4.18 水工混凝土抗含砂水流沖刷試驗儀(圓環(huán)法)
4.18.1 目的及適用范圍
比較各種混凝土(或砂漿)在含砂水流沖刷下的抗沖磨性能。
4.18.2 儀器設備
1 沖刷試驗儀：其結構及作用原理如圖4.18.2—1所示。葉輪結構如圖4.18.2-2所示。電動機轉速為1430r/min，葉輪圓周轉速為14.3m/s。
2 試模：環(huán)形金屬模。規(guī)格為外徑322 mm，內徑202mm±0.5mm，高60mm±0.5mm。
注：也可采用轉速更高的電機和其他規(guī)格的試件。
3 天平：稱量20kg，感量100mg。
4.18.3 試驗步驟
1 按4.1“混凝土試件的成型與養(yǎng)護方法”制備試件，允許骨料zui大粒徑為20mm，超過時用濕篩法剔除。試驗以三個試件為一組。
2 到達試驗齡期的前兩天，將試件放入水中浸水飽和。
3 試驗時，取出試件，擦去表面水份，稱量。
圖4.18.2—1 沖刷試驗儀示意圖
4 將試件托盤從沖刷儀中取出，在托盤底部放好防護墊層及隔砂泡沫塑料墊圈，然后放人試件，在試件圓環(huán)內加入磨損劑，蓋上泡沫塑料隔砂圈及止水橡皮墊圈。磨損劑為0.5mm～0.85mm的石英標準砂與水的混合物。每次加入量為砂150g，水1000mL。
5 將裝好試件的托盤裝入沖刷儀，轉動手輪壓緊試件，打開冷卻水，啟動電動機并記時。
6 沖磨30min后停機，取出試件，用水沖洗干凈，擦去表面水份，稱量。
7 更換磨損劑，按上述步驟重復試驗三次。
注：需要時可適當增加試驗次數，但同批試件的試驗次數應相同，增加的試驗次數應在報告中說明。
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圖4.18.2-2沖刷試驗儀葉輪結構(單位：mm)
4.18.4 試驗結果處理
1 混凝土抗含砂水流沖刷的指標以抗沖磨強度或磨損率表示，抗沖磨強度與磨損率按式(4.18.4—1)、式(4.18.4-2)計算：
式中：fa——抗沖磨強度，即單位面積上被磨損單位質量所需的時間，h/(g/cm2)；
L——磨損率，即單位面積上在單位時間里的磨損量，g/(h.cm2)；
△M--經T時段沖磨后，試件損失的累計質量，g；
T——試驗累計時間，h；
A——試件受沖磨面積，380cm2。
2 以一組三個試件測值的平均值作為試驗結果。如單個測值與平均值的差值超過15％時，則此值應剔除，以余下兩個測值的平均值作為試驗結果。若一組中可用的測值少于兩個，則該組試驗應重做。
3 試驗若采用轉速更高的電機和其他規(guī)格的試件，應在試驗結果中注明。
4.19 國標精品 混凝土抗沖磨試驗機(水下鋼球法)
4.19.1 目的及適用范圍
測定混凝土表面受水下高速流動介質磨損的相對抗力，用于評價混凝土表面的相對抗磨性能。
4.19.2 儀器設備
1 鋼球沖磨儀(見圖4.19.2)，主要部件包括：
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圖4.19.2 鋼球沖磨儀示意圖
1)驅動裝置，能夾固攪拌槳并使其以1200r/min速度旋轉的電機裝置；
2)鋼筒，內徑為305mm±6mm，高450mm±25mm，下邊四周有螺孔；
3)鋼底座；
4)攪拌槳；
5)研磨料：70個按表4.19.2規(guī)定的研磨鋼球。
表4.19.2 研磨鋼球數量與直徑
鋼球數量 個 | 10 | 35 | 25 |
直徑 mm | 25.4±O.1 | 19.1±0.1 | 12.7±0.1 |
2 試模：金屬圓模，內徑300mm±2mm，高100mm±1mm；
3 天平：稱量20kg，感量1g。
4.19.3 試驗步驟
1 按4.1“混凝土試件的成型與養(yǎng)護方法”制備試件，允許骨料zui大粒徑為40mm，試驗以三個試件為一組。
2 試驗前，試件需在水中至少浸泡48h。
3 試驗時，取出試件，擦去表面水份，稱量。
4 鋼筒與底座間放上橡皮墊圈，在底板上墊上兩根φ6mm的鋼筋，把已稱量過的混凝土試件放在鋼筋上并對中，且使混凝土表面垂直于轉軸，套上鋼筒，旋緊固定鋼筒與底座的螺栓，使其密封。
5 將攪拌槳安裝在轉軸上，攪拌槳底部距試件表面約38mm，調整鋼筒和底座的位置使轉軸對中。
6 在鋼筒內放人研磨鋼球于試件表面，并加水至水面高出試件表面165mm。
7 確認轉軸轉速在1200r/min后，開機。
8 每隔24h，在鋼筒內加1—2次水至原水位高度。
9 累計沖磨72h，取出試件，清洗干凈，擦去表面水份，稱量。
4.19.4 試驗結果處理
1 混凝土抗沖磨指標以抗沖磨強度或磨損率表示。
1)抗沖磨強度按式(4.19.4—1)計算：
式中：fa——抗沖磨強度，即單位面積上被磨損單位質量所需的時間，h/(kg/m2)；
T——試驗累計時間，h；A——試件受沖磨面積，m2；
△M——經T時段沖磨后，試件損失的累計質量，kg。
2)磨損率按式(4.19.4-2)計算：
式中：L——磨損率，％；
M0——試驗前試件質量，kg；
MT——試驗后試件質量，kg。
2 以—組三個試件測值的平均值作為試驗結果，如單個測值與平均值的差值超過15％時，則此值應剔除，以余下兩個測值的平均值作為試驗結果，若一組中可用的測值少于兩個，則該組試驗應重做。
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