一種混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋銹蝕可視化試驗(yàn)裝置及其操作方法
【專利摘要】本發(fā)明一種混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋銹蝕可視化試驗(yàn)裝置及其操作方法，包括試驗(yàn)箱和能與試驗(yàn)箱密封蓋合的箱蓋，試驗(yàn)箱和箱蓋均由透明材料制成，試驗(yàn)箱內(nèi)設(shè)置有透明導(dǎo)流板,透明導(dǎo)流板交錯(cuò)設(shè)置將試驗(yàn)箱內(nèi)部空間隔成曲折空間，試驗(yàn)箱內(nèi)設(shè)置有用于固定參比電極的參比電極固定座和用于固定測(cè)試件的測(cè)試件固定座,測(cè)試件固定座能夠移動(dòng)安裝位置,參比電極和測(cè)試件分別通過(guò)監(jiān)測(cè)連接線與測(cè)試儀相連接。使用時(shí)，將固定有測(cè)試件的測(cè)試件固定座放置于合適的位置，再將試驗(yàn)溶液倒入試驗(yàn)箱內(nèi)，通過(guò)調(diào)整試驗(yàn)溶液的純度和液路曲折長(zhǎng)度實(shí)現(xiàn)對(duì)不同混凝土電導(dǎo)率的模擬，通過(guò)調(diào)整試驗(yàn)溶液中氫氧化鈣、氫氧化鉀等的含量，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同混凝土空隙液氫離子濃度指數(shù)pH值的模擬；其試驗(yàn)方法簡(jiǎn)單，參數(shù)調(diào)節(jié)方便。
【專利說(shuō)明】一種混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋銹蝕可視化試驗(yàn)裝置及其操作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋銹蝕試驗(yàn)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其指一種混凝土結(jié)構(gòu)可視化鋼筋銹蝕試驗(yàn)裝置及其操作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋼筋混凝土在現(xiàn)代土木工程中大量使用，在滿足結(jié)構(gòu)承載力要求的同時(shí)，混凝土耐久性同樣不容忽視。在眾多影響混凝土耐久性因素中，混凝土鋼筋銹蝕是影響混凝土耐久性的主要因素，鋼筋銹蝕引起結(jié)構(gòu)構(gòu)件性能衰退，構(gòu)件承載能力下降，從而對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期適用性構(gòu)成威脅。混凝土中鋼筋銹蝕是一個(gè)復(fù)雜過(guò)程，包含鋼筋銹蝕電化學(xué)反應(yīng)和銹脹力的物理作用過(guò)程。鋼筋銹蝕受環(huán)境因素的影響，氯化物等腐蝕環(huán)境和一般大氣碳化反應(yīng)引起鋼筋的銹蝕；鋼筋銹蝕生成的銹蝕產(chǎn)物對(duì)周圍混凝土形成擠壓力，即銹脹力；混凝土材料對(duì)鋼筋銹蝕速度也有很大影響，混凝土內(nèi)部密實(shí)干燥，則混凝土電阻抗大，腐蝕電流密度小，鋼筋銹蝕慢；密實(shí)的混凝土抗碳化能力強(qiáng)，堿儲(chǔ)量不易流失；混凝土構(gòu)件承載力在銹后會(huì)衰減，銹后混凝土截面尺寸損傷、鋼筋有效截面減少、鋼筋屈服強(qiáng)度降低、特別是混凝土與鋼筋之間粘結(jié)退化，構(gòu)件承載力隨銹蝕的發(fā)展快速下降。
[0003]鋼筋混凝土體系中，鋼筋銹蝕涉及到界面環(huán)境、混凝土空隙液特性、介質(zhì)在混凝土中輸送等眾多因素。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋的銹蝕試驗(yàn)存在工作量大、可視性差的缺點(diǎn)，特別是無(wú)法觀察銹蝕產(chǎn)物的動(dòng)態(tài)變化與演進(jìn)；在試驗(yàn)過(guò)程中，為了觀察銹蝕變化會(huì)將部分試件破型觀察，這樣不僅麻煩，而且勢(shì)必影響試驗(yàn)的客觀性與準(zhǔn)確性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能觀察銹蝕產(chǎn)物動(dòng)態(tài)變化、測(cè)試效率高的一種混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋銹蝕試驗(yàn)裝置及其操作方法，其測(cè)試方法簡(jiǎn)便、參數(shù)調(diào)節(jié)方便。
