[發(fā)明專利]一種確定多因素作用下預(yù)應(yīng)力混凝土氯離子擴(kuò)散機(jī)理的試驗(yàn)裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310284660.2
• 申請(qǐng)日: 2013-07-08
• 公開（公告）號(hào): CN103364313A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張建仁;彭建新;唐皇;李炬;胡守旺;夏偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)沙理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N13/00
• 分類號(hào): G01N13/00
• 代理公司: 長(zhǎng)沙正奇專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 43113
• 代理人: 馬強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種確定多因素作用下預(yù)應(yīng)力混凝土氯離子擴(kuò)散機(jī)理的試驗(yàn)裝置及方法。

背景技術(shù)

在目前模擬人工氣候環(huán)境下多因素氯離子腐蝕試驗(yàn)都是在無(wú)應(yīng)力狀態(tài)下進(jìn)行的，然而，在實(shí)際的氣候環(huán)境中，混凝土結(jié)構(gòu)，包括鋼筋混凝土橋梁、混凝土房屋建筑、地下混凝土結(jié)構(gòu)等都是在受不同作用力的情況下服役的。因此，無(wú)應(yīng)力狀態(tài)下模擬氯離子擴(kuò)散試驗(yàn)得出的氯離子在混凝土內(nèi)的擴(kuò)散機(jī)理不能滿足實(shí)際的需要，同時(shí)無(wú)應(yīng)力試驗(yàn)條件下測(cè)定的多因素下的氯離子擴(kuò)散系數(shù)與實(shí)際不符。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種確定多因素作用下預(yù)應(yīng)力混凝土氯離子擴(kuò)散機(jī)理的試驗(yàn)裝置及方法，在施加預(yù)應(yīng)力的狀態(tài)下探究多因素環(huán)境下氯離子的擴(kuò)散機(jī)理，同時(shí)研究氯離子擴(kuò)散系數(shù)隨各種因素變化的影響規(guī)律。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：

所述確定多因素作用下預(yù)應(yīng)力混凝土氯離子擴(kuò)散機(jī)理的試驗(yàn)裝置包括試塊支架；所述試塊支架兩側(cè)各設(shè)有一塊與試塊支架分體的鋼板；兩塊鋼板通過(guò)穿插于鋼板四周的四根預(yù)應(yīng)力筋連接，所述預(yù)應(yīng)力筋兩端設(shè)有預(yù)應(yīng)力錨具。

其中，所述鋼板底部設(shè)有斜撐。所述試驗(yàn)裝置還包括用于放置試塊支架和鋼板的鐵槽。

基于上述試驗(yàn)裝置的確定多因素作用下預(yù)應(yīng)力混凝土氯離子擴(kuò)散機(jī)理的試驗(yàn)方法，包括如下步驟:

（1）采用C50—C80級(jí)混凝土（即高強(qiáng)度混凝土，《高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》1.0.2條明確規(guī)定：高強(qiáng)混凝土為采用水泥、砂、石、高效減水劑等外加劑和粉煤灰超細(xì)礦渣硅灰等礦物摻合料以常規(guī)工藝配制的C50—C80級(jí)混凝土）制備若干個(gè)混凝土試塊；

（2）將混凝土試塊并排放置在試塊支架上，在試塊支架兩側(cè)用鋼板夾住試塊；將四根預(yù)應(yīng)力筋一端用預(yù)應(yīng)力錨具錨固，另一端用千斤頂同時(shí)進(jìn)行第一次張拉至設(shè)定的預(yù)應(yīng)力值；第一次張拉完畢后，當(dāng)預(yù)應(yīng)力錨具的夾片松弛時(shí)進(jìn)行第二次張拉，張拉至設(shè)定的預(yù)應(yīng)力值后用預(yù)應(yīng)力筋錨具將預(yù)應(yīng)力筋未錨固的一端錨固，張拉完畢；所述設(shè)定的預(yù)應(yīng)力值為預(yù)應(yīng)力筋的極限抗拉強(qiáng)度的0.7—0.8倍，優(yōu)選為0.75倍（按照《預(yù)應(yīng)力張拉施工工藝標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)鋼絞線（預(yù)應(yīng)力筋）進(jìn)行張拉。設(shè)定的應(yīng)力值為0.75倍鋼絞線極限抗拉強(qiáng)度。取值為1395Mpa）。

