[發明專利]精確調控的鋼筋加速銹蝕的系統和方法

有效

• 申請號: 201710338762.6
• 申請日: 2017-05-15
• 公開（公告）號: CN107255615B
• 公開（公告）日: 2019-10-08
• 發明（設計）人: 洪舒賢;董必欽;邢鋒;董鵬;劉昱清;史桂昀;滕曉娟;郭邦文;丁蔚健;顧鎮濤;李桂
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00;G01N17/02
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉奇

本發明公開了一種精確調控的鋼筋加速銹蝕的系統和方法，系統包括試件、無紡布、銀片、恒溫恒濕箱和電源，試件內部設有鋼筋，銀片設在試件的混凝土部分外側；銀片上部端頭向外側翻折90°形成翻折端，銀片的內外側都由無紡布緊密纏繞。將試件和無紡布浸泡在NaCl溶液后取出；用無紡布緊密纏繞混凝土部分，放置銀片后繼續纏繞將銀片固定，用橡皮筋捆扎無紡布區段；捆扎好的試件置于恒溫恒濕箱，將銀片一端與電源負極相連，將鋼筋與電源正極相連并通電；每隔一段時間暫停通電做相關測試，測試后重新接通電源。本方法可精確控制微小腐蝕電流，準確量化鋼筋銹蝕程度，控制溫度濕度以保證銹蝕產物種類和銹脹開裂時間、形態可控，避免銹蝕產物流失。

技術領域

本發明屬于土木工程領域，特別是涉及一種精確調控的鋼筋加速銹蝕系統及其制備和使用方法。

背景技術

導致鋼筋發生銹蝕的環境因素主要有兩個：碳化及氯離子侵蝕，其中，氯離子侵蝕對鋼筋的銹蝕影響更為顯著，尤其對于濱海地區和使用除冰鹽的地區，其由氯鹽所導致的銹蝕比碳化所導致的銹蝕所需要的時間更短。為了能夠更加透徹的研究氯鹽導致鋼筋銹蝕所發生的機理，到目前為止，國內外已有大量的研究者通過各種方法獲取實際或者接近實際的鋼筋銹蝕構件，其中最常用的方法是加速銹蝕。

目前國內外有幾種不同的加速銹蝕方法，但是這些方法都有比較明顯的缺陷：例如，其中一種加速銹蝕方法僅通過對混凝土內摻氯離子使鋼筋銹蝕來模擬實際銹蝕構件，目的是為了在3-5年的短時間內模擬20年以上長時間的氯離子作用下鋼筋混凝土構件中鋼筋的銹蝕行為，其加速鋼筋銹蝕后的結果發現和實際自然銹蝕后的構件相吻合，然而，雖然該方法能夠在實驗室內相當程度的模擬實際鋼筋銹蝕構件，但由于缺乏外在因素來加快對鋼筋的銹蝕進程，其所需要的實驗周期相對較長。

另一種方法是人工模擬氣候條件使鋼筋銹蝕加速，測試結果表明該方法在實驗過程中外部影響因素較多，變量難以控制，進而很可能導致結果的準確性發生偏差。比如對濕度的控制，就與銹蝕產物的種類直接相關，進而和膨脹的體積、開裂的時間有關；濕度的高低影響銹蝕產物的遷移擴散，濕度高會使銹更多地擴散至周圍的孔隙和裂縫中，降低了銹脹力，推遲裂縫的出現，這就導致開裂時間難以把控。

再一種方法是通過電化學方法實現鋼筋加速銹蝕，根據基本的電化學原理，國內外學者發展出通過使用直流電源正極連接鋼筋使其作為陽極，從而加速鋼筋銹蝕的方法。通電加速銹蝕的方法有很多，分為全浸泡法、半浸泡法等，但上述通電加速銹蝕方法所施加的電流都比較大，如0.1A以上，與真實銹蝕情況下的腐蝕電流大小差距較大，因此無法對銹蝕速度進行有效控制，另外基于浸泡法中水的存在，導致因電子遷移而導致的銹蝕產物流失現象嚴重，不利于對銹蝕程度的定量化表征。綜上所述，現有技術中公開的方法都無法真實模擬鋼筋的銹蝕過程，實驗結果準確性較差。

發明內容

本發明的目的是提供一種精確調控的鋼筋加速銹蝕的系統和方法，以解決現有技術存在的問題，系統采用超高分辨率及精度的直流電源，可以精確控制微小腐蝕電流，以準確量化鋼筋銹蝕程度，并且通過控制環境溫度與濕度減少環境變化產生的影響，。通過重復實驗，模擬真實度高、誤差小、實驗操作簡便、可重復性好。克服了目前現有方法由于試塊全浸泡或半浸泡在氯化鈉溶液中銹蝕產物大量流失，無法控制裂縫出現時間及開展速度的缺陷。為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

本發明提供了一種精確調控的鋼筋加速銹蝕的系統，所述系統包括試件、無紡布、銀片、恒溫恒濕箱和電源，所述試件的混凝土部分內部設有鋼筋，所述鋼筋有一部分長度凸出所述試件的混凝土部分，所述銀片設在所述試件的混凝土部分的外側，纏繞經過NaCl處理后的無紡布，將所述銀片固定，所述銀片與所述試件的混凝土部分內部鋼筋平行布置；所述銀片上部端頭向外側翻折90°形成翻折端，繼續纏繞經NaCl處理后的無紡布，所述銀片的內外側都由所述無紡布緊密纏繞；所述銀片的翻折端與電源的負極相連，將所述試件中的鋼筋與電源的正極連接；將捆箍好的所述試件置于恒溫恒濕箱。

進一步的，用絕緣膠帶將所述試件的混凝土部分外部的鋼筋與電源的正極電源線接頭處密封。