疏水改性水泥基材料表面机械耐久性检测装置的制作方法

1.本发明涉及水泥基材料性能检测技术领域，特别涉及水泥基材料表面机械耐久性检测技术领域，具体是一种疏水改性水泥基材料表面机械耐久性检测装置。


背景技术：

2.水泥基材料是土木工程领域应用最为广泛的建筑材料之一，但传统的水泥基材料功能单一、耐久性差，无法满足基础设施建设日趋功能化、轻型化和智慧化的发展需求。近年来，复合及改性水泥基材料相关报道呈现爆炸式增长，成为行业研究的热点方向，其中仿生疏水化改性水泥基材料作为重要分支，由于具有极端的非润湿特性（超疏水），在耐磨、防腐蚀、防结冰、自清洁及减阻等领域拥有极其广泛的潜在应用价值。但是，仿生疏水化改性水泥基材料研究仍处于起步阶段，已有成果不成熟，无法满足严格的工业要求和商业标准化要求，相关研究均表明机械耐久性问题是制约其发展和应用的主控因素。
3.仿生疏水化改性水泥基材料表面机械耐久性相关研究中，没有形成统一的检测方法和标准化的评价体系，导致不同研究团队相关成果和结论存在分歧，且不易对比论证。经调研，仿生疏水化改性表面机械耐久性常见检测方法有：切向磨损法、刀片划伤法、冲击法、洗涤测试法和胶带剥离法等。其中，胶带剥离法仅适用于检测疏水表面涂层和基材的黏合强度、洗涤测试法主要用于检测柔性基材，该两种方法不适合检测水泥基材料表面机械耐久性；冲击法和刀片划伤法难以控制单次试验参数保持一致，实验过程不稳定、检测精度差；切向磨损法实验参数易控、操作环境稳定，比较符合仿生疏水化改性水泥基材料表面机械耐久性检测需求。
4.现有研究采用的切向磨损法流程如下：利用砂纸、砂盘等磨蚀材料，通过控制压力、接触面积、运动轨迹和磨损速度等变量，对超疏水表面进行切向磨损，检测磨损后样品表面的水滴接触角，进而评价其表面机械耐久性。显然，该方式存在以下缺陷：（1）评价指标不全面，仅考虑材料表面疏水性的耐久性，未考虑机械磨损特性；（2）检测效率低，需要多次进行“切向磨损-水滴接触角检测”循环流程，每次循环均需要大量时间进行试样安装、调平、拆卸等操作；（3）精度差、人为干扰因素大，多次人工操作存在调平误差、基准线选取误差等，误差叠加，难以保证检测结果的可靠性。调研发现，摩擦系数、抗磨损能力、疏水性能可作为评价仿生疏水化改性水泥基材料表面机械耐久性的主要指标，因此，研发一种可同时检测上述三项指标、且自动化程度高、效率及精度优、操作简单的疏水改性水泥基材料表面机械耐久性检测装置十分必要，有助于推动仿生疏水化改性水泥基材料的进一步研究及实际应用。
5.基于此，本发明提供了一种疏水改性水泥基材料表面机械耐久性检测装置，解决了仿生疏水化改性水泥基材料表面机械耐久性检测评价指标不全面、效率低、精度差的问题，可同时检测摩擦系数、抗磨损能力和疏水性能三项指标，全面、快捷、高精度地评价疏水改性水泥基材料表面机械耐久性。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种疏水改性水泥基材料表面机械耐久性检测装置，解决目前仿生疏水化改性水泥基材料表面机械耐久性检测评价指标不全面、效率低、精度差的问题，可同时检测摩擦系数、抗磨损能力和疏水性能三项指标，全面、快捷、高精度地评价疏水改性水泥基材料表面机械耐久性。
7.为了实现上述目的，本发明提供了一种疏水改性水泥基材料表面机械耐久性检测装置，主要包括所述基座、所述试样夹持装置、所述摩擦机构、所述润湿性检测机构和所述图像采集机构五部分，具体包括以下结构。
