專利名稱：干冰清洗隧道的試驗方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種清洗隧道的試驗方法，尤其涉及ー種利用干冰清洗隧道的試驗方法。
背景技術(shù)：
近年來，隨著我國交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)模的逐步擴大，公路建設(shè)迅猛發(fā)展，隧道里程占路線總里程的比例也越來越大。截至2008年底我國高速公路通車總里程已經(jīng)達到6萬公里，隧道里程接近3000公里。重慶市近幾年來高速公路建設(shè)飛速發(fā)展，到2009年底高速公路通車里程以突破1500公里，由于地處西南山區(qū)，重慶高速公路隧道比例更大，并且很多隧道均為長大隧道。 隧道特別是長大隧道，汽車運行排放的尾氣不易擴散，揚塵、油污會越積越多，致使隧道產(chǎn)生嚴重污染，隧道土建結(jié)構(gòu)表面、機電設(shè)備及裝飾等會覆蓋ー層灰塵和油污。如果不及時清潔，隨著時間的推移，隧道的照明、交通信號燈等會變暗；隧道空氣質(zhì)量會惡化，產(chǎn)生各種臭氣及有毒氣體；隧道機電設(shè)備易老化而發(fā)生故障；隧道土建結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷不易探測和維護，影響隧道使用壽命。所有這些都會給隧道行車帶來極大的安全隱患。隧道是高速公路的咽喉，隧道的通行效率嚴重制約著高速公路的使用效率。通常隧道的清洗會暫時關(guān)閉單洞的通行，導(dǎo)致另一洞通行壓カ増大，嚴重影響隧道的通行效率。目前國內(nèi)一些長大隧道定期開展清洗工作，主要清洗方法有人工清洗法、滾刷式化學(xué)藥劑清洗法、高壓水射流清洗法等。人工清洗法由清洗人員用化學(xué)藥劑對隧道土建結(jié)構(gòu)、機電設(shè)備及裝飾等進行清洗。這種清洗方法不僅勞動強度大、清洗效率很低、清洗質(zhì)量差、環(huán)境污染大，而且化學(xué)藥劑對清洗人員的身體健康有較大的危害。滾刷式清洗方法主要是用機器代替人工采用化學(xué)藥劑對隧道進行清潔。這種方法有效提高了清洗效率，但是由于清洗死角的存在，清洗質(zhì)量較差，同時化學(xué)清洗劑清洗排污廢水會對環(huán)境造成污染。高壓水射流清洗技術(shù)是通過高壓水發(fā)生裝置將水加壓至數(shù)十個到上千個大氣壓，然后通過具有細小孔徑的噴射裝置將水轉(zhuǎn)換為高速的微細水射流。這種水射流的速度一般都在一倍馬赫數(shù)以上，這種具有高能量、高速度的水流正向或切向沖擊物體表面，可以完成隧道的清潔維護工作。但是水射流具有較大的能量，清洗過程中易對清洗對象產(chǎn)生破壞。清洗以水為介質(zhì)，隧道濕度增大，對機電設(shè)備危害很大。高效、安全、環(huán)保、無水的隧道清洗技術(shù)是隧道清洗技術(shù)的發(fā)展方向。因此，為了確保隧道“安全、舒適、暢通”，造就優(yōu)美的通行環(huán)境，有必要采取高效、安全、環(huán)保的隧道清洗技術(shù)對隧道土建結(jié)構(gòu)及機電設(shè)備進行按需清洗，保障隧道行車安全及延長隧道使用壽命。干冰清洗技術(shù)是ー種高效、低耗、環(huán)保、無二次污染的清洗技木。