[0005]本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為:
一種混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋銹蝕試驗(yàn)裝置，包括試驗(yàn)箱和能與試驗(yàn)箱密封蓋合的箱蓋，其中，試驗(yàn)箱和箱蓋均由透明材料制成，試驗(yàn)箱內(nèi)設(shè)置有透明導(dǎo)流板，透明導(dǎo)流板交錯(cuò)設(shè)置將試驗(yàn)箱內(nèi)部空間隔成曲折空間，試驗(yàn)箱內(nèi)設(shè)置有用于固定參比電極的參比電極固定座和用于固定測(cè)試件的測(cè)試件固定座，測(cè)試件固定座能夠移動(dòng)安裝位置，參比電極和測(cè)試件分別通過(guò)監(jiān)測(cè)連接線與測(cè)試儀相連接。
[0006]優(yōu)化的技術(shù)措施還包括:
上述的試驗(yàn)箱內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)流板固定板，透明導(dǎo)流板置于導(dǎo)流板固定板上，并與所述導(dǎo)流板固定板拆卸配合。
[0007]上述的導(dǎo)流板固定板共二塊，分別為上導(dǎo)流板固定板和下導(dǎo)流板固定板，上導(dǎo)流板固定板固定于從上至下的五分之一處，下導(dǎo)流板固定板固定于從下至上的五分之一處。
[0008]上述的透明導(dǎo)流板的數(shù)量為三塊或更多，分別為第一導(dǎo)流板、第二導(dǎo)流板和第三導(dǎo)流板，第一導(dǎo)流板、第二導(dǎo)流板和第三導(dǎo)流板所在平面將試驗(yàn)箱內(nèi)部空間橫向四等分或更多。
[0009]上述的第一導(dǎo)流板和第三導(dǎo)流板位于試驗(yàn)箱的下邊與上導(dǎo)流板固定板之間，第二導(dǎo)流板位于試驗(yàn)箱的上邊與下導(dǎo)流板固定板之間。
[0010]上述的參比電極固定座固定于所述試驗(yàn)箱的右下角。
[0011]上述的透明材料的玻璃或者耐腐蝕的透明有機(jī)玻璃。
[0012]一種混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋銹蝕試驗(yàn)裝置的操作方法，包括以下步驟:
步驟一:將參比電極固定于參比電極固定座上，將測(cè)試件固定于測(cè)試件固定座上，并調(diào)整測(cè)試件固定座的位置；
步驟二:調(diào)配用于模擬腐蝕環(huán)境的混凝土透明空隙溶液，并將試驗(yàn)溶液倒入試驗(yàn)箱內(nèi)；根據(jù)溶液電導(dǎo)率和導(dǎo)流長(zhǎng)度選擇導(dǎo)流板塊數(shù)；根據(jù)溶液溶解氧濃度選定裝置的密閉程度；步驟三:將監(jiān)測(cè)連接線分別與參比電極和測(cè)試件連接，按選定要求做好箱蓋密封，將監(jiān)測(cè)連接線從箱蓋上引出與測(cè)試儀相連接；
步驟四:啟動(dòng)測(cè)試儀開始試驗(yàn)。
[0013]本發(fā)明的一種混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋銹蝕試驗(yàn)裝置，其試驗(yàn)箱和箱蓋均由透明材料制成，使試驗(yàn)者能夠清晰看到試驗(yàn)裝置中測(cè)試件的銹蝕變化，克服了現(xiàn)有試驗(yàn)裝置可視性差的缺點(diǎn)；試驗(yàn)箱內(nèi)用交錯(cuò)設(shè)置的透明導(dǎo)流板將試驗(yàn)箱內(nèi)部空間隔成曲折空間，在有限的空間內(nèi)，增加了液路曲折長(zhǎng)度，而且測(cè)試件固定座能夠移動(dòng)安裝位置，這樣不僅提高了實(shí)驗(yàn)室的空間利用率，而且提高了對(duì)不同混凝土電導(dǎo)率的模擬，使本試驗(yàn)裝置的試驗(yàn)范圍更廣。