8.所述基座包括所述底座、所述调平底座、所述电动滑轨和所述往复运动平台，所述调平底座安装在所述底座底部，所述电动滑轨安装在所述底座侧面，所述往复运动平台安装在所述底座顶面。
9.进一步的，所述调平底座由减震材料制成，所述调平底座设有6个，所述调平底座按两排且中心对称安装在所述底座底部。
10.进一步的，通过旋转所述调平底座可调整所述底座水平放置，避免所述底座倾斜产生的试验误差，所述底座水平情况可采用常见水平仪检测。
11.进一步的，所述底座采用铸铁材料制成，安装时，所述底座和试验台之间加设橡胶防震垫板，以减小外部震动对高精度检测过程的干扰。
12.进一步的，所述电动滑轨和所述往复运动平台外接电源，所述电动滑轨驱动所述高精度相机做水平横向移动，所述往复运动平台驱动所述试样夹持装置做固定频率水平往复运动和横向移动。
13.所述试样夹持装置对称设有4个所述微调螺旋，所述试样夹持装置通过调节所述微调螺旋调整所述待测试样测试面倾角和倾斜方向，所述试样夹持装置安装在所述往复运动平台上。
14.进一步的，4个所述微调螺旋分别调整所述试样夹持装置一个拐角处的高度，进而调整所述待测试样测试面倾角和倾斜方向。
15.进一步的，摩擦磨损时，所述待测试样测试面倾角和倾斜方向通过所述高精度相机采集图像传输至所述处理系统处理后测量，调整所述待测试样测试面倾斜方向为水平倾斜且倾角为5度后，开展摩擦磨损试验。
16.进一步的，所述待测试样设置倾角5度的目的是形成磨损程度阶差，即边缘高处磨损时间长、磨损程度大，低处磨损时间短、磨损程度小，从而无需重复“切向磨损-水滴接触角检测”循环流程，仅一次摩擦磨损即可检测所述待测试样测试面疏水特性随磨损程度的变化规律。
17.所述摩擦机构包括所述机架、所述竖向驱动器、所述6d扭矩-力传感器和所述对磨副载具，所述机架内部安装所述加载电机，所述加载电机通过所述螺纹杆驱动所述竖向驱动器竖向移动，所述竖向驱动器设有4个所述导向杆，所述6d扭矩-力传感器安装在所述竖向驱动器和所述对磨副载具中间，所述6d扭矩-力传感器通过固定销与所述对磨副载具连接固定，所述对磨副载具下部安装所述平面对磨副，所述待测试样与所述平面对磨副接触后，进行固定频率往复循环摩擦磨损。
18.进一步的，所述6d扭矩-力传感器检测摩擦过程中所述平面对磨副与所述待测试
样接触面间的法向力和滑动摩擦力，所述6d扭矩-力传感器量程为1000n、精度为1μn，最高采样频率为20khz。
19.进一步的，所述6d扭矩-力传感器检测数据发送至所述处理系统，经所述处理系统计算后，可获取所述待测试样与所述平面对磨副在平面-平面摩擦模式下的滑动摩擦系数。
20.进一步的，所述待测试样与所述平面对磨副之间固定频率往复循环摩擦磨损模式为: 设置接触面间法向力为12.5kpa、往复循环频率为1hz、往复位移幅值为5mm、循环次数为3000次。
21.进一步的，4个所述导向杆垂直且中心对称布置，所述导向杆控制所述竖向驱动器沿标准竖向移动，所述导向杆控制所述6d扭矩-力传感器在往复循环摩擦磨损过程中保持稳定。
22.进一步的，所述对磨副载具通过上部螺纹孔与所述固定销下部螺杆形成螺纹连接，所述对磨副载具尺寸及形状根据试验设计可更换，所述对磨副载具与所述平面对磨副配套使用。
23.所述润湿性检测机构包括所述支撑臂、所述电动滑槽、所述加液装置固定器、所述自动加液控制器和所述加液器，所述电动滑槽通过所述支撑臂与所述底座固定连接，所述加液装置固定器安装在所述电动滑槽上，所述加液装置固定器上安装所述自动加液控制器和所述加液器，所述自动加液控制器控制所述加液器的加液模式。
