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干冰清洗对混凝土表面损伤的影响分析-------行业动态

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2020-03-13 0:30:53 * 浏览: 0
干冰在清洁行业中的应用始于1945年,美国海军使用干冰去除顽固的油脂和混合附件。在1960年代和1970年代,以美国为首的一组学者对喷砂清理技术进行了深入的研究,并进行了广泛尝试,使用诸如干冰等“挥发性”颗粒作为介质,为喷砂清理技术奠定了基础。在中国,干冰清洗技术是在1999年以后引入的。国内外对干冰清洗技术进行了一系列的理论和实验研究。 SpurG等。介绍了干冰清洗技术及其设备,并通过实验优化了设备参数。陈继辉等。研究了干冰在圆筒形密闭容器中的升华特性,该容器具有隔热,热交换,排气和除气功能。他们获得了干冰升华过程中温度与压力之间的关系以及TP关系的影响。干冰清洁具有广泛的应用范围。还研究了干冰清洁在不同领域中的应用。张义平研究了干冰清洗油罐车的可行性。结果表明,采用干冰清洗技术清洗油罐车具有技术优势和应用前景。可行性。 Sherman等。和杨等。采用干冰粒子喷涂方法清洁硅基板,金属,陶瓷,光学器件,聚合物表面和CMOS图像传感器,取得了良好的清洁效果。段学明等人进行了干冰清洗的应用研究,以去除炉管和汽车工业表面的灰烬。结果表明,清洁效果好,对被清洁物体没有损坏。 Uh1mann等人使用干冰清洁铝,发现干冰清洁可以提高铝片的粘合性能。干冰粒子喷涂方法在清洗单晶硅基板,真空设备零件和红外光学望远镜方面取得了良好的效果。孙洪孟对干冰上的各种污染物进行了测试,发现干冰清洁对油,尘埃和积碳等污染物有明显的影响。刘烨等人对变电站绝缘子进行了干冰清洗试验,得出了干冰清洗绝缘子的角度,距离,喷嘴移动速度等参数的最优值,得出结论:干冰清洗优于现有的清洁技术。隧道是加强各地区之间的沟通和促进社会发展必不可少的,隧道的整洁是保证隧道安全运行的重要保证。选择正确的清洗技术清洗隧道,不仅可以提高清洗效率,而且可以提高隧道的使用寿命。高效,安全和环保的干冰清洁技术是有效清洁隧道的唯一选择。目前,干冰清洁已经应用于国外房屋和隧道的清洁。例如,德国Karcher使用干冰清洁机来清洁需要净化的隧道。但是,国内干冰清洗的研究和应用较少。清洁后对混凝土表面的损坏程度是隧道干冰清洁适用性的关键因素。对于橡胶和金属等高密度材料,用干冰清洗后不会造成损坏,并且用于混凝土的低密度材料是否会损坏。该学位需要研究。因此,选择正交试验来研究关键因素对干冰上污垢剥落后混凝土表面孔隙率增加的影响。在国内外干冰清洗技术的研究和应用的基础上,基于正交试验,研究了干冰流量,清洗时间,喷嘴与混凝土之间的距离以及在清洗过程中的角度等四个因素的影响。清洗过程中,选择在混凝土表面孔隙率增加的地方。进行了实验分析以研究每个因素与表面孔隙率增加之间的关系。通过正交测试结果进行正交测试范围分析以获得初级和次级影响因素对表面孔隙率增加的关系。层次分析法用于确定各因素对表面孔隙度增加的影响的权重。混凝土干冰清洗提供了一定的理论基础。 1干冰清洁测试1.1干冰清洁原理干冰清洁技术是将压缩空气和干冰颗粒在一定压力下混合,然后将其喷洒到要清洁的物体表面,以去除表面上的污垢。通过外力。尘土上的外力主要包括干爆炸微喷力和混合物在物体表面的冲击力。其中,干冰微爆裂是由于干冰在室温和常压(20℃,0.101MPa)下快速吸热升华体积膨胀至800倍[约13J]引起的。在清洁过程中,一方面,干冰吸收了物体表面的灰尘热量并使其破裂,另一方面,干冰的迅速膨胀和混合物的冲击将导致灰尘剥离物体表面。 1.2试验条件1)试验样品:混凝土样品取自重庆市渝中区武夷路地下停车场的环形隧道第二衬砌。尺寸为100mm×100mm×100mm。试块表面的抗压强度为24.6MPa。光滑。 