高精度的万用表可以测量此类电势差。测得的电势差与混凝土模型块顶面液体压强的比值称为流动电势系数，该系数的大小可以间接衡量混凝土模型块渗透性的优劣。
    混凝土渗透性的传统测量方法有，透水法、透气法、Cl-离子渗透法及通电法；这些传统方法存在试验时间较长、试验成本高等问题。
    本发明提出的混凝土流动电势测量装置，利用电化学原理测得混凝土流动电势，测得的流动电势经换算成流动电势系数后可用于评价混凝土的渗透性，具有重要的理论意义和经济价值。
    发明内容
    本发明目的在于利用电化学原理，设计一种混凝土模型块流动电势的测量装置，其基本原理为：用测得的流动电势计算流动电势系数以评价混凝土的渗透性。
    本发明采用的技术方案如下：
    一种混凝土模型块流动电势测量装置，包括带有阀门的进液口1、带有阀门的溢出口2、带有出水弯头的玻璃容器3、有机玻璃管4、NaCl溶液5、测量电极6、混凝土模型块7、强力橡胶套8、有机玻璃管9、乳胶管10、支架11、烧杯12、烧杯13及木质夹子14构成；烧杯12及带有出水弯头的玻璃容器3置于支架11上；带有阀门的进液口1置于带有出水弯头的玻璃容器3上端；测量电极6的导线分别从有机玻璃管4的下端及有机玻璃管9上端引出，有机玻璃管上穿过测量电极导线的孔道缝隙用密封胶密封；强力橡胶套8套在混凝土模型块7上；强力橡胶套8的上端与装有测量电极6的负极的有机玻璃管4的下端相连，强力橡胶套8的下端与套有乳胶管10的有机玻璃管9的上端相连；有机玻璃管4、测量电极6、混凝土模型块7、强力橡胶套8及套有乳胶管10的有机玻璃管9组成的组合体与带有出水弯头玻璃容器3的弯头出水口紧密相连；带有阀门的进液口1打开，向玻璃容器3中注入NaCl溶 液5，保持带有阀门的溢出口2有NaCl溶液5缓慢滴出，落入烧杯12中；套有乳胶管10的有机玻璃管9中的NaCl溶液5充满后，调整乳胶管10上的木质夹子14，使液体缓慢滴落在烧杯13中，并保持乳胶管10中液体体积不变；用高精度万用表量测测量电极6两端的电压；测量玻璃容器3液面至混凝土模型块7顶面的高差计算液体压强，用万用表的电压和液体压强做比值即得流动电势系数；这样，带有阀门的进液口1、带有阀门的溢出口2、带有出水弯头的玻璃容器3、有机玻璃管4、NaCl溶液5、测量电极6、混凝土模型块7、强力橡胶套8、有机玻璃管9、带有阀门乳胶管10、支架11、烧杯12、烧杯13及木质夹子14构成了一种混凝土模型块流动电势测量装置。
    所述带有阀门的进液口1由带有阀门的有机玻璃管(直径1.5cm)与NaCl溶液输入导管相连构成；
    所述带有阀门的溢出口2由带有阀门的有机玻璃管(直径1.5cm)安装在玻璃容器3的圆孔(距玻璃容器3上边缘5cm)上并密封构成。测试时，应该始终有NaCl溶液滴落，即保持玻璃容器3中的液面高度恒定；
    所述玻璃容器3容积为5L，出水弯头距玻璃容器3底面为5cm、外径为2cm，容器中NaCl液面至混凝土模型块7顶面的高度为200-250cm；
    所述有机玻璃管4(高180cm)和有机玻璃管9(高3cm)，二者外径、内径、壁厚均相同，尺寸分别为2.5cm、2cm、2.5mm。在有机玻璃管4一端和有机玻璃管9一端，沿有机玻璃管母线方向在壁厚一中点处钻1.2mm圆孔，孔高1cm作为测量电极6的导线通道，测量电极6安装后需用密封胶密封；
    所述测量电极6采用Ag/AgCl材料制作且与混凝土模型块7是非紧密接触关系。
    所述混凝土模型块7圆柱体直径为2.5cm，高2cm。
    所述NaCl溶液的摩尔浓度为0.05-0.1mol/l。
    所述高精度万用表精度不应低于6位半。
    所述定压力下混凝土模型块中流动电势测量装置及做法，其制作顺序如下：
    a)将支架11放置在平整无振动的平面上；
    b)在支架11上调整摆放玻璃容器3及烧杯12位置使支架11稳定；
    c)将强力橡胶套8套在混凝土模型块7上；
    d)在有机玻璃管4的下端安装测量电极6的一个电极；
    e)将测量电极6的一个电极安装在有机玻璃管9的上端，将乳胶管10套在有机玻璃管9的下端并用木质夹子14夹在乳胶管10的下端；
    f)将装有混凝土模型块7的强力橡胶套8的一端与安装测量电极6一极的有机玻璃管4的电极安装端紧密连接，要避免测量电极6的一端与混凝土模型块7的上表面产生摩擦；
    g)将装有混凝土模型块7的强力橡胶套8的另一端与安装测量电极6另一极的有机玻璃管9的电极安装端紧密连接，注意要避免测量电极6的另一极与混凝土模型块7的下表面产生摩擦；
    h)将有机玻璃管4、测量电极6、混凝土模型块7、强力橡胶套8及套有 乳胶管10的有机玻璃管9组成的组合体的上端与玻璃容器3的玻璃导管出水弯头下端紧密相连；