（3）將試驗(yàn)裝置涂布環(huán)氧樹脂，待環(huán)氧樹脂硬化后，將裝有混凝土試塊的試驗(yàn)裝置放入人工氣候箱中，運(yùn)行人工氣候箱，從人工氣候箱的鹽霧噴嘴中噴入NaCl鹽霧，對(duì)混凝土試塊進(jìn)行腐蝕，腐蝕25—30天，優(yōu)選為30天，NaCl鹽霧的流量控制為150～250L/h；所述帶鹽霧噴嘴的人工氣候箱為本領(lǐng)域可市售的常規(guī)實(shí)驗(yàn)儀器；

（4）將腐蝕后的混凝土試塊取出，用常規(guī)方法進(jìn)行氯離子含量測(cè)定和氯離子擴(kuò)散系數(shù)測(cè)定。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的試驗(yàn)裝置利用張拉預(yù)應(yīng)力筋的方法，依靠鋼板傳遞壓應(yīng)力，從而使得混凝土試塊受壓。利用本試驗(yàn)裝置，通過(guò)制作一批混凝土試塊，考慮混凝土配合比、骨料粗細(xì)等參數(shù)影響，對(duì)試塊施加不同程度的持續(xù)壓應(yīng)力，將試塊放入人工環(huán)境模擬箱，調(diào)節(jié)氯離子鹽霧濃度、溫度和濕度，考慮氯離子從一個(gè)方向滲透和兩個(gè)方向滲透方式，進(jìn)行氯離子在預(yù)應(yīng)力混凝土中的擴(kuò)散試驗(yàn)。采用本發(fā)明試驗(yàn)裝置及方法，能滿足實(shí)際的需要，其測(cè)定的多因素下的氯離子擴(kuò)散系數(shù)與實(shí)際相符。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為混凝土試塊放置于試塊支架上的示意圖；

圖3為混凝土試塊示意圖；

圖4為試驗(yàn)裝置放置于人工氣候箱內(nèi)的示意圖；

圖5為混凝土試塊二維腐蝕示意圖；

圖6為一維腐蝕試驗(yàn)預(yù)應(yīng)力施加前后侵蝕曲線圖；

圖7為二維腐蝕試驗(yàn)預(yù)應(yīng)力施加前后侵蝕曲線圖；

圖8為氯離子滲透深度曲線圖。

圖中：1、鹽霧噴嘴；2、人工氣候箱；3、預(yù)應(yīng)力筋；4、斜撐；5、混凝土試塊；6、鋼板；7、預(yù)應(yīng)力錨具；8、鐵槽；9、試塊支架。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

參見圖1至5，所述確定多因素作用下預(yù)應(yīng)力混凝土氯離子擴(kuò)散機(jī)理的試驗(yàn)裝置包括試塊支架9；所述試塊支架9兩側(cè)各設(shè)有一塊與試塊支架9分體的鋼板6；兩塊鋼板6通過(guò)穿插于鋼板6四周的四根預(yù)應(yīng)力筋3連接，所述預(yù)應(yīng)力筋3兩端設(shè)有預(yù)應(yīng)力錨具7。所述鋼板6底部設(shè)有斜撐4。所述試驗(yàn)裝置還包括用于放置試塊支架9和鋼板6的鐵槽8。

實(shí)施例2

基于實(shí)施例1所述試驗(yàn)裝置的確定多因素作用下預(yù)應(yīng)力混凝土氯離子擴(kuò)散機(jī)理的試驗(yàn)方法，步驟如下：