干冰清洗技術(shù)是將具有一定壓カ的壓縮空氣和干冰顆粒混合后噴射到被清洗物表面，利用干冰顆粒本身具有的低溫和高速運動產(chǎn)生的沖量使得污穢物龜裂，干冰顆?？焖偕A產(chǎn)生的體積膨脹使污穢物剝離被清洗物表面。但是，對干冰清洗時混凝土表面空隙、表面溫度、混凝土單軸抗壓強度及清洗效果等沒有相應(yīng)的試驗研究，干冰是否可用于對隧道混凝土進行清洗尚無相應(yīng)的理論數(shù)據(jù)支持。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明提供一種干冰清洗隧道的試驗方法，基于ニ氧化碳物化性質(zhì)和干冰清洗特點建立隧道干冰清洗理論模型，對干冰清洗時混凝土表面空隙、表面溫度、混凝土單軸抗壓強度及清洗效果進行試驗，對干冰應(yīng)用于隧道清洗提供更為真實的理論支持和技術(shù)指導(dǎo)。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下干冰清洗隧道的試驗方法，在該試驗方法中采用了一種干冰清洗試驗機，該干冰清洗 試驗機包括液態(tài)ニ氧化碳供給設(shè)備、壓縮空氣供給設(shè)備、干冰生成管、壓縮空氣管和清洗噴嘴管；
所述干冰生成管的進ロ端與液態(tài)ニ氧化碳供給設(shè)備相連通，干冰生成管的出口端與壓縮空氣管相連通；干冰生成管為兩端大、中間小的結(jié)構(gòu)；
所述壓縮空氣管的進ロ端與壓縮空氣供給設(shè)備相連通，干冰生成管的出口端與壓縮空氣管內(nèi)通道相連通、且干冰生成管與壓縮空氣管之間的夾角為45度，壓縮空氣管的出口端與清洗噴嘴管相連通；在靠近壓縮空氣管與干冰生成管相連通的位置、壓縮空氣管的管徑逐漸減小然后再逐漸增大；
所述清洗噴嘴管的一端與壓縮空氣管相連通，清洗噴嘴管的另一端的管徑逐漸減小然后再逐漸増大；
該方法包括如下步驟
1)、制作隧道混凝土試件制作多件IOOmmXIOOmmX IOOmm的正方體隧道混凝土試件，采取隧道現(xiàn)場的污泥、汽油和黃油混合后涂于隧道混凝土試件的被清洗面上，以模擬隧道污穢物，將涂有隧道污穢物的隧道混凝土試件在自然條件下晾干，并將隧道混凝土試件在現(xiàn)場同等條件下養(yǎng)護28天；
2)、將在現(xiàn)場同等條件下養(yǎng)護28天后的隧道混凝土試件取回，以3塊隧道混凝土試件為一組，同等試驗條件下做多組；選定隧道混凝土試件的被清洗面，并在被清洗面中心選定20mmX 20mm的方形區(qū)域用于實驗分析，隧道混凝土試件側(cè)面距被清洗面2mm處留3個深度為30mm、直徑為2mm的小孔；
3)、干冰清洗混凝土效果試驗對涂有污穢物的隧道混凝土試件的混凝土表面進行清洗，待清洗完成后拍照對比，清洗步驟如下①確認干冰清洗試驗機各部連接完好，打開空氣壓縮機并充分預(yù)熱后關(guān)閉排氣閥，空壓機內(nèi)空氣壓カ達到O. 7MPa后開啟干冰清洗試驗機空氣進氣閥門待空氣沿干冰清洗噴嘴噴出并穩(wěn)定后打開液態(tài)ニ氧化碳氣瓶閥門和干冰清洗試驗機液態(tài)ニ氧化碳流路閥門；③干冰清洗噴嘴出口處明顯看到干冰顆粒噴出后，將噴嘴移到距離試件被清洗面約15mm處，保持角度在75°至85°之間；
4)、干冰清洗對混凝土表面損傷試驗根據(jù)步驟3)中的清洗步驟，分別設(shè)定清洗時間為O秒、10秒、20秒和30秒四個清洗時間梯度進行對比試驗，在清洗過程中用高清攝像機對清洗面拍照，拍照過程中保持亮度一致，并采用MATLAB灰度ニ值圖分析模塊對所拍照片進行處理分析；