[0014]本試驗(yàn)裝置在使用時(shí)，將固定有測(cè)試件的測(cè)試件固定座放置于合適的位置，再將試驗(yàn)溶液倒入試驗(yàn)箱內(nèi)，通過(guò)調(diào)整試驗(yàn)溶液的純度和液路曲折長(zhǎng)度實(shí)現(xiàn)對(duì)不同混凝土電導(dǎo)率的模擬，通過(guò)調(diào)整試驗(yàn)溶液中氫氧化鈣、氫氧化鉀等的含量，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同混凝土空隙液氫離子濃度指數(shù)PH值的模擬，通過(guò)調(diào)整試驗(yàn)溶液的熟度和物理封閉程度實(shí)現(xiàn)對(duì)不同溶解氧含量的模擬；其試驗(yàn)方法簡(jiǎn)單，參數(shù)調(diào)節(jié)方便。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是圖1中試驗(yàn)箱的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0017]如圖1至圖2所示為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，
其中的附圖標(biāo)記為:試驗(yàn)箱1、箱蓋2、第一導(dǎo)流板31、第二導(dǎo)流板32、第三導(dǎo)流板33、參比電極固定座4、參比電極41、測(cè)試件固定座5、測(cè)試件51、上導(dǎo)流板固定板61、下導(dǎo)流板固定板62、監(jiān)測(cè)連接線7。
[0018]如圖1至圖2所示，
一種混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋銹蝕試驗(yàn)裝置，包括試驗(yàn)箱I和能與試驗(yàn)箱I密封蓋合的箱蓋2，其中，試驗(yàn)箱I和箱蓋2均由透明材料制成，試驗(yàn)箱I內(nèi)設(shè)置有透明導(dǎo)流板，透明導(dǎo)流板交錯(cuò)設(shè)置將試驗(yàn)箱I內(nèi)部空間隔成曲折空間，試驗(yàn)箱I內(nèi)設(shè)置有用于固定參比電極41的參比電極固定座4和用于固定測(cè)試件51的測(cè)試件固定座5，測(cè)試件固定座5能夠移動(dòng)安裝位置，參比電極41和測(cè)試件51分別通過(guò)監(jiān)測(cè)連接線7與測(cè)試儀相連接。
[0019]所述的參比電極41由鉬鈦合金制成。
[0020]實(shí)施例中，試驗(yàn)箱I內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)流板固定板，透明導(dǎo)流板置于導(dǎo)流板固定板上，并與所述導(dǎo)流板固定板4拆卸配合。
[0021]實(shí)施例中，導(dǎo)流板固定板共二塊，分別為上導(dǎo)流板固定板61和下導(dǎo)流板固定板62，上導(dǎo)流板固定板61固定于從上至下的五分之一處，下導(dǎo)流板固定板62固定于從下至上的五分之一處。
[0022]導(dǎo)流板固定板的高度為試驗(yàn)箱I高度的二分之一，這樣不僅不會(huì)影響液路內(nèi)試驗(yàn)溶液的分別，也保證了透明導(dǎo)流板安裝的穩(wěn)定性。
[0023]實(shí)施例中，透明導(dǎo)流板的數(shù)量為三塊，分別為第一導(dǎo)流板31、第二導(dǎo)流板32和第三導(dǎo)流板33，第一導(dǎo)流板31、第二導(dǎo)流板32和第三導(dǎo)流板33所在平面將試驗(yàn)箱I內(nèi)部空間橫向四等分。
[0024]實(shí)施例中，第一導(dǎo)流板31和第三導(dǎo)流板33位于試驗(yàn)箱I的下邊與上導(dǎo)流板固定板61之間，第二導(dǎo)流板32位于試驗(yàn)箱I的上邊與下導(dǎo)流板固定板62之間。
[0025]導(dǎo)流板固定板的設(shè)置，使透明導(dǎo)流板的安裝更加方便。導(dǎo)流板固定板橫向設(shè)置，透明導(dǎo)流板縱向設(shè)置，兩者相互垂直。
[0026]三塊透明導(dǎo)流板上下交錯(cuò)設(shè)置，而將試驗(yàn)箱I的內(nèi)部空間分隔呈蛇形的曲折空間，如此設(shè)置，在有限的空間內(nèi)增加了液路的長(zhǎng)度，從而能夠模擬更多的銹蝕環(huán)境，也從一定程度上增加了實(shí)驗(yàn)室的空間利用率。
[0027]實(shí)施例中，參比電極固定座4固定于所述試驗(yàn)箱I的右下角。
