一种碳化装置及碳化固化直剪试验方法

本发明涉及土木工程，尤其涉及一种碳化装置及碳化固化直剪试验方法。

背景技术：

1、为实现碳中和这一目标，全国各行各业都在加快应对二氧化碳产生与排放问题。目前，针对二氧化碳问题的方法主要为碳捕集与封存技术(ccu)，即捕获排放源中的二氧化碳，将其永久封存在合适的场所。

2、其中，矿物碳酸化技术在碳捕获和利用(ccus)中得到了应用，矿物碳酸化是指利用co2与存在于天然硅酸盐矿石中的碱性氧化物(ca/mg矿物)碳化形成稳定的无机碳酸盐，以达到碳封存的目的；除了固体矿物质以外，富含mg2+/ca2+的水溶液(海水和浓海水)进行碳化形成沉淀(mgco3和白云石[mgca(co3)2])可成为解决二氧化碳问题的新途径。从矿物碳酸化的方法可以看出碱源是该方法的关键因素，所以将相应的碱源与co2碳化的方法运用至土壤的改良与修复中也不失为一种可行之策。

3、目前在碱源与co2碳化的方法运用至土壤的改良与修复之前，需要对待修复的土壤进行碳化直剪试验，现有常规的碳化直剪试验是不会把土样从环刀中取出，整体进行碳化处理，会导致碳化程度不均匀，误差过大。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种碳化装置及碳化固化直剪试验方法，旨在解决碳化直剪试验是不会把土样从环刀中取出，整体进行碳化处理，会导致碳化程度不均匀的问题。

2、为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种碳化装置的碳化固化直剪试验方法，包括以下步骤：

3、向对环刀内部放入改良土壤压制试样，得到碳化直剪试样；

4、打开所述对环刀，并将所述对环刀和所述碳化直剪试样放入碳化装置，完成试验准备；

5、调节所述碳化装置参数，并通过所述碳化装置对所述碳化直剪试样进行碳化处理；

6、将碳化处理后的所述碳化直剪试样进行直剪试验，得到试验数据。

7、其中，所述对环刀包括环刀、外部套筒和圆环，所述外部套筒设置于所述环刀外侧，所述圆环设置于所述环刀一侧。

8、其中，所述向对环刀内部放入改良土壤压制试样，得到碳化直剪试样的具体方式：

9、将所述外部套筒与所述环刀嵌套在一起，并下压所述圆环固定所述环刀，完成所述对环刀的组装；

10、将所述对环刀置于压样装置，并向所述对环刀内放入改良土壤；

11、通过所述压样装置压制所述对环刀，制备碳化直剪试样。

12、其中，所述打开所述对环刀，并将所述对环刀和所述碳化直剪试样放入碳化装置，完成试验准备的具体方式：

13、移除所述外部套筒，并下滑所述圆环固定所述环刀；

14、将所述环刀和所述碳化直剪试样放入碳化装置，完成试验准备。

15、其中，所述将碳化处理后的所述碳化直剪试样进行直剪试验，得到试验数据的具体方式：

16、将碳化装置内的所述环刀取出，并取下所述圆环打开所述环刀，得到碳化处理后的所述碳化直剪试样；

17、将碳化处理后的所述碳化直剪试样放入直剪仪器进行直剪试验，得到试验数据。

18、其中，所述试验数据包括土壤粘聚力、内摩擦角曲线和直剪强度。

19、第二方面，本发明还提供了一种碳化装置，包括碳化罐、罐内压力传感器、控压阀门、进气管、第一压力室压力传感器、第一压力室进气阀门、第二压力室压力传感器、第二压力室进气阀门、第三压力室压力传感器、第三压力室进气阀门、密封压力室、出气管、第一压力室出气阀门、试样承台、滑动卡槽、第二压力室出气阀门、环刀、压力室隔板、第三压力室出气阀门、控制器、圆环卡扣和操作台，所述罐内压力传感器分别与所述碳化罐和所述控压阀门连接，所述进气管分别与所述第一压力室压力传感器、所述第一压力室进气阀门、所述第二压力室压力传感器、所述第二压力室进气阀门、所述第三压力室压力传感器、所述第三压力室进气阀门和所述密封压力室连接，所述出气管与所述分别与所述密封压力室、所述第一压力室出气阀门、所述第二压力室出气阀门和所述第三压力室出气阀门连接，所述试样承台、所述滑动卡槽、所述环刀、所述压力室隔板和所述圆环卡扣分别设置于所述密封压力室内，所述控制器分别与所述控压阀门、所述第一压力室进气阀门、所述第二压力室进气阀门、所述第三压力室进气阀门、所述第一压力室出气阀门、所述第二压力室出气阀门和所述第三压力室出气阀门连接，所述操作台分别与所述密封压力室和所述控制器连接。

20、本发明的一种碳化装置及碳化固化直剪试验方法，向对环刀内部放入改良土壤压制试样，得到碳化直剪试样；打开所述对环刀，并将所述对环刀和所述碳化直剪试样放入碳化装置，完成试验准备；调节所述碳化装置参数，并通过所述碳化装置对所述碳化直剪试样进行碳化处理，将碳化处理后的所述碳化直剪试样进行直剪试验，得到试验数据，该方法通过自主设计的开式对环刀，对环刀侧壁开出若干孔洞，可以在不安装螺栓固定的前提下，通过榫卯结构简化的试验装置解决试样不均匀碳化，试样不方便脱模及控制膨胀等问题，多因素自动控制碳化装置可以满足复杂试验方案时，多因素组合碳化的问题，极大提高试验效率，解决碳化直剪试验是不会把土样从环刀中取出，整体进行碳化处理，会导致碳化程度不均匀的问题。

技术特征：

1.一种碳化装置的碳化固化直剪试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种碳化装置的碳化固化直剪试验方法，其特征在于，

3.如权利要求2所述的一种碳化装置的碳化固化直剪试验方法，其特征在于，

4.如权利要求2所述的一种碳化装置的碳化固化直剪试验方法，其特征在于，

5.如权利要求2所述的一种碳化装置的碳化固化直剪试验方法，其特征在于，

6.如权利要求1所述的一种碳化装置的碳化固化直剪试验方法，其特征在于，

7.一种碳化装置，应用于如权利要求1所述的一种碳化装置的碳化固化直剪试验方法，其特征在于，

技术总结本发明涉及土木工程技术领域，具体涉及一种碳化装置及碳化固化直剪试验方法，向对环刀内部放入改良土壤压制试样，得到碳化直剪试样；打开所述对环刀，并将所述对环刀和所述碳化直剪试样放入碳化装置，完成试验准备；调节所述碳化装置参数，并通过所述碳化装置对所述碳化直剪试样进行碳化处理，将碳化处理后的所述碳化直剪试样进行直剪试验，得到试验数据，该方法通过自主设计的开式对环刀，对环刀侧壁开出若干孔洞，可以在不安装螺栓固定的前提下，通过榫卯结构简化的试验装置解决试样不均匀碳化，试样不方便脱模及控制膨胀等问题，多因素自动控制碳化装置可以满足复杂试验方案时，多因素组合碳化的问题，极大提高试验效率。技术研发人员：宋宇,陈凯斌,耿禹坤,杨承琨,李嘉琦,刘锋涛受保护的技术使用者：桂林理工大学技术研发日：技术公布日：2024/9/9