5)、混凝土單軸抗壓強度試驗根據(jù)步驟3)中的清洗步驟對相同條件的隧道混凝土試件進行相應(yīng)時間清洗試驗，清洗試驗完成后，立即將試件放到MTS815巖石力學(xué)實驗系統(tǒng)中進行單軸抗壓強度試驗測試，并記錄數(shù)據(jù)；
6)、混凝土表面溫度變化對比試驗根據(jù)步驟3)中的清洗步驟對混凝土表面進行連續(xù)清洗，在清洗過程中，采用TM330紅外溫度計快速測量混凝土同一點溫度，并記錄；在試驗30秒時采用TM330紅外溫度計測試距隧道混凝土試件被清洗面2mm處、且位于隧道混凝土試件側(cè)面的小孔底部溫度，并記錄。7)清洗試驗完成后先關(guān)閉液態(tài)ニ氧化碳氣瓶閥門，再關(guān)閉干冰清洗試驗機液態(tài)ニ氧化碳進氣閥門，約2分鐘后關(guān)閉空氣壓縮機電源，待空壓機內(nèi)氣壓恢復(fù)常壓后關(guān)閉干冰清洗機進氣閥門；打開空壓機排水閥門排除水后關(guān)閉；試驗結(jié)束。
相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下有益效果
本發(fā)明基于ニ氧化碳物化性質(zhì)和干冰清洗特點建立隧道干冰清洗理論模型，對干冰清洗時混凝土表面空隙、表面溫度、混凝土單軸抗壓強度及清洗效果進行試驗，對干冰應(yīng)用于隧道清洗提供更為真實的理論支持和技術(shù)指導(dǎo)。


圖I為本發(fā)明干冰清洗試驗機結(jié)構(gòu)示意 圖2為壓縮空氣管結(jié)構(gòu)示意 圖3為干冰生成管結(jié)構(gòu)示意 圖4為清洗噴嘴管結(jié)構(gòu)示意 圖5為采用兩次干冰生成的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明作進ー步詳細地描述。在該試驗方法中采用了一種干冰清洗試驗機，該干冰清洗試驗機的結(jié)構(gòu)如下 參見圖I和圖3，干冰清洗試驗機包括液態(tài)ニ氧化碳供給設(shè)備4、壓縮空氣供給設(shè)備5、
干冰生成管I、壓縮空氣管2和清洗噴嘴管3。干冰生成管I的進ロ端設(shè)有與液態(tài)ニ氧化碳供給設(shè)備4相連通的接ロ，該接ロ通過金屬軟管與液態(tài)ニ氧化碳供給設(shè)備4連接，液態(tài)ニ氧化碳供給設(shè)備4為液體ニ氧化碳常溫鋼瓶或液體ニ氧化碳低溫絕熱鋼瓶，液態(tài)ニ氧化碳供給設(shè)備4的出ロ壓カ為2. 5MPa。干冰生成管I的出ロ端與壓縮空氣管2相連通。干冰生成管I為兩端大、中間小的結(jié)構(gòu)，干冰生成管I的進ロ端的管徑為4. 25、. 75mm,干冰生成管I的出ロ端的管徑為8. 5 11. 5mm,干冰生成管I中間位置的管徑逐漸減小至I.ず2· 3_后，再逐漸増大。采用該結(jié)構(gòu)可直接將液態(tài)ニ氧化碳通過節(jié)流膨脹原理，使高壓過冷的液態(tài)ニ氧化碳通過節(jié)流膨脹元件(小孔節(jié)流元件)噴出，急速膨脹降壓，一部分液態(tài)ニ氧化碳吸收熱量氣化，使得一部分液態(tài)ニ氧化碳快速冷凝為固體的干冰微粒或干冰沙，在干冰生成管I的出口端處形成氣固兩相流。
參見圖2，壓縮空氣管2的進ロ端設(shè)有與壓縮空氣供給設(shè)備5相連通的接ロ，該接ロ為插入式接ロ，壓縮空氣供給設(shè)備5為空氣壓縮機，本實施例中，空氣壓縮機的功率為
