干冰清洗隧道的试验方法

摘要

本发明公开了一种隧道干冰清洗方法，该方法包括如下步骤：1）制作多件隧道混凝土试件；2）选定隧道混凝土试件的被清洗面；3）对涂有污秽物的隧道混凝土试件的混凝土表面进行清洗，待清洗完成后拍照对比；4）分别设定清洗时间为0秒、10秒、20秒和30秒四个清洗时间梯度进行对比试验；5）清洗试验完成后，立即将试件放到MTS815岩石力学实验系统中进行单轴抗压强度试验测试；6）在清洗过程中，采用TM330红外温度计快速测量混凝土同一点温度；7）清洗试验完成后打开空压机排水阀门排除水后关闭；本发明基于二氧化碳物化性质和干冰清洗特点建立隧道干冰清洗理论模型，对干冰清洗时混凝土表面空隙、表面温度、混凝土单轴抗压强度及清洗效果进行试验，对干冰应用于隧道清洗提供更为真实的理论支持和技术指导。

主权项

干冰清洗隧道的试验方法，其特征在于，在该试验方法中采用了一种干冰清洗试验机，该干冰清洗试验机包括液态二氧化碳供给设备、压缩空气供给设备、干冰生成管、压缩空气管和清洗喷嘴管；所述干冰生成管的进口端与液态二氧化碳供给设备相连通，干冰生成管的出口端与压缩空气管相连通；干冰生成管为两端大、中间小的结构；所述压缩空气管的进口端与压缩空气供给设备相连通，干冰生成管的出口端与压缩空气管内通道相连通、且干冰生成管与压缩空气管之间的夹角为45度，压缩空气管的出口端与清洗喷嘴管相连通；在靠近压缩空气管与干冰生成管相连通的位置、压缩空气管的管径逐渐减小然后再逐渐增大；所述清洗喷嘴管的一端与压缩空气管相连通，清洗喷嘴管的另一端的管径逐渐减小然后再逐渐增大；该方法包括如下步骤：1）、制作隧道混凝土试件：制作多件100mm×100mm×100mm的正方体隧道混凝土试件，采取隧道现场的污泥、汽油和黄油混合后涂于隧道混凝土试件的被清洗面上，以模拟隧道污秽物，将涂有隧道污秽物的隧道混凝土试件在自然条件下晾干，并将其在现场同等条件下养护28天；2）、将在现场同等条件下养护28天后的隧道混凝土试件取回，以3块隧道混凝土试件为一组，同等试验条件下做多组；选定隧道混凝土试件的被清洗面，并在被清洗面中心选定20mm×20mm的方形区域用于实验分析，隧道混凝土试件侧面距被清洗面2mm处留3个深度为30mm、直径为2mm的小孔； 3）、干冰清洗混凝土效果试验：对涂有污秽物的隧道混凝土试件的混凝土表面进行清洗，待清洗完成后拍照对比，清洗步骤如下：① 确认干冰清洗试验机各部连接完好，打开空气压缩机并充分预热后关闭空气压缩机的排气阀，空气压缩机内空气压力达到0.7MPa后开启干冰清洗试验机空气进气阀门；②待空气沿干冰清洗喷嘴喷出并稳定后打开液态二氧化碳气瓶阀门和干冰清洗试验机液态二氧化碳流路阀门；③干冰清洗喷嘴出口处明显看到干冰颗粒喷出后，将喷嘴移到距离试件被清洗面约15mm处，保持角度在75°至85°之间；4）、干冰清洗对混凝土表面损伤试验：根据步骤3）中的清洗步骤，分别设定清洗时间为0秒、10秒、20秒和30秒四个清洗时间梯度进行对比试验，在清洗过程中用高清摄像机对清洗面拍照，拍照过程中保持亮度一致，并采用MATLAB灰度二值图分析模块对所拍照片进行处理分析；5）、混凝土单轴抗压强度试验：根据步骤3）中的清洗步骤对相同条件的隧道混凝土试件进行相应时间清洗试验，清洗试验完成后，立即将试件放到MTS815岩石力学实验系统中进行单轴抗压强度试验测试，并记录数据；6）、混凝土表面温度变化对比试验：根据步骤3）中的清洗步骤对混凝土表面进行连续清洗，在清洗过程中，采用TM330 红外温度计快速测量混凝土同一点温度，并记录；在试验30秒时采用TM330 红外温度计测试距隧道混凝土试件被清洗面2mm处、且位于隧道混凝土试件侧面的小孔底部温度，并记录；7）清洗试验完成后先关闭液态二氧化碳气瓶阀门，再关闭干冰清洗试验机液态二氧化碳进气阀门，约2分钟后关闭空气压缩机电源，待空压机内气压恢复常压后关闭干冰清洗机进气阀门；打开空压机排水阀门排除水后关闭；试验结束。