[0028]將參比電極固定座4固定于一個(gè)角落，即整個(gè)曲折液路的一端,而測(cè)試件固定座5的安裝位置能夠移動(dòng)，能夠根據(jù)試驗(yàn)需要，調(diào)整安裝位置，從而使測(cè)試件51和參比電極41之間的距離發(fā)生改變。
[0029]實(shí)施例中，透明材料的玻璃或者耐腐蝕的有機(jī)玻璃；本試驗(yàn)裝置制作成本低，制作方便。
[0030]一種混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋銹蝕試驗(yàn)裝置的操作方法，包括以下步驟:
步驟一:將參比電極41固定于參比電極固定座4上，將測(cè)試件51固定于測(cè)試件固定座5上，并調(diào)整測(cè)試件固定座5的位置；
步驟二:調(diào)配用于模擬混凝土腐蝕環(huán)境的試驗(yàn)溶液，并將試驗(yàn)溶液倒入試驗(yàn)箱I內(nèi)；步驟三:將監(jiān)測(cè)連接線7分別與參比電極41和測(cè)試件51連接，蓋上箱蓋2并密封，將監(jiān)測(cè)連接線7從箱蓋2上引出與測(cè)試儀相連接；
步驟四:啟動(dòng)測(cè)試儀開始試驗(yàn)。測(cè)試儀啟動(dòng)后，自動(dòng)采集并記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
[0031]本試驗(yàn)裝置采用透明材料制成，試驗(yàn)者能夠清晰看到試驗(yàn)裝置中測(cè)試件51的銹蝕變化，克服了現(xiàn)有試驗(yàn)裝置可視性差的缺點(diǎn)，也避免了為了觀察銹蝕情況而將試驗(yàn)裝置破形的麻煩，節(jié)約了試驗(yàn)的時(shí)間。由于混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋銹蝕試驗(yàn)的試驗(yàn)時(shí)間較長(zhǎng)，為了全面觀察測(cè)試件51的銹蝕變化，可以用錄像機(jī)透過(guò)試驗(yàn)箱I拍攝測(cè)試件51的整個(gè)銹蝕過(guò)程的變化。
[0032]本試驗(yàn)裝置參數(shù)調(diào)節(jié)方便，在混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋銹蝕過(guò)程中，三個(gè)最為重要的影響因素分別為混凝土電導(dǎo)率、混凝土空隙液氫離子濃度指數(shù)PH值和溶解氧含量:
(1)模擬混凝土電導(dǎo)率:通過(guò)調(diào)整試驗(yàn)溶液的純度和液路曲折長(zhǎng)度(增減導(dǎo)流板)實(shí)
現(xiàn)；
(2)模擬混凝土空隙液氫離子濃度指數(shù)pH值:通過(guò)調(diào)整試驗(yàn)溶液中氫氧化鈣、氫氧化鉀等的含量來(lái)實(shí)現(xiàn)；
(3)模擬溶解氧含量:通過(guò)調(diào)整試驗(yàn)溶液的熟度和物理封閉程度來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0033]鋼筋銹蝕其實(shí)就是一個(gè)電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，曲折液路中的試驗(yàn)溶液便是電解液。
[0034]參比電極固定座4上設(shè)置有兩個(gè)參比電極41安裝位置,本試驗(yàn)裝置還能用于對(duì)比不同參比電極41的功能特性。在測(cè)試件固定座5上固定兩個(gè)相同材質(zhì)和相同加工工藝的測(cè)試件51，并分別與對(duì)應(yīng)的參比電極41相連接，試驗(yàn)設(shè)備準(zhǔn)備完成后，啟動(dòng)測(cè)試儀記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過(guò)分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)便可相比得出兩種參比電極41的優(yōu)劣。
