[發明專利]一種應力作用下孔溶液腐蝕鋼筋/鋼絲的試驗裝置及試驗方法

有效

• 申請號: 201310386090.8
• 申請日: 2013-08-29
• 公開（公告）號: CN103499490A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: 周海俊;劉偉;邢鋒
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/20;G01N27/26
• 代理公司: 深圳市恒申知識產權事務所(普通合伙) 44312
• 代理人: 陳健

技術領域

本發明屬于海洋環境下鋼筋/鋼絲耐久性測試技術領域，尤其涉及一種應力作用下孔溶液腐蝕鋼筋/鋼絲的試驗裝置及試驗方法。

背景技術

預應力混凝土結構的應用日趨廣泛，斜拉橋拉索、拱橋吊桿、橋梁結構等用預應力鋼筋/鋼絲都在高強度的交變應力狀態下服役，在海水、潮濕環境的影響下，更加速其應力腐蝕的速率，從而影響重大土木工程結構的安全使用。與普通鋼筋相比，預應力鋼筋的腐蝕問題相對更加突出，但問題也更復雜。

預應力鋼筋處于高應力狀態，高應力狀態往往又能提高鋼筋的腐蝕活性，提高腐蝕速率，并可能與腐蝕耦合形成“應力腐蝕”或“腐蝕疲勞”這樣的脆性腐蝕破壞問題。由于預應力混凝土結構采用較高強度等級的混凝土，且力筋亦擁有多道保護層體系，因此曾被認為具有優良的抗腐蝕性能，然而近年來大量的力筋腐蝕事故迫使人們重新認識這一問題。在侵蝕環境（尤其氯鹽環境）下，對于先張法體系、抽芯成孔或金屬波紋管成孔的后張法體系中，良好的保護層體系對力筋的腐蝕只能起到延緩作用而并不能起到阻止作用，腐蝕介質穿過保護層體系（包括腐蝕透金屬波紋管）到達力筋表面只是一個時間問題，而這種“延緩作用”其實遠不能完成許多預應力工程所承載的“百年大計”之使命。更為甚者，后張預應力混凝土結構還存在著灌漿質量無法保證（包括先進的真空輔助灌漿工藝）這一致命軟肋，這使得即使在塑料波紋管體系中也有可能會發生力筋的腐蝕問題。另一方面，國內外即將大量興建的海洋結構工程（如跨海大橋、海底隧道、海港碼頭）以及沿海地區、除冰鹽地區、鹽堿地區興建的高速鐵路、高速公路、橋梁、工業建筑等重大工程都廣泛采用后張有粘結預應力混凝土結構，嚴酷的氯鹽環境使得力筋的腐蝕將成為不可避免的問題。

斜拉索是斜拉橋的重要組成部分，能夠將斜拉橋橋跨結構的恒載和荷載絕大部分或全部傳遞到塔柱上，故斜拉索是斜拉橋的主要承重結構，是斜拉橋的生命索，它的耐久性將直接影響全橋的安全。由于斜拉索長期承受交變載荷并暴露于自然環境中，特別是大氣污染嚴重地區、水污染嚴重地區、海濱及海洋環境，斜拉索極易發生腐蝕，應力腐蝕直接影響其使用壽命，從而影響建筑工程壽命。因此，有必要研究處于拉伸/拉彎應力作用下鋼筋/鋼絲在腐蝕環境下性能的退化。

目前，應力腐蝕的試驗設備主要分為靜態試驗設備和動態試驗設備，缺少針對鋼筋/鋼絲在多種應力作用下海洋環境腐蝕的動態試驗裝置及試驗方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供一種應力作用下孔溶液腐蝕鋼筋/鋼絲的試驗裝置及試驗方法，旨在解決現有技術中缺少針對多種應力作用下海洋環境腐蝕的動態試驗裝置及試驗方法的問題。

本發明是這樣實現的，一種應力作用下孔溶液腐蝕鋼筋/鋼絲的試驗裝置，包括固定系統、用于對鋼筋/鋼絲試件施加應力的加載系統及用于實時監測腐蝕電流及腐蝕電位的腐蝕監測系統；所述固定系統包括用于固定鋼筋/鋼絲試件的試驗臺座，所述試驗臺座上設有孔溶液容置倉；所述加載系統包括對鋼筋/鋼絲試件施加軸向應力的軸向加載系統及對鋼筋/鋼絲試件施加彎曲應力的豎向加載系統。

進一步地，所述試驗臺座上開設有一凹槽，所述容置倉設置在所述凹槽內，所述凹槽的開口方向垂直于鋼筋/鋼絲試件的軸向。

進一步地，所述凹槽內設置有擋板，所述擋板將所述凹槽分隔成至少兩個獨立的空間，其中一個空間為所述的容置倉。

進一步地，所述凹槽內設置有兩塊擋板，所述兩塊擋板將所述凹槽分隔成三個獨立的空間，位于所述兩塊擋板之間的空間為所述的容置倉。

進一步地，所述試驗臺座上開設有供鋼筋/鋼絲試件穿過的通孔，所述固定系統還包括用于將鋼筋/鋼絲試件錨固在所述試驗臺上的錨具。

進一步地，所述軸向加載系統包括千斤頂，所述千斤頂設置有用于夾置于鋼筋/鋼絲試件一端的夾具，所述夾具控制所述千斤頂對鋼筋/鋼絲試件施加軸向的應力。

進一步地，所述豎向加載系統包括作動器、安裝在所述作動器上的鋼墊塊及安裝在所述鋼墊塊底部的陶瓷棒；所述作動器控制所述鋼墊塊及陶瓷棒沿垂直于鋼筋/鋼絲試件方向作上、下運動。

進一步地，所述陶瓷棒的長度略小于固定在試驗臺座上的兩條鋼筋/鋼絲試件的間距。

進一步地，所述孔溶液為Ca(OH)₂與NaCl溶液混合配制而成的不同PH值的模似孔溶液。

進一步地，所述豎向加載系統還包括支架，所述作動器安裝在所述支架上。