[实用新型]一种基于反复沉淀制备胶结钙质砂土的试验装置

说明书

本实用新型公开了一种基于反复沉淀制备胶结钙质砂土的试验装置，涉及岩土应用化学技术。本装置包括二氧化碳气瓶（1）、反应釜（2）、过滤器（3）、连通器（4）、水位控制仪（5）、水位计（6）、调节阀（7）、微型气泵（8）、PH监测仪（9）、PH计（10）、蠕动泵（11）、制样器（12）、恒温水槽（13）、温控仪（14）、温度传感器（15）、气体管（16）和液体管（17）。本实用新型模拟浅层海洋胶结过程中的自然物理条件，采用连续流动，反复沉淀的方法获得胶结程度均匀的胶结钙质砂土，通过改变钙质砂土颗粒组成、初始孔隙比和胶结物含量可获得不同结构类型和成分的胶结试样，为大规模单一变量分析试验提供试样保证。

技术领域

本实用新型涉及岩土应用化学技术，尤其涉及一种基于反复沉淀制备胶结钙质砂土的试验装置。

背景技术

自然环境下，海水持续或周期性地浸润潮间带沉积物，并在沉积物中析出矿物，沉淀矿物在砂土中连续或不连续地产生，可填充颗粒空隙，并产生胶结作用。

人工制备胶结砂土的方法需满足操作简单、试样尺寸符合岩土试验试样规格、试样胶结程度均匀等要求。由于碳酸钙在水中的溶解度较低，过饱和的碳酸钙溶液需持续不断地流经沉积物，才能沉淀碳酸钙矿物，使钙质砂土形成一定的胶结度和岩化程度。因此，和自然条件下的胶结类似，需采用流动的溶液将碳酸钙带入沉积物中，沉淀在颗粒表面，避免胶结物在溶液静止时自发成核。这种连续流动，反复沉淀的方法可模拟浅层海洋胶结过程中的自然物理条件。制样中，通过改变钙质砂土颗粒组成、初始孔隙比和胶结物含量可获得不同结构类型和成分的胶结试样，可为大规模单一变量分析试验提供试样保证。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于反复沉淀制备胶结钙质砂土的试验装置，具体地是模拟浅层海洋胶结过程中的自然物理条件，采用连续流动和反复沉淀的方法获得胶结程度均匀的胶结钙质砂土。

本实用新型的目的是这样实现的：

一、基于反复沉淀制备胶结钙质砂土的试验装置（简称装置）

本系统包括二氧化碳气瓶、反应釜、过滤器、连通器、水位控制仪、水位计、调节阀、微型气泵、PH监测仪、PH计、蠕动泵、制样器、恒温水槽、温控仪、温度传感器、气体管和液体管；

其位置和连接关系是：

在水平工作面上，从左至右，二氧化碳气瓶和反应釜通过气体管前后连接组成气路；反应釜、过滤器、连通器、蠕动泵和制样器通过液体管依次连接组成液路；

水位计放入连通器左侧容器的底部，调节阀置于反应釜和过滤器之间的液体管上；水位控制仪分别与调节阀和水位计连接；

微型气泵的两根气体管分别伸入连通器两侧容器的底部；

PH监测仪分别与PH计和微型气泵连接，实时获得连通器内溶液的PH值，并通过控制微型气泵的工作，调节泵入连通器中的空气含量，调节溶液的PH值；

蠕动泵分别连接（控制）三条溶液流通管路，各管路的连接顺序依据液体流通方向进行，分别为：连通器至制样器的下进液口的流通管路，制样器的上出液口至反应釜的注液口的流通管路，恒温水槽至制样器的进水阀门的流通管路；

在连通器内放置有一根水位计、一根PH计和两根气体管；

所述的制样器包括试验对象——钙质砂土；设置有上盖板、下盖板、收集通道、注液通道、上出液口、下进液口、螺杆、内筒壁、外筒壁、水、出水阀门、进水阀门；其位置和连接关系是：上盖板、下盖板、内筒壁、外筒壁通过螺杆构成一个圆筒形整体，其内填满钙质砂土；在上盖板上设置有收集通道、上出液口及其出水阀门，在下盖板上设置有下进液口及其进水阀门和注液通道；在内筒壁和外筒壁之间注满水；

打开进水阀门和出水阀门，通过液体管使水与恒温水槽保持循环流通，在外筒壁上设置有温度传感器，测得水的温度，并将温度传输至温控仪。