一种混凝土劣化检测分层试样的获取方法和装置

摘要

本发明公开了一种混凝土劣化检测分层试样的获取方法和装置。试样获取装置包括机床、磨具、夹具和粉末收集装置。机床包括工作台、工作台X轴方向进给系统和Y轴方向进给系统，夹具固定在工作台上；芯样的轴线水平布置，端部伸出；粉末收集装置固定在夹具上，将磨具和芯样的端部罩在其中。取样时，对固定在磨床工作台上的芯样的端面分层进行磨削，每磨削一层收集一次粉状的试样；芯样的端面处于竖直方向，粉末收集装置将芯样的端部罩住，利用磨粉的重力收集试样。本发明可以按精确的厚度取样，避免了用切片切割所带来人为偏差与具体操作的不便，利用磨粉的重力收集试样，设备结构简单，为研究腐蚀介质进入混凝土中的浓度、梯度提供精确的数据。

说明书

[技术领域]

本发明涉及混凝土劣化检测，尤其涉及一种混凝土劣化检测分层试样的获 取方法和装置。

[背景技术]

海洋混凝土材性劣化机理和规律是钢筋混凝土跨海大桥等基础设施和重大 海工构筑物性能保障研究的关键科学问题。在海洋环境中，跨海桥梁、海底隧 道、港工码头等混凝土工程经受着结构工作荷载、海水压力、海流冲刷以及海 洋侵蚀性介质的多重作用。腐蚀离子会逐渐渗入混凝土内部，腐蚀离子渗透引 起的钢筋腐蚀破坏是导致结构耐久性下降的第一因素。对于混凝土结构、尤其 是海洋工程，混凝土抗腐蚀离子渗透性能是决定整个工程使用寿命的关键所在。 为了监测腐蚀离子渗透浓度以评价混凝土质量好坏和可能使用的寿命，需要对 劣化海洋结构芯样采用刀片分层切割取样，切割下来的片状样品逐一粉碎后， 进行化学分析，可以获得不同深度腐蚀离子浓度的数据。但是，传统刀片分层 切割取样的厚度大、精度不高，容易因人为误差和操作不当导致获取的数据不 够准确。

专利号为CN201010161102.3的发明专利公开了一种自动分层打磨机，包括 支架，支架上设有数控装置、竖向进给电机、传动电机、横向进给电机，数控 装置分别与竖向进给电机、传动电机、横向进给电机连接；竖向进给电机连接 竖向进给丝杠，竖向进给丝杠上连接固定架，固定架上固接传动电机；传动电 机转轴上固接打磨片，打磨片的对面设置加持试验样品的夹具，夹具设置在滑 轨上，滑轨与横向进给电机连接。该发明的自动分层打磨机在一定程度上解决 了芯样切割不均和切割后研磨的问题，但该打磨机需要安装鼓风、过滤装置， 结构复杂，操作不便；过滤装置阻隔了部分打磨下来的试样粗粉末，影响了取 样精度。

[发明内容]

本发明要解决的技术问题是提供一种设备结构简单、取样精度高、操作方 便的混凝土劣化检测分层试样的获取方法。

本发明另一个要解决的技术问题是提供一种取样精度高、操作方便，结构 简单的混凝土劣化检测分层试样的获取装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种混凝土劣化检测 分层试样的获取方法，将混凝土劣化检测的芯样固定在磨床工作台上，对芯样 的端面按设定的层深分层进行磨削，每磨削一层收集一次粉状的试样；芯样的 端面处于竖直方向，粉末收集装置将芯样的端部罩住，利用磨粉的重力收集试 样。

一种混凝土劣化检测分层试样的获取装置的技术方案，包括机床、刀具、 夹具和粉末收集装置。所述的刀具是磨具，所述的机床包括安装磨具的主轴、 工作台、工作台X轴方向进给系统和工作台Y轴方向进给系统，用于夹持芯样 的夹具固定在工作台上；芯样的轴线水平布置，端部伸出；粉末收集装置固定 在夹具或工作台上，将磨具和芯样的端部罩在其中。

以上所述的混凝土劣化检测分层试样的获取装置，所述的机床是卧式机床， 芯样的轴线与机床主轴轴线的方向平行，机床主轴轴线的方向为Y轴方向，垂 直于Y轴方向的工作台水平运动方向为X轴方向；所述的磨具是碟形砂轮，碟 形砂轮固定在主轴的前端，沿X轴方向对芯样的端面进行磨削。

