TDR型混凝土快速凍融裝置
一、概 述
TDR型混凝土快速凍融裝置采用水凍水融法，把符合外觀要求的100*100*400的混凝土試件和測(cè)溫試件放進(jìn)試件桶中，用17-23℃的水浸泡4天，然后把試件桶放入凍融試驗(yàn)槽中，用循環(huán)的載冷劑對(duì)試件反復(fù)進(jìn)行降溫和升溫，周期性地把試件內(nèi)外的水進(jìn)行凍結(jié)和融化?；炷猎嚰孔?5次凍融循環(huán)試驗(yàn)，都要測(cè)量1次重量和相對(duì)動(dòng)彈性模量。當(dāng)相對(duì)動(dòng)彈性模量下降至初始值的60%或質(zhì)量損失率達(dá)5%時(shí)，即認(rèn)為試件已達(dá)破壞，并以相應(yīng)的凍融循環(huán)次數(shù)作為該混凝土的抗凍等級(jí)。如果試件凍融至預(yù)定的循環(huán)次數(shù)，而相對(duì)動(dòng)彈性模量和質(zhì)量損失率均未達(dá)到上述指標(biāo)，可認(rèn)為試驗(yàn)的混凝土抗凍性已滿足設(shè)計(jì)要求。根據(jù)凍融循環(huán)次數(shù)及相應(yīng)的相對(duì)動(dòng)彈性模量可計(jì)算出混凝土耐久性系數(shù)，供設(shè)計(jì)選材時(shí)參考。
二、適用范圍
在動(dòng)彈性模量、質(zhì)量損失率和耐久性系數(shù)為評(píng)定指標(biāo)的混凝土抗凍試驗(yàn)中，TDR型混凝土快速凍融裝置是的試驗(yàn)設(shè)備?？蓾M足國(guó)內(nèi)外各相關(guān)行業(yè)設(shè)計(jì)、研究、施工的需要。裝置結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積少，安裝簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，是一種實(shí)用的試驗(yàn)裝置。
三、混凝土快速凍融裝置技術(shù)參數(shù)
| 型號(hào) | TDR-1 | TDRF-1 | TDR-2 | TDRF-2 |
| 冷凝器冷卻方式 | 水冷 | 風(fēng)冷 | 水冷 | 風(fēng)冷 |
| 試件數(shù)量 | 28件 | 28件 | 16件 | 16件 |
| 試件尺寸 | 100×100×400，測(cè)溫件尺寸相同，中間留有測(cè)溫孔 |
| 凍融循環(huán)周期 | 2.5～4小時(shí)，融化時(shí)間不小于1/4凍融周期 |
| 凍結(jié)終了：時(shí)間/試件中心溫度 | 1.5～2.5小時(shí)/-17±2℃ |
| 融化終了:時(shí)間/試件中心溫度 | 1.0～1.5小時(shí)/8±2℃ |
| 試件中心與表面的溫差 | 小于28℃ |
| 循環(huán)次數(shù) | 標(biāo)準(zhǔn)為300次，計(jì)數(shù)器可達(dá)6位數(shù) |
| 溫度記錄儀 | 傳統(tǒng)有紙記錄儀或數(shù)字顯示無紙記錄儀★ |
| 試件桶尺寸 | 120×120×500 |
| 凍融循環(huán)介質(zhì) | -45℃防凍液 |
| 凍融循環(huán)介質(zhì)充注量 | 160kg | 120kg |
| 制冷機(jī)壓縮機(jī) | 進(jìn)口全封閉8.5HP | 進(jìn)口全封閉5HP |
| 加熱功率 | 9KW | 6KW |
| 運(yùn)行功率 | 9.7KW | 6.7KW |
| 供電 | 3N380V 50HZ | 3N380V 50HZ |
| 外形尺寸 | 1873×1250×1000 | 1870×1000×1000 |
| 重量 | 約700kg | 約550kg |
四、混凝土快速凍融箱結(jié)構(gòu)
本試驗(yàn)裝置由凍融試驗(yàn)箱、載冷劑循環(huán)及加熱系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、測(cè)溫、記錄、自動(dòng)控制系統(tǒng)、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)等五部分組成，前四部分安裝在同一個(gè)箱體內(nèi)。
a）凍融試驗(yàn)箱：試驗(yàn)箱的外殼及工作槽是由優(yōu)質(zhì)不銹鋼板制成。保溫層采用聚氨酯泡沫塑料整體發(fā)泡。試驗(yàn)箱的左邊為試件槽，試件槽上部為頂開門。試驗(yàn)箱的右邊為機(jī)室，機(jī)室上方為電控部分。
b）載冷劑循環(huán)及加熱系統(tǒng)：由載冷劑循環(huán)泵、電加熱管、換熱器、管道閥門及流量開關(guān)等組成。載冷劑劑采 用-45°C防凍液。管道布置盡可能使試件槽溫度均勻。
c）制冷系統(tǒng)：由全封閉制冷壓縮機(jī)、水冷凝器、蒸發(fā)器及管道閥門等組成。
