[發明專利]混凝土快速氯離子遷移系數加載測試裝置及其方法

無效

• 申請號: 201210013077.3
• 申請日: 2012-01-16
• 公開（公告）號: CN102564916A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 方永浩;袁雪蓮;余韜;龔泳帆;朱晨輝;顧沖時;呂正龍
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 彭英

1.一種混凝土快速氯離子遷移系數加載測試裝置，其特征在于，該裝置包括壓縮加載裝置和電加速氯離子快速遷移裝置；其中：

所述壓縮加載裝置，包括測試架以及直線驅動裝置；測試架包括底座、導向架、下壓鋼板、上加壓鋼板，且下壓鋼板與底座之間設置彈性連接件；導向架的一端與底座固定，而導向架的另一端依次穿過下壓鋼板、上加壓鋼板放置，且下壓鋼板、上加壓鋼板均與導向架活動設置，直線驅動裝置的動力輸出端面向上加壓鋼板設置；上加壓鋼板的下表面安裝測力傳感器，該測力傳感器的信號輸出端與測量器儀表連接，而下壓鋼板的上表面設置用于置放混凝土試件的試件承接區，所述測力傳感器、試件承接區、底座、下壓鋼板、上加壓鋼板的中心處于同一直線；

所述電加速氯離子快速遷移裝置，包括測試槽以及直流穩壓電源；測試槽分體設置為陰極測試槽、陽極測試槽，直流穩壓電源配置有能夠同時顯示直流穩壓電源輸出電壓、電流的顯示裝置；混凝土試件通過螺紋緊固件夾持在陰極測試槽、陽極測試槽之間，且陰極測試槽、陽極測試槽分別與直流穩壓電源的負極、正極對應連接，同時陰極測試槽盛裝含有Cl^-?的鹽溶液。

2.根據權利要求1所述的混凝土快速氯離子遷移系數加載測試裝置，其特征在于，所述導向架包括兩根以上的螺桿，各螺桿均布于底座的四周，且每一根螺桿的一端與底座螺紋固定，而每一根螺桿的另一端則依次穿過下壓鋼板、上加壓鋼板放置，同時每一根螺桿均與下壓鋼板、上加壓鋼板之間活動設置。

3.根據權利要求2所述的混凝土快速氯離子遷移系數加載測試裝置，其特征在于，上加壓鋼板的上下兩表面分別設置有上限位鎖緊螺母和下承托螺母，所述上限位鎖緊螺母和下承托螺母均與螺桿螺紋配合連接。

4.根據權利要求3所述的混凝土快速氯離子遷移系數加載測試裝置，其特征在于，所述直線驅動裝置為液壓千斤頂；所述上加壓鋼板的上方還設置有頂板，所述頂板與導向架固定，同時液壓千斤頂安置在上加壓鋼板與頂板之間。

5.根據權利要求4所述的混凝土快速氯離子遷移系數加載測試裝置，其特征在于，所述彈性連接件為彈簧，下壓鋼板與底座之間的每一根螺桿桿體外圍均套接有彈簧，該彈簧的兩端分別與底座和下壓鋼板相抵觸。

6.根據權利要求5所述的混凝土快速氯離子遷移系數加載測試裝置，其特征在于，試件承接區包括呈上下疊放的上墊板和下墊板，混凝土試件置于上墊板和下墊板之間，且測力傳感器與上墊板之間設置球座。

7.根據權利要求6所述的混凝土快速氯離子遷移系數加載測試裝置，其特征在于，混凝土試件為立方體試件，且試件初始氯離子滲透面為正方形，該試件初始氯離子滲透面為混凝土試件與陰極測試槽的接觸面。

8.根據權利要求1所述的混凝土快速氯離子遷移系數加載測試裝置，其特征在于，陰極測試槽、陽極測試槽的腔體均為長方體。

9.一種權利要求7所述混凝土快速氯離子遷移系數加載測試裝置的測試方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、將待測混凝土試件（17）放置于下墊板（6）和上墊板（7）中間，松開下承托螺母（10）；用液壓千斤頂（13）對上加壓鋼板（11）施加壓力，壓力通過上加壓鋼板（11）、測力傳感器（91）、球座（8）、上墊板（7）施加到混凝土試件（17）上，并由混凝土試件（17）通過下壓墊板（6）、下壓鋼板（5）將壓力繼續施加到彈性連接件（4）上；當測力器儀表（92）顯示設定壓力值時，擰緊上限位鎖緊螺母（12）；

步驟二、將陰極測試槽、陽極測試槽通過試驗槽緊固螺栓（19）分別密封安裝于混凝土試件（17）的兩相對側面；然后在陽極測試槽、陰極測試槽中分別注入NaOH溶液和NaCl溶液；

步驟三、打開直流穩壓電源，根據混凝土試件（17）介于陰極測試槽、陽極測試槽之間的極間厚度L/mm，調節直流穩壓電源的初始電壓至0.6L/伏，繼而測定出通過混凝土試件的初始電流；然后根據所測得的初始電流值，按照表1調整直流穩壓電源在后續試驗中對混凝土試件的施加電壓；

初始電壓時初始電流值(mA)<1515~2020-3030-4040-6060-9090-120120-180≥180-360調整電壓（V）1.2L1.0L0.8L0.7L0.6L0.5L0.4L0.3L0.2L

表1

?施加調整電壓后所對應電流值(mA)<1010-2020-120>120試驗持續時間（h）9848246

表2

根據該調整后的施加電壓所獲得的通過混凝土試件的相應電流值，按照表2設定試驗持續時間；

步驟四、達到設定試驗時間后，斷開直流穩壓電源，先卸去陰極測試槽、陽極測試槽，再逐步擰松上限位鎖緊螺母（12），卸去荷載；然后采用自來水沖洗混凝土試件表面并用干布擦凈表面多余水；將混凝土試件（17）沿著試件初始氯離子滲透面的對稱線劈開成4塊，該試件初始氯離子滲透面為混凝土試件與陰極測試槽的接觸面，在劈開的混凝土試件斷面上立即噴灑0.1mol/L的AgNO₃水溶液，15分鐘后，測量白色顯色分界線與試件初始氯離子滲透面之間的平均距離，即可獲取氯離子滲透深度平均值X_d；

步驟五、按下式計算混凝土的非穩態氯離子遷移系數：

式中：

D——混凝土非穩態氯離子遷移系數，單位為10^-12m²/s；

V——所用電壓，單位為V；

T——陽極溶液的初始溫度和結束溫度的平均值，單位為℃；

L——試件極間厚度，單位為mm；

X_d——氯離子滲透深度平均值，單位為mm；

t——試驗持續時間，單位為h。