24.进一步的，所述电动滑槽外接电源，所述电动滑槽驱动所述加液器做竖向移动；当所述加液器下部加液针头移动至所述待测试样测试面上方1mm、误差不超过0.2mm时，进行疏水性检测试验。
25.进一步的，所述自动加液控制器加液模式为：以100μl/min速度加液至6μl，停止20s；再以5μl/min速度加液至15μl，停止5s；最后以-5μl/min速度减液至8μl，停止5s。
26.进一步的，在上述加液模式下，所述加液器在所述待测试样表面加液至6μl时，液体与所述待测试样表面的接触角对应静态接触角值；继续加液至15μl，液体与所述待测试样表面趋于稳定的接触角对应前进接触角值；继续减液至8μl，液体与所述待测试样表面趋于稳定的接触角对应后退接触角值。
27.进一步的，所述加液器下部加液针头外径为0.5mm，所述加液器加液精度为0.1μl；所述加液器下部加液针头外径选择0.5mm，可保证接触角值测量的准确性。
28.进一步的，所述自动加液控制器内部液体为纯水，温度为25摄氏度，保证检测用液体的表面张力相同，提高接触角值测量的准确性。
29.所述图像采集机构包括所述高精度相机、所述发光背景板和所述处理系统，所述高精度相机通过所述伸缩支架安装在所述电动滑轨上，所述高精度相机采集所述待测试样表面图像信息传输至所述处理系统。
30.进一步的，所述高精度相机采用显微镜头，最大放大倍率为1000倍，所述高精度相机采用连续拍摄模式，拍摄频率为每秒拍摄1次。
31.进一步的，所述伸缩支架调节所述高精度相机的拍摄高度。
32.进一步的，所述发光背景板采用可调亮度单色冷光led光源，帮助所述高精度相机采集图像边缘更清晰。
33.本发明实施例带来了以下有益效果。
34.本发明实现同步检测疏水改性水泥基材料表面摩擦系数、抗磨损能力和疏水性能三项指标，实现全面评价疏水改性水泥基材料表面机械耐久性。
35.本发明除了人工装卸试样外，均通过机械自动化控制，减小了人为因素造成的试验误差，实现高精度地检测疏水改性水泥基材料表面机械耐久性。
36.本发明通过设置倾角5度形成所述待测试样磨损程度阶差，无需重复“切向磨损-水滴接触角检测”循环流程，仅一次摩擦磨损即可检测所述待测试样测试面疏水特性随磨损程度的变化规律，操作简单、快捷。
37.本发明所述摩擦机构和所述润湿性检测机构互不干扰，可以根据试验需求独立使用，适用范围广。
38.本发明结构简单，各部件功能单一，互不影响，某一构件损坏时易于维修和更换，检测效率和精度高，有助于仿生疏水化改性水泥基材料耐久性的深入研究。
39.下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显。或通过本发明的实践了解到。
附图说明
40.构成本发明的一部分的附图用来辅助对本发明的理解，附图中所提供的内容及其在本发明中有关的说明可用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。
41.下面结合附图说明和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。
42.图1为疏水改性水泥基材料表面机械耐久性检测装置主要构成示意图；图2为疏水改性水泥基材料表面机械耐久性检测装置部分结构正视图；图3为摩擦机构工作示意图；图4为待测试样安装及磨损程度检测示意图；图5为润湿性检测机构工作示意图；图6为摩擦系数检测结果示意图；图7为疏水性能检测结果示意图。