    i)将烧杯13放在乳胶管10下方；
    j)将带有阀门的进液口1阀门打开向玻璃容器3中注入NaCl溶液5，保持带有阀门的溢出口2缓慢有液体滴落，待乳胶管10的管腔内充满液体时，调整木质夹子14是液体缓慢、均匀滴出，且保持乳胶管腔内充满液体；
    k)用高精度万用表测量电极两端电压，计算混凝土模型块顶面的液体压强，用电压与压强做比值即得流动电势系数。
    与传统混凝土渗透性的测量方法，本发明的优点是：
    (1)将电化学知识用于混凝土渗透性评价；
    (2)利用流动电势系数反映混凝土模型块的渗透性；
    (3)装置制作简单、成本低、经济效果显著。
    图1一种混凝土模型块流动电势测量装置图；
    图中：1-带有阀门的进液口；2-带有阀门的溢出口；3-带有出水弯头的玻璃容器；4-有机玻璃管；5-NaCl溶液；6-测量电极；7-混凝土模型块；8-强力橡胶套；9-有机玻璃管；10-乳胶管；11-支架；12-烧杯；13-烧杯；14-木质夹子。
    具体实施方式：
    一种混凝土模型块流动电势测量装置，包括带有阀门的进液口1、带有阀门的溢出口2、带有出水弯头的玻璃容器3、有机玻璃管4、NaCl溶液5、测 量电极6、混凝土模型块7、强力橡胶套8、有机玻璃管9、乳胶管10、支架11、烧杯12、烧杯13及木质夹子14构成；烧杯13及带有出水弯头的玻璃容器3置于支架11上；带有阀门的进液口1置于带有出水弯头的玻璃容器3上端；测量电极6的导线分别从有机玻璃管4的下端及有机玻璃管9上端引出，有机玻璃管上穿过测量电极导线的孔道缝隙用密封胶密封；强力橡胶套8套在混凝土模型块7上；强力橡胶套8的上端与装有测量电极6的负极的有机玻璃管4的下端相连，强力橡胶套8的下端与套有乳胶管10的有机玻璃管9的上端相连；有机玻璃管4、测量电极6、混凝土模型块7、强力橡胶套8及套有乳胶管10的有机玻璃管9组成的组合体与带有出水弯头玻璃容器3的弯头出水口紧密相连；带有阀门的进液口1打开，向玻璃容器3中注入NaCl溶液5，保持带有阀门的溢出口2有NaCl溶液5缓慢滴出，落入烧杯12中；套有乳胶管10的有机玻璃管9中的NaCl溶液5充满后，调整乳胶管10上的木质夹子14，使液体缓慢滴落在烧杯13中，并保持乳胶管10中液体体积不变；用高精度万用表量测测量电极6两端的电压；测量玻璃容器3液面至混凝土模型块7顶面的高差计算液体压强，用万用表的电压和液体压强做比值即得流动电势系数；这样，带有阀门的进液口1、带有阀门的溢出口2、带有出水弯头的玻璃容器3、有机玻璃管4、NaCl溶液5、测量电极6、混凝土模型块7、强力橡胶套8、有机玻璃管9、带有阀门乳胶管10、支架11、烧杯12、烧杯13及木质夹子14构成了一种混凝土模型块流动电势的测量装置。
    所述一种混凝土模型块流动电势测量装置及做法，其制作顺序如下：
    a)将支架11放置在平整无振动的平面上；
    b)在支架11上调整摆放玻璃容器3及烧杯12位置使支架11稳定；
    c)将强力橡胶套8套在混凝土模型块7上；
    d)在有机玻璃管4的下端安装测量电极6的一个电极；
    e)将测量电极6的一个电极安装在有机玻璃管9的上端，将乳胶管10套在有机玻璃管9的下端并用木质夹子14夹在乳胶管10的下端；
    f)将装有混凝土模型块7的强力橡胶套8的一端与安装测量电极6一极的有机玻璃管4的电极安装端紧密连接，要避免测量电极6的一端与混凝土模型块7的上表面产生摩擦；
    g)将装有混凝土模型块7的强力橡胶套8的另一端与安装测量电极6另一极的有机玻璃管9的电极安装端紧密连接，注意要避免测量电极6的另一极与混凝土模型块7的下表面产生摩擦；
    h)将有机玻璃管4、测量电极6、混凝土模型块7、强力橡胶套8及套有乳胶管10的有机玻璃管9组成的组合体的上端与玻璃容器3的玻璃导管出水弯头下端紧密相连；
    i)将烧杯13放在乳胶管10下方；
    j)将带有阀门的进液口1阀门打开向玻璃容器3中注入NaCl溶液5，保持带有阀门的溢出口2缓慢有液体滴落，待乳胶管10的管腔内充满液体时，调整木质夹子14是液体缓慢、均匀滴出，且保持乳胶管腔内充满液体；
    k)用高精度万用表测量电极两端电压，计算混凝土模型块顶面的液体压 强，用电压与压强做比值即得流动电势系数。
    以上是本发明的一个典型实施例，本发明的实施不限于此。

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    一种 混凝土 模型 流动 电势 测量 装置 作法
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