I.5KW、容積流量O. lm3/min、排氣壓力O. 7MPa。壓縮空氣管2采用標(biāo)準(zhǔn)的空氣壓縮機氣管連接方式與空氣壓縮機連接。干冰生成管I的出ロ端與壓縮空氣管2內(nèi)通道相連通、且干冰生成管I與壓縮空氣管2之間的夾角為45度，壓縮空氣管2的出ロ端與清洗噴嘴管3相連通。壓縮空氣管2的進ロ端與出ロ端的管徑均為8. 5^11. 5mm,在壓縮空氣管2上，靠近壓縮空氣管2與干冰生成管I相連通的位置，壓縮空氣管2的管徑逐漸減小至4. 25飛.75mm,然后再逐漸増大，壓縮空氣管2收縮段的長度為42. 5飛7. 5mm。利用文丘里管負壓原理，將干冰生成管產(chǎn)生的干冰導(dǎo)入壓縮空氣流路中，并充分混合，以利于清洗作業(yè)。壓縮空氣由空氣連接管進入壓縮空氣管2，高速流動的壓縮空氣在壓縮空氣管2中、壓縮空氣管2與干冰生成管I的連接處產(chǎn)生負壓，將干冰生成管產(chǎn)生的干冰吸入清洗流路(即清洗噴嘴管3)中，充分混合后經(jīng)過清洗噴嘴噴出。參見圖4 :清洗噴嘴管3與壓縮空氣管2相連通的一端的管徑為8. 5^11. 5mm,清洗噴嘴管的另一端的管徑逐漸減小至2. 55 3. 45mm，然后再逐漸増大至4. 25飛.75mm。清洗噴 嘴管3采用拉伐爾噴管原理，壓縮空氣與干冰的混合氣固兩相流在該管加速至超音速，并對混凝土表面進行清洗。參見圖5 :為了滿足清洗對干冰更大的用量要求，本發(fā)明更優(yōu)選的一種技術(shù)方案為壓縮空氣管2設(shè)置為兩根，包括壓縮空氣管a21和壓縮空氣管b22，壓縮空氣管a21和壓縮空氣管b22的進ロ端均與壓縮空氣供給設(shè)備5相連通，壓縮空氣管a21的出口端與壓縮空氣管b22內(nèi)通道相連通、且壓縮空氣管a21與壓縮空氣管b22之間的夾角為45度。干冰生成管I包括干冰生成管all和干冰生成管bl2，干冰生成管all和干冰生成管bl2平行設(shè)置，干冰生成管all和干冰生成管bl2的進ロ端均設(shè)有與液態(tài)ニ氧化碳供給設(shè)備4相連通的接ロ，干冰生成管all的出口端與壓縮空氣管b22的內(nèi)通道相連通、且干冰生成管all與壓縮空氣管b22之間的夾角呈45度，干冰生成管bl2的出ロ端與壓縮空氣管b22的內(nèi)通道相連通、且干冰生成管bl2與壓縮空氣管b22之間的夾角呈45度。在靠近壓縮空氣管a與壓縮空氣管b相連通的位置、壓縮空氣管a的管徑逐漸減小至4. 25飛.75mm，然后再逐漸増大，壓縮空氣管收縮段的長度為42. 5飛7. 5mm。該結(jié)構(gòu)采用兩次干冰生成并同時導(dǎo)入壓縮空氣管b22中的清洗流路中，壓縮空氣管b22中的壓縮空氣通入流路后，在干冰生成管(干冰生成管a和干冰生成管b)與壓縮空氣管b22的連通處產(chǎn)生負壓，將干冰生成管I生成的干冰微粒以及ニ氧化碳氣體導(dǎo)入流路中(即壓縮空氣管b中)。壓縮空氣管a21中的壓縮空氣空氣與壓縮空氣管b中的混合氣體混合后，通過文丘里管加速，再通過清洗噴嘴管的加速達到I. 7-3. O馬赫的清洗速度，噴出噴嘴清洗混凝土表面。為了滿足干冰清洗的要求，在壓縮空氣管2 (包括壓縮空氣管a和壓縮空氣管b)的進ロ端設(shè)有壓力表和調(diào)節(jié)器；在干冰生成管I (包括干冰生成管a和干冰生成管b)的進ロ端設(shè)有流量控制裝置。由于環(huán)境溫度對干冰清洗試驗機的清洗效率影響較大，在壓縮空氣管、干冰生成管和清洗噴嘴管的外周均包裹有隔熱層，該隔熱層為隔熱材料制成。在與液態(tài)ニ氧化碳供給設(shè)備4連接的金屬軟管外也包裹有由隔熱材料制成的隔熱層，在與壓縮空氣供給設(shè)備5連接的管道外也包裹有由隔熱材料制成的隔熱層。