d）測(cè)溫、記錄、自動(dòng)控制系統(tǒng)：采用雙筆長(zhǎng)圖記錄儀（也可選用其他記錄儀）記錄試件的中心溫度和試件桶外載冷劑溫度。用計(jì)數(shù)器設(shè)定所需循環(huán)次數(shù)，自動(dòng)顯示已完成的循環(huán)次數(shù)。
加熱：采用微電腦顯溫控儀和雙筆長(zhǎng)圖記錄儀進(jìn)行控制。
制冷：直接由雙筆長(zhǎng)圖記錄儀進(jìn)行控制。控制元件、閥門和電器元件均選自進(jìn)口或國(guó)內(nèi)產(chǎn)品。試驗(yàn)裝 置具有缺相、短路、過載、超溫、超壓等保護(hù)功能，確保試驗(yàn)裝置安全、可靠運(yùn)行。
e）冷卻水循環(huán)系統(tǒng)：由循環(huán)水泵、冷卻塔、流量開關(guān)及管道閥門組成。冷卻塔風(fēng)扇由壓力開關(guān)控制，當(dāng)冷凝壓力低時(shí)，壓力開關(guān)關(guān)掉冷卻塔風(fēng)扇，使冷凝壓力盡可能恒定，不要太低。值得說明的是，北方地區(qū)冬天寒冷，冷卻水容易凍結(jié)，直接影響試驗(yàn)的正常進(jìn)行。因此，可按用戶的要求，設(shè)計(jì)成不用冷卻水循環(huán)系統(tǒng)的風(fēng)冷型凍融試驗(yàn)裝置。
五、混凝土凍融箱安裝
1、開箱后，應(yīng)檢查有無因運(yùn)輸振動(dòng)造成的損壞，若有損壞部分應(yīng)及時(shí)修復(fù)。
2、本裝置對(duì)安裝地的要求：
（1）空氣要流通，但不宜放在風(fēng)口上；
（2）遠(yuǎn)離熱源，無陽(yáng)光直射的場(chǎng)所；
（3）環(huán)境溫度t：0＜t≤40°C；
（4）裝置四周應(yīng)有適當(dāng)?shù)目臻g，便于操作、維修和空氣流通。
3、試驗(yàn)裝置試驗(yàn)周期長(zhǎng)，應(yīng)專線供水供電，且水壓電壓應(yīng)穩(wěn)定。要有可靠接地。
4、供水管上應(yīng)安裝水流開關(guān)，循環(huán)水泵應(yīng)與制冷機(jī)聯(lián)動(dòng)，防止制冷系統(tǒng)因無水冷卻造成故障。
六、使用
1、試驗(yàn)前，先將冷凍液注入試驗(yàn)槽中，在試件桶全部放入試驗(yàn)槽的情況下，冷凍液注入至淹沒冷凍槽回流孔為止。冷凍液太多，要防止冷凍液進(jìn)入試件桶；冷凍液太少，要防止冷凍液不能正?；亓鳌Ｔ嚰蹫殚_口式結(jié)構(gòu)。在試驗(yàn)過程中，冷凍液會(huì)不斷吸潮稀釋。因此，新加入的冷凍液請(qǐng)勿摻水。
2、通電檢查：水泵和冷卻塔風(fēng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向、儀表設(shè)定、溫度循環(huán)的上下限和循環(huán)次數(shù)。一切正常后才能進(jìn)行試驗(yàn)。
3、儀表設(shè)定
4、將100*100*400的混凝土試件先放入試件桶中用15～20°C的水浸泡4天后取出，用濕布擦除表面水分，測(cè)重，測(cè)橫向基頻的初始值。然后再將試件件放入試件桶中，試件的底部與側(cè)面墊放適當(dāng)寬度與厚度的橡膠板，在整個(gè)試驗(yàn)過程中桶內(nèi)的水位高度應(yīng)始終保持高出試件頂面5mm左右。
5、把試件桶放入試件槽中，其中測(cè)溫試件桶放在試件槽的中心位置，將對(duì)應(yīng)藍(lán)色記錄筆的長(zhǎng)引線鉑電阻插入測(cè)溫試件中心，而將短引線的鉑電阻則放在測(cè)溫試件桶的外側(cè)。
6、試件每隔25次凍融循環(huán)，要測(cè)量1次。這時(shí)可停機(jī)或按裝置上的暫停開關(guān)，停止冷凍液循環(huán)。測(cè)量完畢后，重新開機(jī)。如果機(jī)器不動(dòng)，可按1下復(fù)位開關(guān)。機(jī)器啟動(dòng)后，將繼續(xù)凍融循環(huán)，循環(huán)次數(shù)累加。
7、為保證試件在凍融時(shí)溫度均勻，當(dāng)有一部分試件停凍取出時(shí)，應(yīng)另用試件填充空位。
七、適用標(biāo)準(zhǔn)
1、DL/T 5150-2001國(guó)家電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》
2、ASTM/C666美國(guó)《混凝土快速凍融能力的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法》
3、GBJ82－85國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方法》
4、T0525-94交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路工程水泥混凝土試驗(yàn)規(guī)程 》中的《混凝土抗凍性試驗(yàn)》（快凍法）
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