[0035]本發(fā)明的最佳實(shí)施例已闡明，由本領(lǐng)域技術(shù)人員做出的各種變化或改型都不會(huì)脫離本發(fā)明的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋銹蝕可視化試驗(yàn)裝置，包括試驗(yàn)箱(1)和能與試驗(yàn)箱(1)密封蓋合的箱蓋(2)，其特征是:所述的試驗(yàn)箱(1)和箱蓋(2)均由透明材料制成，所述的試驗(yàn)箱(1)內(nèi)設(shè)置有透明導(dǎo)流板，所述的透明導(dǎo)流板交錯(cuò)設(shè)置將試驗(yàn)箱(1)內(nèi)部空間隔成曲折空間，所述的試驗(yàn)箱⑴內(nèi)設(shè)置有用于固定參比電極(41)的參比電極固定座⑷和用于固定測(cè)試件(51)的測(cè)試件固定座(5)，所述的測(cè)試件固定座(5)能夠移動(dòng)安裝位置，所述的參比電極(41)和測(cè)試件(51)分別通過(guò)監(jiān)測(cè)連接線(7)與測(cè)試儀相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋銹蝕透明試驗(yàn)裝置，其特征是:所述的試驗(yàn)箱(1)內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)流板固定板，所述的透明導(dǎo)流板置于導(dǎo)流板固定板上，并與所述導(dǎo)流板固定板(4)拆卸配合； 試驗(yàn)裝置參數(shù)調(diào)節(jié)分別為混凝土電導(dǎo)率、混凝土空隙液氫離子濃度指數(shù)PH值和溶解氧含量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋銹蝕可視化試驗(yàn)裝置，其特征是:所述的導(dǎo)流板固定板共二塊，分別為上導(dǎo)流板固定板(61)和下導(dǎo)流板固定板出2)，所述的上導(dǎo)流板固定板(61)固定于從上至下的五分之一處，所述的下導(dǎo)流板固定板(62)固定于從下至上的五分之一處。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋銹蝕可視化試驗(yàn)裝置，其特征是:所述的透明導(dǎo)流板的數(shù)量為三塊或更多，分別為第一導(dǎo)流板(31)、第二導(dǎo)流板(32)和第三導(dǎo)流板(33)，所述的第一導(dǎo)流板(31)、第二導(dǎo)流板(32)和第三導(dǎo)流板(33)所在平面將試驗(yàn)箱(I)內(nèi)部空間橫向四等分或更多。
5.根據(jù)權(quán)利要 求4所述的一種混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋銹蝕可視化試驗(yàn)裝置，其特征是:所述的第一導(dǎo)流板(31)和第三導(dǎo)流板(33)位于試驗(yàn)箱(1)的下邊與上導(dǎo)流板固定板(61)之間，所述的第二導(dǎo)流板(32)位于試驗(yàn)箱(1)的上邊與下導(dǎo)流板固定板(62)之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋銹蝕可視化試驗(yàn)裝置，其特征是:所述的參比電極固定座(4)固定于所述試驗(yàn)箱(1)的右下角。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋銹蝕可視化試驗(yàn)裝置，其特征是:所述的透明材料的玻璃或者耐腐蝕的透明有機(jī)玻璃。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋銹蝕可視化試驗(yàn)裝置的操作方法，其特征是:包括以下步驟: 步驟一:將參比電極(41)固定于參比電極固定座(4)上，將測(cè)試件(51)固定于測(cè)試件固定座(5)上，并調(diào)整測(cè)試件固定座(5)的位置； 步驟二:調(diào)配用于模擬混凝土腐蝕環(huán)境的試驗(yàn)溶液，并將試驗(yàn)溶液倒入試驗(yàn)箱(1)內(nèi)； 步驟三:將監(jiān)測(cè)連接線(7)分別與參比電極(41)和測(cè)試件(51)連接，蓋上箱蓋(2)并密封，將監(jiān)測(cè)連接線(7)從箱蓋(2)上引出與測(cè)試儀相連接； 步驟四:啟動(dòng)測(cè)試儀開始試驗(yàn)。
【文檔編號(hào)】G01N17/02GK103983565SQ201410214174
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年5月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月20日
【發(fā)明者】干偉忠, 蔣海平, 陳琦, 方小愛 申請(qǐng)人:寧波工程學(xué)院