以上所述的混凝土劣化检测分层试样的获取装置，夹具包括底座和压块， 底座的顶部和压块的底部各包括V形槽；底座固定在工作台上，芯样放置在底 座顶部和压块底部的V形槽中；压块通过螺栓固定在底座上。

以上所述的混凝土劣化检测分层试样的获取装置，粉末收集装置包括罩壳、 盖板和接灰盒，罩壳的下部包括漏斗状的出灰口，接灰盒套在出灰口上，位于 出灰口的下方；罩壳的上部的一侧包括开口，盖板扣在所述的开口上；盖扳包 括主轴孔，机床主轴的端部穿过主轴孔伸入到罩壳上部的内腔中；罩壳的另一 侧的侧板包括螺钉孔和芯样孔，芯样穿过芯样孔，芯样的端部伸入到罩壳上部 的内腔中；罩壳通过螺钉固定在夹具上。

以上所述的混凝土劣化检测分层试样的获取装置，包括密封胶圈，密封胶 圈安装在芯样孔的边缘，密封胶圈的内孔与芯样的外周适配。

以上所述的混凝土劣化检测分层试样的获取装置，所述的机床是立式机床， 机床主轴的轴线方向为Z轴方向，芯样的轴线方向为Y轴方向，垂直于Y轴方 向的工作台水平运动方向为X轴方向；所述的磨具是圆柱砂轮，圆柱砂轮固定 在主轴的下端，圆柱砂轮的圆柱面沿X轴方向对芯样的端面进行磨削。

以上所述的混凝土劣化检测分层试样的获取装置，包括打磨机、抽风机和 三通管，接灰盒下部包括出灰口；所述的打磨机和抽风机固定在机床上，三通 管的第一管的入口接接灰盒下部的出灰口，第二管的出口接抽风机的进风口， 第三管的出口接打磨机的进料口；三通管的第一管与第三管直接连通，第二管 的入口部位装有滤网。

以上所述的混凝土劣化检测分层试样的获取装置，粉末收集装置包括罩壳、 盖板和接灰盒，罩壳的下部包括漏斗状的出灰口，接灰盒套在出灰口上，位于 出灰口的下方；罩壳的上部的一侧包括开口，盖板扣在所述的开口上；罩壳的 顶板包括主轴孔，机床主轴的端部穿过主轴孔伸入到罩壳上部的内腔中；罩壳 的另一侧的侧板包括螺钉孔和芯样孔，芯样穿过芯样孔，芯样的端部伸入到罩 壳上部的内腔中；罩壳通过螺钉固定在夹具上。

本发明不仅可以按精确的厚度取样，避免了用切片切割所带来人为偏差与 具体操作的不便，每次磨削进给量可以控制在0.5毫米以下，为研究腐蚀介质 进入混凝土中的浓度、梯度提供精确的数据；利用磨粉的重力收集试样，设备 结构简单。

[附图说明]

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明实施例1混凝土劣化检测分层试样的获取装置的结构示意图。

图2是本发明实施例1夹具和粉末收集装置组件的主视图。

图3是本发明实施例1夹具和粉末收集装置组件的右视图。

图4是本发明实施例1夹具和粉末收集装置组件的左视图。

图5是本发明实施例2混凝土劣化检测分层试样的获取装置的结构示意图。

图6是本发明实施例3混凝土劣化检测分层试样的获取装置的结构示意图。

图7是本发明实施例3打磨机本体的俯视图。

图8是本发明实施例3打磨机上盖的仰视图。

[具体实施方式]

本发明实施例1混凝土劣化检测分层试样的获取装置的结构如图1至图4 所示，包括卧式铣床100、夹具200和粉末收集装置300。铣床100包括安装碟 形砂轮10的主轴1、工作台2、工作台X轴方向进给系统、工作台Y轴方向进 给系统。用于夹持芯样400的夹具200固定在工作台2上。粉末收集装置300 固定在夹具200或工作台2上，粉末收集装置300将碟形砂轮10和芯样400需 要磨削的端部罩在其中。