2)测试设备:四川紫阳斯达低温机械有限公司生产的KBQX30DG单管干冰清洗机,轴的转速与干冰量成正比,可调范围为0〜1500r / min,气源压力为0.3〜1.0MPa,耗气量为3〜5m3 / min,干冰流量可通过随意改变轴的转速来改变。 1.3试验方法本试验采用正交试验设计方法,研究了干冰流量,清洁距离,清洁时间和喷雾角度对混凝土表面气孔数量的影响。具体测试步骤如下:1)给未染色的样品拍照以作比较使用; 2)在土壤中加入少量液压油,并作为污垢充分混合。取等量并均匀地涂在试件表面上。表面污垢完全干燥后,执行清洁测试,3)在干冰清洗机中加入干冰,然后打开空气压缩机进行预热,直到可以提供稳定的压缩空气流量为止; 4)将试件固定后,启动清洗机,根据正交测试表进行清洗测试,每组测试进行3次。在清洁过程中,喷嘴与待清洁表面之间的距离保持稳定,喷嘴平稳且均匀地移动,并且每个点的清洁时间均一,5)拍摄清洁后的试件图片,导入图片进入MATLAB进行灰色分析,并使用MATLAB表面孔隙率进行计算。 1.4影响混凝土表面空洞产生的因素正交试验设计隧道病害的类型主要包括水害,冻害,衬砌开裂和衬砌破坏等,对隧道衬砌的稳定性有一定影响。隧道清理是预防隧道灾难和疾病的最有效方法之一。目前,主要的隧道清洗方法有人工清洗法,滚筒刷清洗法,高压水喷射清洗法等,这些方法能耗高,造成二次污染,安全系数低,效率高,安全性高,环保,无水的干冰清洗技术是隧道清洗技术的发展方向。为了给隧道干冰清洗提供一定的理论基础,计划采用正交试验研究清洗参数对混凝土表面孔隙率的影响。选择干冰流速,清洁时间,清洁过程中喷嘴与混凝土之间的距离以及角度,以分析混凝土表面孔隙率增加的影响。根据正交检验方法,四因子四级检验L16(45)该方案总共需要16项检验,每个因子水平的值如表1所示。表1正交检验4因子4液位表1234A干冰流量/(kg.min1)0.621.081.542B清洁距离/ cm10152025C清洁时间/ sD清洁角度/(。)555〜601065〜701575〜802085〜90其中,干冰的流量是基于混凝土的表面抗压强度,选择的流量范围大,便于进行比较分析。在其他学者的研究基础上确定了清洁距离,清洁时间和喷雾角度。 2清洁效果由于干冰颗粒接触污垢并蒸发成气体,它可以进入混凝土表面的孔中并清洁孔中的污垢。另外,由于干冰的气化和与污垢的热交换,污垢的温度相对较低。低温下的灰尘很脆,不会粘附到附近的位置。二氧化碳的密度大于空气的密度,气化后干冰的下沉将防止灰尘飞扬。这使干冰清洁能够达到彻底清除污垢的目的。涂抹之前,涂抹之后和干冰清洁之后的试样的状态示于图2。 1.擦拭以确定测试件是否干净。用干冰清洁后,用白色湿巾擦拭混凝土表面,来回擦拭3次,并比较擦拭前后的湿巾。图1试件清洁效果的比较通过比较混凝土清洁前后的图片以及表面的擦拭,可以得出结论,干冰清洁可以有效地清洁混凝土表面上的污垢。用干冰清洁混凝土,在混凝土表面产生孔隙。 3测试结果分析3.1混凝土表面孔隙率的计算拍摄清洁前后试块的照片,并用MATLAB分析图像,获得清洁后的表面孔隙率,用S表示。清洗前相对光滑,不考虑试验前混凝土的表面孔隙率。 3.2试验数据通过混凝土的干冰清洗试验,研究了干冰和压缩空气混合物的冲击力以及干冰和混凝土热交换对混凝土的影响。测试发现,当改变清洁参数时,混凝土表面的孔隙发展发生了很大变化。结果示于表2。表2正交试验结果试验A /(kg.min-1)B / cmc / sD /(。)S10.6210555〜600.004320.62151065〜700.003830.62201575〜800.003140.62252085〜900.004651.08101075〜800.004461.0815585〜900.004971。 08202055〜600.005581.08251565〜700.004491.54101585〜900.0063101.54152075〜800.0051111.5420565〜700.0054121.54251055〜600.0058132.00102065〜700.0066142.00151555〜600.0077152.0020