43.图中：1-底座，2-调平底座，3-电动滑轨，4-往复运动平台，5-试样夹持装置，6-微调螺旋，7-机架，8-竖向驱动器，9-6d扭矩-力传感器，10-螺纹杆，11-导向杆，12-固定销，13-对磨副载具，14-平面对磨副，15-加载电机，16-支撑臂，17-电动滑槽，18-加液装置固定器，19-自动加液控制器，20-加液器，21-高精度相机，22-伸缩支架，23-发光背景板，24-处理系统，25-待测试样。
具体实施方式
44.下面结合附图对本发明进行清楚、完整的说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。在结合附图对本发明进行说明前，需要特别指出的是：本发明中在包括下述说明在内的各部分中所提供的技术方案和技术特征，在不冲突的情况下，这些技术方案和技术特征可以相互组合。
45.此外，下述说明中涉及到的本发明的实施例通常仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性
劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
46.关于本发明中术语和单位。本发明的说明书和权利要求书及有关的部分中的术语“包括”以及它的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
47.如图1至图7，疏水改性水泥基材料表面机械耐久性检测装置，主要由所述基座、所述试样夹持装置、所述摩擦机构、所述润湿性检测机构和所述图像采集机构五部分构成，具体包括：1-底座，2-调平底座，3-电动滑轨，4-往复运动平台，5-试样夹持装置，6-微调螺旋，7-机架，8-竖向驱动器，9-6d扭矩-力传感器，10-螺纹杆，11-导向杆，12-固定销，13-对磨副载具，14-平面对磨副，15-加载电机，16-支撑臂，17-电动滑槽，18-加液装置固定器，19-自动加液控制器，20-加液器，21-高精度相机，22-伸缩支架，23-发光背景板，24-处理系统，25-待测试样。
48.如图1和图2，所述基座包括：所述底座1，所述底座1底部按两排对称布设六个所述调平底座2，通过旋转所述调平底座2可调整所述底座1水平，以避免所述底座1倾斜产生实验误差，所述底座1采用铸铁材料制成，所述调平底座2采用减震材料制成；所述底座1侧面安装所述电动滑轨3，所述底座1顶面安装所述往复运动平台4，所述电动滑轨3和所述往复运动平台4外接电源，所述电动滑轨3驱动所述高精度相机21做水平横向移动，所述往复运动平台4驱动所述试样夹持装置5做固定频率水平往复运动和横向移动。
49.如图1和图4，所述试样夹持装置5安装在所述往复运动平台4上，所述试样夹持装置5对称设有四个所述微调螺旋6，所述试样夹持装置通过调节所述微调螺旋6调整所述待测试样25测试面倾角和倾斜方向。
50.如图1、图2、图3和图6，所述摩擦机构包括：所述机架7，所述机架7将所述摩擦机构稳固在所述基座上；所述机架7内部设置所述加载电机15，所述加载电机15通过所述螺纹杆10驱动所述竖向驱动器8竖向移动，所述竖向驱动器8对称设有四个所述导向杆11，所述导向杆11控制所述竖向驱动器8沿标准竖向移动；所述竖向驱动器8底部中心固定安装所述6d扭矩-力传感器9，所述6d扭矩-力传感器9底部中心连接所述固定销12，所述固定销12下部螺杆安装所述对磨副载具13，所述对磨副载具13下部安装所述平面对磨副14。所述固定销12起传力作用，所述6d扭矩-力传感器9检测摩擦磨损过程中所述平面对磨副14与所述待测试样25接触面间的法向力和滑动摩擦力。