夹具200包括底座3和压块4，底座3的顶部有一个V形槽301，压块4的 底部有一个V形槽401。底座3用螺栓5固定在工作台2上，芯样400放置在底 座顶部的V形槽301和压块部的V形槽401中。压块4通过螺栓6固定在底座3 上，将芯样400夹紧。

在本实施例中，芯样400的轴线与铣床100主轴1轴线的方向平行，铣床 主轴1轴线的方向为Y轴方向，垂直于Y轴方向的工作台水平运动方向为X轴 方向。碟形砂轮10固定在主轴1的前端，沿X轴方向对芯样400的端面进行磨 削。

粉末收集装置300包括罩壳7、盖板8、接灰盒9和窥视窗13，罩壳7的下 部有一个漏斗状的出灰口701。接灰盒9套在出灰口701上，位于出灰口701的 下方。

罩壳7的上部的左侧有一个开口，盖板8扣在罩壳7左侧的开口上，将罩 壳7的开口封闭。盖扳上有一个扁长的主轴孔801，铣床主轴1的右端穿过主轴 孔801伸入到罩壳7上部的内腔中，碟形砂轮10固定在主轴1的右端。

罩壳7的右侧板有多个螺钉孔和一个芯样孔，密封胶圈11安装在芯样孔的 边缘。芯样400的端部穿过密封胶圈11的内孔，伸入到罩壳7上部的内腔中， 密封胶圈的内孔与芯样400的外周适配。

螺钉14穿过罩壳7螺钉孔将罩壳7固定在夹具200上。

窥视窗13用透明材料制成，固定在罩壳7的一端，用于观察和调整碟形砂 轮10的工作状态。

取样时，按设定的层深(例如1mm或0.5mm)对芯样400的端面分层进行磨 削，粉状的试样落入到接灰盒9中，每磨削一层收集一次接灰盒9中的粉状的 试样，然后，工作台2沿Y轴方向按层深做一次进给，进行下一层的磨削；不 同深度的试样分别做好标记并保存。

本发明实施例2混凝土劣化检测分层试样的获取装置的结构如图5所示， 与实施例1的区别仅仅在于，机床采用立式铣床100，铣床100主轴1的轴线方 向为Z轴方向，芯样400的轴线与铣床100主轴1轴线的方向垂直。芯样400 的轴线方向为Y轴方向，垂直于Y轴方向的工作台水平运动方向为X轴方向。 磨具是圆柱砂轮12，圆柱砂轮12固定在主轴1的下端，圆柱砂轮12的圆柱面 沿X轴方向对芯样400的端面进行磨削。

实施例2的粉末收集装置300同样包括罩壳7、盖板8和接灰盒9，罩壳7 的下部有漏斗状的出灰口701，接灰盒9套在出灰口701上，位于出灰口701的 下方。罩壳7的上部的左侧包括开口，盖板8扣在开口上。罩壳7的顶板有一 相主轴孔701，铣床主轴1的下端部伸入到罩壳7上部的内腔中，主轴1的下端 安装圆柱砂轮12。

本发明以上实施例通过机床精确的进给实现每次磨削定量厚度的混凝土芯 样，避免了用切片切割所带来人为偏差与具体操作的不便，每次磨削进给量可 以在0.5毫米以下，可以为研究腐蚀介质进入混凝土中的浓度、梯度提供精确 的数据。

本发明以上实施例芯样的端面处于竖直方向，利用磨粉的重力收集试样， 不需要设置风机和过滤装置，设备结构简单，且便于操作。

本发明实施例3混凝土劣化检测分层试样的获取装置的结构如图6至图8 所示，还包括打磨机15、抽风机16和三通管17，接灰盒9的下部有一个出灰 口；打磨机15和抽风机16分别固定在机床上，三通管17的第一管1701的入 口接接灰盒9下部的出灰口，第二管1702的出口接抽风机16的进风口，第三 管1307的出口接打磨机15的进料口；三通管17的第一管1701与第三管1703 直接连通，第二管1702的入口部位装有滤网18。

本实施例工作时，开动打磨机15、抽风机16，进入接灰盒9的粉状试样被 抽风机16通过三通管17的第一管1701吸走，进入三通管17的粉状试样被滤 网18阻隔，经第三管1307进入打磨机15，由打磨机15进一步打细。