[發(fā)明專利]一種鋼筋銹蝕率測定裝置及測定方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510369952.5
• 申請日: 2015-06-29
• 公開（公告）號: CN104964918B
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發(fā)明（設計）人: 侯利軍;劉泓;廖迎娣;郭隆洽;江朝華;劉子涵
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權代理有限公司32224
• 代理人: 董建林,夏恒霞

技術領域

本發(fā)明涉及鋼筋銹蝕率測定，具體涉及一種鋼筋銹蝕率測定裝置及測定方法，屬于混凝土建筑領域技術的測量裝置。

背景技術

在土木工程領域中，鋼筋與混凝土是目前世界上應用最為廣泛的建筑材料，大量的建筑結構都是由鋼筋混凝土建成的，但是由于混凝土碳化及氯化物的侵蝕等，會引起鋼筋的銹蝕。混凝土中的鋼筋銹蝕是導致混凝土結構過早失效的主要原因之一，鋼筋腐蝕降低結構物的安全性及耐久性，導致在混凝土結構中出現(xiàn)不同程度的耐久性問題：如混凝土結構的開裂、內部鋼筋銹蝕、凍融循環(huán)、堿集料反應等降低了建筑物的承載能力和使用年限，引起結構耐久性失效。

冶金工業(yè)部建筑研究總院的惠云玲等人在研究銹蝕對鋼筋性能的影響中發(fā)現(xiàn)：鋼筋銹蝕率小于1％時，銹蝕鋼筋的力學性能指標基本與母材相同，可以不考慮銹蝕對鋼筋力學性能的影響；銹蝕率小于5％的鋼筋力學性能指標可認為與母材相同，但是在結構承載力計算時需要考慮銹蝕鋼筋截面的損失；銹蝕率大于10％的鋼筋應力—應變曲線沒有明顯的屈服點，銹蝕鋼筋的名義屈服強度與名義極限強度比和銹蝕重量比呈線性關系。國內外其他學者在銹蝕對混凝土性能的影響以及銹蝕對鋼筋與混凝土之間粘結性能的影響等方面的研究中，也發(fā)現(xiàn)鋼筋的銹蝕率對混凝土性能以及鋼筋與混凝土之間粘結性能有著顯著的影響。由此可見，鋼筋銹蝕率的研究成為亟待解決的問題，目前在工程領域，混凝土耐久性中對鋼筋銹蝕的研究已成為最熱門的課題之一。

目前測定鋼筋銹蝕率的方法大多數(shù)采用《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法》(GBJ82-85)中規(guī)定的方法：取出試件中鋼筋，刮去鋼筋上粘附的混凝土，用12％鹽酸溶液進行酸洗，經(jīng)清水漂凈后，用石灰水中和，最后再以清水沖洗干凈；擦干后在干燥器中至少存放4小時，用分析天平稱重計算銹蝕失重。

顯然，用規(guī)范中的方法測定出的鋼筋銹蝕率實際上是整個鋼筋的平均銹蝕率，但實際上在自然環(huán)境中鋼筋的銹蝕是不均勻的，沿鋼筋長度方向的單位長度的銹蝕率并不一樣，因此，按上述方法測定的銹蝕率并不能反映每一段鋼筋的真實銹蝕率，而鋼筋的承載力取決于沿鋼筋長度方向的最大銹蝕率，研究其平均銹蝕率對計算結果的承載力沒有意義。

針對上述缺陷，發(fā)明申請201210303757.9公開了一種測定鋼筋沿長度方向銹蝕率的裝置及方法，其中，裝置包括臺面、固定裝置、測定裝置以及數(shù)據(jù)采集裝置；固定裝置包括固定架及夾具，固定架設有刻度；測定裝置包括容器、水及自動稱重儀，水位于容器內；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括一計算機；夾具的一端可以上下移動的設置在固定架上，夾具的另一端固定在鋼筋的上端，鋼筋的下斷置于水中；固定架設置在自動稱重儀上，自動稱重儀通過導線連接至計算機，容器以及自動稱重儀放置在臺面上。該發(fā)明的測試裝置雖然能測出鋼筋沿長度方向的銹蝕率，但是存在以下多個問題：鋼筋銹蝕量本身是很小的數(shù)值，需要很精確的測定；鋼筋下降過程中容器中的水面是上升的，會帶來測量誤差；采用本發(fā)明中的手動調節(jié)和目測鋼筋的下落量來測量銹蝕，不僅操作過程繁瑣，檢測效率低，而且會出現(xiàn)很大的誤差；固定架采用懸臂式結構，導致一定的偏心作用，可能導致一定的測量誤差；稱重儀稱量的質量包括鋼筋以及固定架的質量，因此需要稱重儀的量程足夠大；鋼筋每次下落h導致的力的變化較小，因此需要稱重儀的精度要足夠高，制造大量程高精度的稱重儀對技術要求較高。因此，該裝置在實際應用中存在較大的局限性。

為了改進上述問題，發(fā)明申請201410151435.9公開了一種鋼筋銹蝕率的測定裝置及測定方法。鋼筋銹蝕率的測定裝置包括稱重儀、計算機系統(tǒng)、夾具和裝液體的容器，計算機系統(tǒng)包括處理器、輸入裝置和顯示裝置，稱重儀的數(shù)據(jù)輸出端連接計算機系統(tǒng)的處理器，鋼筋升降裝置包括機架、夾具、夾具升降機構和感知夾具升降距離的直線位移傳感器，直線位移傳感器的位移數(shù)據(jù)輸出端接計算機系統(tǒng)的處理器。該發(fā)明采用的稱重儀器，測量的是裝液體容器和溢流容器中的水的總質量，不能體現(xiàn)力的變化；該發(fā)明采用溢流式雖然能夠保持液面不變，但是由于鋼筋直徑較小，每次下降的高度也較小，因此溢出的液體很少，少量的液體會粘附在狀液體容器的外壁而并未直接流入溢流容器，導致最終的測量誤差較大；鋼筋一端夾在鋼筋夾頭的下面，另一端浸入液體中，這樣不利于測量較長的鋼筋，例如當測量的鋼筋長度為2m時，裝置的高度至少要為4m，而裝置高度過高，不利于裝置穩(wěn)定，也不利于人為操作；升降系統(tǒng)采用純電動控制，不利于位移的微動調節(jié)，即無法保證位移具有足夠的精度。

綜上，現(xiàn)有技術中尚無令人滿意的鋼筋銹蝕率測定裝置和測定方法。

發(fā)明內容