51.如图1和图5，所述润湿性检测机构包括：所述支撑臂16，所述支撑臂16将所述润湿性检测机构稳固在所述基座上，所述支撑臂16上部安装所述电动滑槽17，所述加液装置固定器18安装在所述电动滑槽17上，所述所述电动滑槽17外接电源，可实现自动控制所述加液装置固定器18上下移动；所述加液装置固定器18上安装所述自动加液控制器19和所述加液器20，所述加液器20下部加液针头外径为0.5mm，所述自动加液控制器控制所述加液器的加液模式，加液模式固定为：以100μl/min速度加液至6μl，停止20s；再以5μl/min速度加液至15μl，停止5s；最后以-5μl/min速度减液至8μl，停止5s；所述自动加液控制器19内部液体为纯水，温度为25摄氏度。
52.如图1、图5和图7，所述图像采集机构包括：所述高精度相机21、所述发光背景板23和所述处理系统24，所述高精度相机21采用显微镜头，最大放大倍率为1000倍，所述高精度相机采用连续拍摄模式，拍摄频率为每秒拍摄1次；所述高精度相机21安装在所述电动滑轨3上，所述高精度相机21和所述电动滑轨3通过所述伸缩支架22连接，所述伸缩支架22可调
整所述高精度相机21拍摄高度，所述高精度相机21采集所述待测试样表面图像信息发送至所述处理系统，所述发光背景板23采用可调亮度单色冷光led光源，帮助所述高精度相机21采集图像边缘更清晰。
53.具体的实施过程如下所述。
54.测试前准备工作：如图1和图2，首先，检查所述疏水改性水泥基材料表面机械耐久性检测装置的各部件安装位置正确，并经过调试能够正常工作，设备与试验台之间加设橡胶防震垫板，以减小外部震动对检测精度的影响；其次，采用常见水平仪检测所述底座1和所述往复运动平台4表面水平情况，通过调整所述调平底座2至所述底座1和所述往复运动平台4表面水平；最后，检查并调整所述电动滑轨3、所述往复运动平台4等驱动机构通电后移动正常，可按照所述处理系统24预设的参数运转，且所述高精度相机21能够将采集的高分辨率清晰图像传输至所述处理系统24、所述6d扭矩-力传感器9能够将检测数据传输至所述处理系统24，完成测试前准备工作。
55.待测试样安装及调整：如图4，将所述待测试样25安装在所述试样夹持装置5上，通过旋转所述微调螺旋6至所述待测试样25测试面朝着所述摩擦机构倾斜5度，所述待测试样25设置倾角5度的目的是形成磨损程度阶差，即边缘高处磨损时间长、磨损程度大，低处磨损时间短、磨损程度小，从而无需重复“切向磨损-水滴接触角检测”循环流程，仅一次摩擦磨损即可检测所述待测试样25测试面疏水特性随磨损程度的变化规律。所述待测试样25测试面倾斜度通过所述高精度相机21采集图像发送至所述处理系统24处理后直接检测。
56.摩擦磨损阶段：如图3，首先，所述处理系统24控制所述试样夹持装置5移动至所述平面对磨副14正下方，驱动所述竖向驱动器8向下移动，至所述平面对磨副14与所述待测试样25接触、所述6d扭矩-力传感器9检测到接触面间法向力并传输至所述处理系统24，微调所述竖向驱动器8至接触面间法向力趋于零后进行调零处理；然后，设置接触面间法向力为12.5kpa，设置所述试样夹持装置5以频率为1hz、位移幅值为5mm、循环次数为3000次做往复循环运动，所述平面对磨副14与所述待测试样25接触面间产生摩擦磨损，摩擦磨损过程中所述6d扭矩-力传感器9将检测的接触面间法向力和滑动摩擦力数据传输至所述处理系统24，经所述处理系统24处理后获得接触面间的滑动摩擦系数，某次检测结果如图6，图中横坐标表示所述试样夹持装置5往复循环次数、取对数刻度，纵坐标表示所述处理系统24处理后获得所述平面对磨副14与所述待测试样25接触面间的滑动摩擦系数，接触面间的滑动摩擦系数随循环次数增加经历初始快速增长阶段、波动阶段和稳定阶段，以稳定阶段的滑动摩擦系数作为代表值，此时所述待测试样25测试面滑动摩擦系数为0.53；最后，如图4，所述试样夹持装置5摩擦磨损结束后，通过所述高精度相机21采集所述待测试样25测试面磨损图像，并传输至所述处理系统24，经所述处理系统24计算，获得所述待测试样25测试面磨损面积，用于表征所述待测试样25磨损程度。