采用上述干冰清洗試驗機進行干冰清洗隧道的試驗方法，該方法包括如下步驟 I)、制作隧道混凝土試件制作多件IOOmmX IOOmmX IOOmm的正方體隧道混凝土試件，
采取隧道現(xiàn)場的污泥、汽油和黃油混合后涂于隧道混凝土試件的被清洗面上，以模擬隧道污穢物。將涂有隧道污穢物的隧道混凝土試件在自然條件下晾干，并將其在現(xiàn)場同等的溫度、濕度等條件下養(yǎng)護28天。2)、將在現(xiàn)場同等條件下養(yǎng)護28天后的隧道混凝土試件取回，試驗中為保證實驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，以3塊隧道混凝土試件為一組，同等試驗條件下做多組，最后取平均值進行分析計算。試驗開始前選定隧道混凝土試件的被清洗面，并在被清洗面中心選定20mmX20mm的方形區(qū)域用于實驗分析。為研究干冰微爆對混凝土表面損傷影響情況，采用兩組試件對比試驗一組試件的被清洗面表面用隧道ニ襯同等標(biāo)號水泥漿處理，使表面致密、光滑，無空隙；另ー組試件不做處理，被清洗面有明顯細微空隙。隧道混凝土試件側(cè)面距被清洗面2mm處留3個深度為30mm、直徑為2mm的小孔。3)、干冰清洗混凝土效果試驗對涂有污穢物的隧道混凝土試件的混凝土表面進行清洗，待清洗完成后拍照對比。清洗步驟如下①確認干冰清洗試驗機各部連接完好，打 開空氣壓縮機并充分預(yù)熱，讓空氣壓縮機空轉(zhuǎn)一段時間使得空壓機處于最佳狀態(tài)運行，預(yù)熱后關(guān)閉空氣壓縮機的排氣閥，空壓機內(nèi)空氣壓カ達到O. 7MPa后開啟干冰清洗試驗機空氣進氣閥門。②待空氣沿干冰清洗噴嘴噴出并穩(wěn)定后打開液態(tài)ニ氧化碳氣瓶閥門和干冰清洗試驗機液態(tài)ニ氧化碳流路閥門。③干冰清洗噴嘴出ロ處明顯看到干冰顆粒噴出后，將噴嘴移到距離試件被清洗面約15mm處，保持角度在75°至85°之間。清洗過程中清洗噴嘴與被清洗面距離保持穩(wěn)定；噴嘴移動平穩(wěn)、勻速；被清洗面各點清洗時間均勻。4)、干冰清洗對混凝土表面損傷試驗干冰清洗時間一般在IOs內(nèi)完成，為了更加準(zhǔn)確的分析干冰清洗是否會對混凝土表面造成損傷，本次實驗根據(jù)步驟3)中的清洗步驟，分別設(shè)定清洗時間為O秒、10秒、20秒和30秒四個清洗時間梯度進行對比試驗，在清洗過程中用高清攝像機對清洗面拍照，拍照過程中保持亮度一致，并采用MATLAB灰度ニ值圖分析模塊對所拍照片進行處理分析；
5)、混凝土單軸抗壓強度試驗根據(jù)步驟3)中的清洗步驟對相同條件的隧道混凝土試件進行相應(yīng)時間清洗試驗，清洗試驗完成后，立即將試件放到MTS815巖石力學(xué)實驗系統(tǒng)中進行單軸抗壓強度試驗測試，并記錄數(shù)據(jù)；
