Automatischer Bodengefrierprozesstester

Produkt-Beschreibung

Vollautomatischer Bodengefrierprozesstester

Modell:BTU-FHA-1

Beschreibung

• Gerätename: Vollautomatischer Bodengefrierprozesstester
• Modell: BTU-FHA-1
• Überblick: Wird zur Untersuchung von Temperaturfeldänderungen, der Menge des Frostauftriebs, der Frostauftriebskraft und der Wassermigration während des Bodengefrierens verwendet. Es kann Frostauftrieb bei unterschiedlichen Temperaturgradienten und Wassersäulen simulieren. Geeignet für gefrorene Bodentechnik, Forschung zur Verhinderung von Frostaufbrüchen im Untergrund usw.
• Kernfunktionen:
  • Unabhängige Temperaturregelung am oberen und unteren Ende mit programmierbaren Wellenformen (Sinus, Rechteck, Dreieck, linear usw.).
  • Misst die axiale Frostauftriebskraft und -verschiebung (Spannungskontrolle oder Dehnungskontrolle).
  • Das Wasserversorgungssystem simuliert die Grundwasserneubildung und misst das Wassermigrationsvolumen während des Gefrierens.
  • Eingebaute 18 Temperatur-/Feuchtigkeitssensoren und Erfassungskanäle für eine präzise Temperaturfeldverteilung innerhalb der Probe.

Prüfnormen (International)

Basierend auf den Fähigkeiten der Ausrüstung (Bodengefrieren, Frostauftrieb, Wasserwanderung, Temperaturgradient) gelten die folgenden internationalen Standards:

Hinweis: In der Regel folgen FrosttestsASTM D5918(offenes, mit Wasser versorgtes System, Froststoß) oderASTM D6035(Frost-Tau-Zyklus).

Spezifikation (Technische Parameter)

Detail

• Unabhängige Temperaturregelung oben/unten: Spitzeund untenkann auf unterschiedliche Temperaturen eingestellt werden, um echte Lufttemperatur- und Bodentemperaturgradienten zu simulieren (z. B. kälterer Boden als Kältequelle).
• Programmierbare Temperaturwellenformen: Unterstützt Sinus-, Rechteck-, Dreieck-, lineare und gemischte Wellenformen – simuliert natürliche Prozesse wie tageszeitliche Temperaturschwankungen oder Kältewellen.
• Hochpräzises Wasserversorgungssystem: Misst das Wassermigrationsvolumen während des Gefrierens mit einer Genauigkeit von 0,03 ml – kann die Wasseraufnahme durch die Gefrierfront unterscheiden.
• Mehrpunkt-Temperaturmessung entlang der Höhe: Sensoren alle 10 mm (ca. 20 Punkte) – bildet die Temperaturfeldentwicklung innerhalb der Probe präzise ab.
• Duale Steuermodi: Sowohl dehnungsgesteuert (konstante Verschiebungsrate) als auch spannungsgesteuert (konstante Last) – flexibel für unterschiedliche Randbedingungen.
• Vollautomatisches stufenbasiertes Testen: Die Software kann Testphasen (z. B. Vorkühlen → Einfrieren bei konstanter Temperatur → Auftauen → erneutes Einfrieren) und Endbedingungen (z. B. Schwellenwert oder Zeitlimit) definieren.

Anwendung

• Autobahn- und Eisenbahnuntergrund: Frostschutz, Bewertung der Frostanfälligkeit des Untergrundbodens.
• Rohrleitungsbau: Frostsicheres Design für erdverlegte Rohrleitungen in Permafrostgebieten.
• Kanal- und Wasserbau: Frosthebe-Schadensmechanismen ausgekleideter Kanäle.
• Bau von Fundamenten in kalten Regionen: Stabilität von Flachfundamenten und Pfählen bei Frost-Tau-Wechseln.
• Künstliche Bodenvereisungskonstruktion: Simulation des Temperaturfelds und der Wassermigration während des Gefrierverfahrens.
• Forschung zum Klimawandel: Auswirkungen von wiederholtem Frost-Tau-Wechsel auf die mechanischen Eigenschaften des Bodens.
• Städtischer unterirdischer Raum: Auswirkungen des Frosts auf U-Bahn-Tunnel und Versorgungstunnel.