57.润湿性检测阶段：如图5，首先，所述往复运动平台4驱动所述试样夹持装置5移动至所述加液器20下方，所述电动滑轨3同步驱动所述高精度相机21移动至所述待测试样25正前方，所述待测试样25测试面选择不同磨损程度的点进行疏水性检测；然后，所述电动滑槽17驱动所述加液器20向下移动至加液针头距所述待测试样25测试面上方1mm、误差不超过0.2mm，所述加液器20针头距所述待测试样25测试面之间的距离，通过所述高精度相机21采集图像传输至所述处理系统24后处理得到；接着，所述自动加液控制器19按照以下模式
加液：以100μl/min速度加液至6μl，停止20s；再以5μl/min速度加液至15μl，停止5s；最后以-5μl/min速度减液至8μl，停止5s；最后，通过所述高精度相机21自加液起，以每秒1次拍摄频率采集的高分辨率图像传输至所述处理系统24经处理后得出接触角。其中，所述加液器20在所述待测试样25测试面加液至6μl时，液体与所述待测试样25测试面的接触角对应静态接触角值；继续加液至15μl，液体与所述待测试样25测试面趋于稳定的接触角对应前进接触角值；继续减液至8μl，液体与所述待测试样25测试面趋于稳定的接触角对应后退接触角值。所述待测试样25测试面某点疏水性检测结果如图7，图中横坐标表示所述加液器20在所述待测试样25测试面加液的液滴体积，纵坐标表示所述处理系统24处理后得出的接触角，此时所述待测试样25测试面静态接触角值对应图中a处、为111.2度，前进接触角值对应图中b处、为117.7度，后退接触角值对应图中c处、为101.8度。
58.数据分析与处理：如图4、图6和图7，通过单次摩擦磨损，获取了所述待测试样25和所述平面对磨副14接触面间的滑动摩擦系数、所述待测试样25的磨损程度、以及不同磨损程度下所述待测试样25测试面的静态接触角、前进接触角和后退接触角，通过上述指标，即可综合评价疏水改性水泥基材料表面的机械耐久性。
59.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

技术特征：
1.疏水改性水泥基材料表面机械耐久性检测装置，其特征在于，主要由基座、试样夹持装置、摩擦机构、润湿性检测机构和图像采集机构五部分构成；所述基座包括底座、调平底座、电动滑轨和往复运动平台，所述调平底座安装在所述底座底部，所述电动滑轨安装在所述底座侧面，所述往复运动平台安装在所述底座顶面；所述试样夹持装置对称设有4个微调螺旋，所述试样夹持装置通过调节所述微调螺旋调整待测试样测试面倾角和倾斜方向，所述试样夹持装置安装在所述往复运动平台上；所述摩擦机构包括机架、竖向驱动器、6d扭矩-力传感器和对磨副载具，所述机架内部安装加载电机，所述加载电机通过螺纹杆驱动所述竖向驱动器竖向移动，所述竖向驱动器设有4个导向杆，所述6d扭矩-力传感器安装在所述竖向驱动器和所述对磨副载具中间，所述6d扭矩-力传感器通过固定销与所述对磨副载具连接固定，所述对磨副载具下部安装平面对磨副，所述待测试样与所述平面对磨副接触后，进