6)、混凝土表面溫度變化對比試驗根據(jù)步驟3)中的清洗步驟對混凝土表面進行連續(xù)清洗，在清洗過程中，采用TM330紅外溫度計快速測量混凝土同一點溫度，并記錄；在試驗30秒時采用TM330紅外溫度計測試距隧道混凝土試件被清洗面2mm處、且位于隧道混凝土試件側(cè)面的小孔底部溫度，并記錄。7)清洗試驗完成后先關(guān)閉液態(tài)ニ氧化碳氣瓶閥門，再關(guān)閉干冰清洗試驗機液態(tài)ニ氧化碳進氣閥門，約2分鐘后關(guān)閉空氣壓縮機電源，待空壓機內(nèi)氣壓恢復(fù)常壓后關(guān)閉干冰清洗機進氣閥門；打開空壓機排水閥門排除水后關(guān)閉；試驗結(jié)束。本發(fā)明采用拭擦法判別試件是否清洗干凈，在試件涂污前、清洗后分別用白色濕巾擦拭混凝土表面，來回拭擦5次，若濕巾上無明顯污物且前后對比無差異則判定為清洗干凈，對濕巾上的污物進行前后對比分析。由上述實驗方法可以得出，干冰清洗隧道包括如下反應(yīng)步驟①溫差龜裂效應(yīng)當(dāng)干冰顆粒接觸隧道表面(混凝土)時吸熱升華，使得污穢物溫度急劇降低，由于混凝土與污穢物的的熱膨脹系數(shù)不同，使得污穢物脆化、龜裂，同時降低其機械性能。②能量轉(zhuǎn)移干冰顆粒高速運動到混凝土表面發(fā)生撞擊，干冰瞬間升華，吸收大量熱量，實現(xiàn)動能和熱能的轉(zhuǎn)換。③干冰微爆干冰碎粒進入污穢物裂隙，迅速升華體積瞬間發(fā)生膨脹至800倍左右，造成微型爆炸，污穢物被剝離混凝土表面。干冰清洗的熱沖擊只發(fā)生在污穢物與基體結(jié)合的表面，對被清洗物無損傷。最后需要說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制技術(shù)方案，盡管申請人參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理 解，那些對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本技術(shù)方案的宗g和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.干冰清洗隧道的試驗方法，其特征在于，在該試驗方法中采用了一種干冰清洗試驗機，該干冰清洗試驗機包括液態(tài)二氧化碳供給設(shè)備、壓縮空氣供給設(shè)備、干冰生成管、壓縮空氣管和清洗噴嘴管； 所述干冰生成管的進口端與液態(tài)二氧化碳供給設(shè)備相連通，干冰生成管的出口端與壓縮空氣管相連通；干冰生成管為兩端大、中間小的結(jié)構(gòu)； 所述壓縮空氣管的進口端與壓縮空氣供給設(shè)備相連通，干冰生成管的出口端與壓縮空氣管內(nèi)通道相連通、且干冰生成管與壓縮空氣管之間的夾角為45度，壓縮空氣管的出口端與清洗噴嘴管相連通；在靠近壓縮空氣管與干冰生成管相連通的位置、壓縮空氣管的管徑逐漸減小然后再逐漸增大； 所述清洗噴嘴管的一端與壓縮空氣管相連通，清洗噴嘴管的另一端的管徑逐漸減小然后再逐漸增大； 該方法包括如下步驟 1)、制作隧道混凝土試件制作多件IOOmmXIOOmmX IOOmm的正方體隧道混凝土試件，采取隧道現(xiàn)場的污泥、汽油和黃油混合后涂于隧道混凝土試件的被清洗面上，以模擬隧道污穢物，將涂有隧道污穢物的隧道混凝土試件在自然條件下晾干，并將其在現(xiàn)場同等條件下養(yǎng)護28天； 2)、將在現(xiàn)場同等條件下養(yǎng)護28天后的隧道混凝土試件取回，以3塊隧道混凝土試件為一組，同等試驗條件下做多組；選定隧道混凝土試件的被清洗面，并在被清洗面中心選定20mmX 20mm的方形區(qū)域用于實驗分析，隧道混凝土試件側(cè)面距被清洗面2mm處留3個深度為30mm、直徑為2mm的小孔； 3)、干冰清洗混凝土效果試驗對涂有污穢物的隧道混凝土試件的混凝土表面進行清洗，待清洗完成后拍照對比，清洗步驟如下①確認干冰清洗試驗機各部連接完好，打開空氣壓縮機并充分預(yù)熱后關(guān)閉空氣壓縮機的排氣閥，空氣壓縮機內(nèi)空氣壓力達到O. 