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专利号: 2022100187830
申请人: 三峡大学
专利类型:发明专利
专利状态:授权未缴费
专利领域: 测量;测试
更新日期:2023-08-25
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种采用真空注浆修复膜袋混凝土裂隙的实验装置,其特征在于:它包括主体承重框架(1),主体承重框架(1)的顶部支撑安装有试样固定框架(3),试样固定框架(3)上通过反力框架(6)安装膜袋混凝土试样(5)、硅胶垫层(7)和真空罩(9);真空罩(9)上设置有注浆孔(10)、抽吸孔(11)和测量孔(12);注浆孔(10)与注浆设备(14)相连,抽吸孔(11)与真空抽吸设备(15)相连;测量孔(12)上安装有真空压力表(13);

所述主体承重框架(1)采用不锈钢材料拼装焊接而成,包括设置在主体承重框架(1)顶部的伸缩杆件(2),伸缩杆件(2)的顶部铰接支撑试样固定框架(3),并通过调节伸缩杆件(2)来改变试样固定框架(3)的倾斜角度;

所述硅胶垫层(7)是将添加有硬化剂的硅胶倒入以膜袋混凝土试样(5)存在裂缝的表面为底的模具内,待硅胶硬化后取出;所述硅胶垫层(7)和膜袋混凝土试样(5)的接触面布置有条形磁铁(8);

所述注浆设备(14)内部设置有砂浆(16),并用于将砂浆(16)通过注浆孔(10)注入至膜袋混凝土试样(5)的裂缝内部,并观察不同注浆压力作用时浆液在裂隙内部的扩散填充情况;

所述真空抽吸设备(15)用于将真空罩(9)和膜袋混凝土试样(5)裂缝内部的空气抽出,并通过真空压力表(13)的示数确定裂缝内部的真空程度;

所述膜袋混凝土试样(5)制备过程中,是通过将混凝土浇筑在膜袋混凝土试样模具内部,待混凝土充分凝固后拆除模具得到膜袋混凝土试样(5);具体浇筑过程中在膜袋混凝土试样模具内部放置膜袋,从而将膜袋混凝土试样(5)分为两块完全吻合的试样A和试样B,减少人为获取裂隙面的因素,削弱对实验规律的影响;所述混凝土采用水泥、砂子和水按照一定水灰比混合配制而成;

所述膜袋混凝土试样(5)是将硅胶倒入以试样A或者试样B为底的模具内,待硅胶硬化后取出;然后以得到的硅胶为底,上面放置方格铁丝网,再将调配好的透明树脂倒入以硅胶为底的模具中,使得方格铁丝网嵌在透明树脂中间,使得取出后的透明树脂板上即嵌有增加树脂板刚度的方格铁丝网,又复刻有高度精确试样A或试样B裂隙面的粗糙度。

2.根据权利要求1所述一种采用真空注浆修复膜袋混凝土裂隙的实验装置,其特征在于:所述真空罩(9)采用亚克力板材料制作胶结而成,真空罩(9)的尺寸与膜袋混凝土试样(5)相同。

3.根据权利要求1所述一种采用真空注浆修复膜袋混凝土裂隙的实验装置,其特征在于:将所述真空压力表(13)安装在测量孔(12)中,并将注浆管和抽吸管分别布置在注浆孔(10)和抽吸孔(11)中,采用胶带对管道进行缠绕保证装置的密封效果。

4.采用权利要求1‑3任意一项所述实验装置进行真空注浆修复膜袋混凝土裂隙的实验方法,其特征在于,包括以下步骤:Step1.材料准备:准备主体承重框架(1)、伸缩杆件(2)、试样固定框架(3)、混凝土、膜袋混凝土试样(5)、反力框架(6)、硅胶垫层(7)、磁铁(8)、真空罩(9)、真空罩(9)、注浆孔(10)、抽吸孔(11)、测量孔(12)、真空压力表(13)、注浆设备(14)、真空抽吸设备(15)、砂浆(16)、亚克力板和方格铁丝网;

Step2.制作主体承重框架(1):在加工厂采用不锈钢材料制作主体承重框架(1),主体承重框架(1)包括伸缩杆件(2)和试样固定框架(3);

Step3.制作膜袋混凝土试样(5):在膜袋混凝土试样模具内部布置膜袋并将其固定,然后将配置好的混凝土浇筑到模具内部,待混凝土充分凝固后拆除模具制得膜袋混凝土试样,将膜袋混凝土试样从裂缝处分离得到两块完全吻合的试样A和试样B;

Step4.制作硅胶垫层(7):以膜袋混凝土试样存在裂缝的表面为底布置模具,在试样表面按照一定的间距布置条形磁铁(8),然后将添加有硬化剂的硅胶倒入模具内,待硅胶硬化后取出得到硅胶垫层(7);

Step5.制作透明实验试样:将硅胶倒入以试样A或者试样B为底的模具内,待硅胶硬化后取出;然后以得到的硅胶为底,上面放置方格铁丝网,再将调配好的透明树脂倒入以硅胶为底的模具中,使得方格铁丝网嵌在透明树脂中间,使得取出后的透明树脂板上既嵌有增加树脂板刚度的方格铁丝网,又复刻有高度精确试样A或试样B裂隙面的粗糙度;

Step6.制作真空罩(9):采用亚克力板制作真空罩(9),所述真空罩(9)为立体形状,底板尺寸与膜袋混凝土试样(5)相同,中间为空心的长方体,长方体与底板之间采用肋板进行连接粘结固定,在真空罩的上部预留注浆孔(10)、抽吸孔(11)和测量孔(12),三个孔的孔径相同;

Step7.安装实验装置:将膜袋混凝土试样(5)放置在试样固定框架(3)上并将其固定,把硅胶垫层(7)放置在膜袋混凝土试样(5)上,然后将真空罩(9)放置在硅胶垫层(7)上部,并通过调节反力框架(6)螺母位置施加作用力将三者固定成统一的整体;

Step8.将真空压力表(13)安装在测量孔(12)中,采用生胶带对注浆管和抽吸管进行缠绕,然后将其分别布置在注浆孔和抽吸孔中,保证整个装置的密封性;

Step9.采用真空抽吸设备(15)将真空罩和膜袋混凝土试样裂缝内部的空气抽出,并通过观察真空压力表的示数确定裂缝内部的真空程度;

Step10.注浆:按照一定的水灰比配制砂浆,然后将砂浆注入到注浆设备(14)中,调节注浆设备的初始注浆压力将砂浆通过注浆孔注入至裂缝中;

Step11.通过调节主体承重框架(1)中的伸缩杆件(2)高度,调节膜袋混凝土试样(5)的角度,达到模拟工程中膜袋混凝土不同角度的裂缝真空注浆实验的目的;

Step12:在实验过程中通过改变砂浆的初始注浆压力、裂缝内部真空度和倾角,观察砂浆在裂缝内部的渗透填充情况,确定不同裂缝真空注浆所需的真空度。