行固定频率往复循环摩擦磨损；所述润湿性检测机构包括支撑臂、电动滑槽、加液装置固定器、自动加液控制器和加液器，所述电动滑槽通过所述支撑臂与所述底座固定连接，所述加液装置固定器安装在所述电动滑槽上，所述加液装置固定器上安装所述自动加液控制器和所述加液器，所述自动加液控制器控制所述加液器的加液模式；所述图像采集机构包括高精度相机、发光背景板和处理系统，所述高精度相机通过伸缩支架安装在所述电动滑轨上，所述高精度相机采集所述待测试样表面图像信息传输至所述处理系统。2.根据权利要求1所述的疏水改性水泥基材料表面机械耐久性检测装置，其特征在于，所述调平底座由减震材料制成，所述调平底座设有6个，所述调平底座按两排且中心对称安装在所述底座底部。3.根据权利要求1所述的疏水改性水泥基材料表面机械耐久性检测装置，其特征在于，所述电动滑轨、所述往复运动平台和所述电动滑槽外接电源，所述电动滑轨驱动所述高精度相机做水平横向移动，所述往复运动平台驱动所述试样夹持装置做固定频率水平往复运动和横向移动，所述电动滑槽驱动所述加液器做竖向移动。4.根据权利要求1所述的疏水改性水泥基材料表面机械耐久性检测装置，其特征在于，所述6d扭矩-力传感器检测摩擦磨损过程中所述平面对磨副与所述待测试样接触面间的法向力和滑动摩擦力，所述6d扭矩-力传感器量程为1000n、精度为1μn，最高采样频率为20khz。5.根据权利要求1所述的疏水改性水泥基材料表面机械耐久性检测装置，其特征在于，所述待测试样与所述平面对磨副之间固定频率往复循环摩擦磨损模式为: 设置接触面间法向力为12.5kpa、往复循环频率为1hz、往复位移幅值为5mm、循环次数为3000次。6.根据权利要求1所述的疏水改性水泥基材料表面机械耐久性检测装置，其特征在于，所述自动加液控制器加液模式为：以100μl/min速度加液至6μl，停止20s；再以5μl/min速度加液至15μl，停止5s；最后以-5μl/min速度减液至8μl，停止5s。7.根据权利要求1所述的疏水改性水泥基材料表面机械耐久性检测装置，其特征在于，所述加液器下部加液针头外径为0.5mm，所述加液器加液精度为0.1μl。8.根据权利要求1所述的疏水改性水泥基材料表面机械耐久性检测装置，其特征在于，所述自动加液控制器内部液体为纯水，温度为25摄氏度。9.根据权利要求1所述的疏水改性水泥基材料表面机械耐久性检测装置，其特征在于，所述高精度相机采用显微镜头，最大放大倍率为1000倍，所述高精度相机采用连续拍摄模
式，拍摄频率为每秒拍摄1次。

技术总结
本发明公开了疏水改性水泥基材料表面机械耐久性检测装置，涉及水泥基材料性能检测技术领域。主要由基座、试样夹持装置、摩擦机构、润湿性检测机构和图像采集机构五部分构成。基座上部往复运动平台安装试样夹持装置，待测试样与摩擦机构中平面对磨副接触后，以固定频率开展往复循环运动，进而产生摩擦磨损，摩擦机构检测接触面间的滑动摩擦系数，图像采集机构检测待测试样磨损程度，图像采集机构配合润湿性检测机构检测待测试样表面的疏水性能。本发明解决了仿生疏水化改性水泥基材料表面机械耐久性检测不全面、精度差的问题，可同时检测摩擦系数、抗磨损能力和疏水性能三项指标，综合评价疏水改性水泥基材料表面机械耐久性。合评价疏水改性水泥基材料表面机械耐久性。合评价疏水改性水泥基材料表面机械耐久性。


技术研发人员：郭德平 何娅兰 沈明亮 陈德 张增 崔幼龙 唐进才 廖烟开 付梁 吴文芊 王皋
受保护的技术使用者：叙镇铁路有限责任公司
技术研发日：2023.08.12
技术公布日：2023/9/13