Vorteile

• Unabhängige programmierbare Ober-/Untertemperaturregelung: Simuliert realistisch unterschiedliche Luft-/Bodentemperaturen; kann beliebige Temperaturwellenformen erzeugen.
• Hochauflösende Verdrängungs- und Wasserversorgungsmessung: Verschiebung 0,001 mm, Wasservolumen 0,001 ml – erfasst mikroskalige Frostauftriebs- und Wassermigrationsprozesse.
• Multisensor-Temperaturfeldrekonstruktion: 18 über die Höhe verteilte Sensoren – ermittelt die interne Temperaturverteilung, nicht nur einen einzelnen Punkt.
• Duale Steuermodi (Stress/Beanspruchung): Ermöglicht entweder eine konstante Kompressionsrate oder eine konstante Froststoßkraft – näher an den Feldbedingungen.
• Vollautomatischer Prüfablauf: Mehrstufige (Kühlung, konstante Temperatur, Erwärmung, erneutes Einfrieren) und Auto-Stopp-Bedingungen können voreingestellt werden – unbeaufsichtigter Betrieb.
• Großer Temperaturbereich: Von -20 °C bis +90 °C – geeignet für Frostaufstieg, Trocknung/Schrumpfung bei hohen Temperaturen und Wärmeübertragungstests.

Was Sie wählen sollten (Auswahlhilfe)

• Hauptsächlich Untersuchung des Ausmaßes des Frostauftriebs und der Wassermigration→ Standardkonfiguration mit Wasserversorgungssystem und Mehrpunkt-Temperatursensoren ist ausreichend.
• Komplexe Temperaturschwankungen (z. B. Tages- oder Kältewellen) müssen simuliert werden.→ Muss über eine programmierbare Wellenformfunktion verfügen (in diesem Modell bereits enthalten).
• Notwendigkeit, die Kraft des Froststoßes zu messen (Stresskontrolle)→ Dieses Modell unterstützt die Spannungskontrolle (0–1 MPa) und kann die Kraft des Frostauftriebs messen.
• Kann die Probengröße geändert werden?– Dieses Modell ist auf Φ100×H200 mm fixiert; Bei Sondergrößen ist eine Kontaktaufnahme mit dem Hersteller erforderlich.
• Müssen Sie auch die Feuchtigkeitsverteilung im Boden messen?– Dieses Modell verfügt über 18 Feuchtigkeitssensoren zur Messung des Wassergehaltsprofils.
• Benötigen Sie automatische Gefrier-Tau-Zyklen?– Die Software kann mehrere Zyklen automatisch einstellen.

Prozessablauf

Beispiel:Frosthebetest bei konstanter Temperatur(unten -10°C, oben +2°C, unidirektionales Gefrieren)

• Probenvorbereitung: Neu geformter oder ungestörter Boden, verdichtet auf die gewünschte Dichte und den gewünschten Wassergehalt – Φ100×H200 mm.
• Sensoren installieren: Temperatur-/Feuchtigkeitssensoren alle 10 mm entlang der Höhe einbauen; Verbindung zur Datenerfassung herstellen.
• Montieren Sie die Probe im Gerät: In Druckdose oder Isolierhülse legen; obere und untere Temperaturplatte verbinden; Wasserversorgungssystem anschließen.
• Testparameter einstellen:
  • Untere Temperatur: -10 °C, obere Temperatur: +2 °C (oder Sinuswelle).
  • Wasserversorgungsdruck: z. B. 10 kPa (simuliert den Grundwasserspiegel).
  • Axialer Belastungsmodus: Spannungskontrolle (z. B. 0,1 MPa zur Simulation von Überlastung) oder Dehnungskontrolle.
• Beginnen Sie mit dem Einfrieren: Software kühlt automatisch; zeichnet die Temperatur an jedem Punkt, die Verschiebung des Frosthubs, das Wasserversorgungsvolumen und die Axialkraft im Zeitverlauf auf.
• Endbedingungen prüfen: z. B. erreicht die Frosthöhe 5 mm oder 72 Stunden Gefrieren sind abgeschlossen.
• Test beenden: Temperaturregelung stoppen; nach dem Auftauen Probe entnehmen; Fotografieren oder bei Bedarf wiegen.
• Datenanalyse: Temperaturfeldprofile, Frosthub-Zeit-Kurven, kumulative Wassermigrationskurven darstellen; Berechnen Sie das Frosthebeverhältnis, die Frosthebekraft usw.