7MPa后開啟干冰清洗試驗機空氣進氣閥門；②待空氣沿干冰清洗噴嘴噴出并穩(wěn)定后打開液態(tài)二氧化碳氣瓶閥門和干冰清洗試驗機液態(tài)二氧化碳流路閥門；③干冰清洗噴嘴出口處明顯看到干冰顆粒噴出后，將噴嘴移到距離試件被清洗面約15mm處，保持角度在75°至85°之間； 4)、干冰清洗對混凝土表面損傷試驗根據(jù)步驟3)中的清洗步驟，分別設(shè)定清洗時間為O秒、10秒、20秒和30秒四個清洗時間梯度進行對比試驗，在清洗過程中用高清攝像機對清洗面拍照，拍照過程中保持亮度一致，并采用MATLAB灰度二值圖分析模塊對所拍照片進行處理分析； 5)、混凝土單軸抗壓強度試驗根據(jù)步驟3)中的清洗步驟對相同條件的隧道混凝土試件進行相應(yīng)時間清洗試驗，清洗試驗完成后，立即將試件放到MTS815巖石力學(xué)實驗系統(tǒng)中進行單軸抗壓強度試驗測試，并記錄數(shù)據(jù)； 6)、混凝土表面溫度變化對比試驗根據(jù)步驟3)中的清洗步驟對混凝土表面進行連續(xù)清洗，在清洗過程中，采用TM330紅外溫度計快速測量混凝土同一點溫度，并記錄；在試驗30秒時采用TM330紅外溫度計測試距隧道混凝土試件被清洗面2mm處、且位于隧道混凝土試件側(cè)面的小孔底部溫度，并記錄； 7)清洗試驗完成后先關(guān)閉液態(tài)二氧化碳氣瓶閥門，再關(guān)閉干冰清洗試驗機液態(tài)二氧化碳進氣閥門，約2分鐘后關(guān)閉空氣壓縮機電源，待空壓機內(nèi)氣壓恢復(fù)常壓后關(guān)閉干冰清洗機進氣閥門；打開空壓機排水閥門排除水后關(guān)閉；試驗結(jié)束 。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種隧道干冰清洗方法，該方法包括如下步驟1)制作多件隧道混凝土試件；2)選定隧道混凝土試件的被清洗面；3)對涂有污穢物的隧道混凝土試件的混凝土表面進行清洗，待清洗完成后拍照對比；4)分別設(shè)定清洗時間為0秒、10秒、20秒和30秒四個清洗時間梯度進行對比試驗；5)清洗試驗完成后，立即將試件放到MTS815巖石力學(xué)實驗系統(tǒng)中進行單軸抗壓強度試驗測試；6)在清洗過程中，采用TM330紅外溫度計快速測量混凝土同一點溫度；7)清洗試驗完成后打開空壓機排水閥門排除水后關(guān)閉；本發(fā)明基于二氧化碳物化性質(zhì)和干冰清洗特點建立隧道干冰清洗理論模型，對干冰清洗時混凝土表面空隙、表面溫度、混凝土單軸抗壓強度及清洗效果進行試驗，對干冰應(yīng)用于隧道清洗提供更為真實的理論支持和技術(shù)指導(dǎo)。
文檔編號G01N33/00GK102841183SQ20121035729
公開日2012年12月26日 申請日期2012年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月24日
發(fā)明者任松, 姜德義, 楊春和, 何華勇, 師燕滑, 王震, 陳結(jié) 申請人:重慶大學(xué)