[實用新型]預制裂縫的銹蝕件和測試裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720263361.4
• 申請日: 2017-03-17
• 公開（公告）號: CN206594098U
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 范君峰;金祖權(quán);姜玉丹;李哲
• 申請（專利權(quán)）人: 青島理工大學
• 主分類號: G01N27/04
• 分類號: G01N27/04;G01N27/32
• 代理公司: 青島發(fā)思特專利商標代理有限公司37212
• 代理人: 鞏同海

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種預制裂縫的銹蝕件和測試裝置，尤其涉及海洋環(huán)境下混凝土中鋼筋加速銹蝕試驗方法。

背景技術(shù)

目前，用于研究混凝土中鋼筋銹蝕試驗的主要方法有人工氣候模擬法、干濕循環(huán)法、溶液浸泡法、通電加速銹蝕法等形式。

通電加速銹蝕法，是基于電解原理的一種方法，將直流電源的正極接在鋼筋上，負極接不銹鋼或銅片，利用電極反應促使陽極釋放電子，鋼筋表面被氧化成亞鐵離子，從而達到鋼筋銹蝕目的。通電加速銹蝕法主要可分為全浸泡外加電流加速銹蝕法、半浸泡外加電流加速銹蝕法、貼面外加電流加速銹蝕法和預設(shè)輔助電極外加電流加速銹蝕法。

全浸泡外加電流加速銹蝕，方法對鋼筋加速銹蝕的效果比較好，其銹蝕速度是4種方法中最快的。其主要原因是當銹蝕件浸泡在溶液中，會保持銹蝕件潮濕，使混凝土中的銹蝕鋼筋與電解質(zhì)中的輔助電極之間的電阻較小，而且電流分散均勻。試驗方法的缺點在于:當鋼筋銹蝕體積膨脹時，會導致銹蝕件出現(xiàn)順筋開裂，預制裂縫處鐵銹會滲出，使部分銹蝕產(chǎn)物損失，加劇鋼筋銹蝕局部不均勻現(xiàn)象；對于較大或無法浸泡的銹蝕件難以采用方法進行銹蝕。因此，試驗方法適用于制取比較小的、研究極限狀態(tài)為開裂前的銹蝕件。

半浸泡外加電流加速銹蝕，方法銹蝕速度稍慢，鋼筋銹蝕后的形態(tài)與全浸泡外加電流加速銹蝕試驗大致相同。方法還可以控制銹蝕件所需的預制裂縫寬度，但要求待銹蝕鋼筋在水位線以上。同樣，方法的不足在于：由于銹蝕件只有局部浸泡在溶液中，其混凝土濕度不足、系統(tǒng)阻抗較大，所以其銹蝕速度較全浸泡外加電流加速銹蝕試驗稍慢，銹蝕件制取時間長，而且銹蝕情況與銹蝕件的形態(tài)、浸泡部分的比例等因素有關(guān)，控制技術(shù)要求較高。

貼面外加電流加速銹蝕，方法比全浸泡法和半浸泡法更容易實施，不需要電解池，可用陰極電極網(wǎng)貼在待銹蝕鋼筋的附近或?qū)φ麄€銹蝕件進行圍繞，而且陰極電極網(wǎng)可以重復利用，適合大型構(gòu)件。但銹蝕速度較慢，試驗時需定期給陰極電極網(wǎng)的吸水材料上添加電解質(zhì)溶液，以防止水分不斷蒸發(fā)和滲透到混凝土內(nèi)部的消耗。

預設(shè)輔助電極外加電流加速銹蝕，在銹蝕件內(nèi)預設(shè)與鋼筋籠絕緣綁扎的輔助電極，如不銹鋼筋或普通混凝土結(jié)構(gòu)用鋼筋，直接進行通電銹蝕。試驗表明，由于混凝土比較干燥，電阻較大，導致銹蝕電流較小，銹蝕很慢，而且混凝土內(nèi)部孔隙存余的水分不能滿足鋼筋銹蝕反應，而外環(huán)境中的水分又不能及時供應，導致銹蝕件制取速度緩慢。一般情況下，試驗方法需要較長時間才能達到銹蝕的目的。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有方法存在的問題而提供一種可控性強、操作性強、符合鋼筋銹蝕的現(xiàn)實情況，適用于海洋環(huán)境下混凝土中鋼筋加速銹蝕測試的試驗方法。

本實用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):一種預制裂縫的銹蝕件，包括混凝土柱和全埋設(shè)于混凝土柱中的鋼筋，鋼筋露頭處密封，混凝土柱上部的兩端設(shè)有銅片、中部設(shè)有凹槽，凹槽底面鋪裝有不銹鋼板，不銹鋼板浸泡于腐蝕液中，不銹鋼板與鋼筋之間設(shè)有預制裂縫，鋼筋中部為腐蝕段。

進一步地，銹蝕件的尺寸為100mm×100mm×300mm，鋼筋的直徑為10mm，鋼筋的長度為300mm，腐蝕段長度為250mm，鋼筋距凹槽底面距離為25mm，當結(jié)合實際工程進行試驗時，距離為混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋保護層厚度；銅片位置分別距混凝土柱邊緣5mm、15mm且兩側(cè)對稱分布，預制裂縫寬度為0.1mm。

進一步地，所述鋼筋露頭處用環(huán)氧樹脂進行密封。

進一步地，所述銹蝕件通過頂部模具和兩邊側(cè)板模具加工制成，頂部模具形成裝有腐蝕液的凹槽，頂部模具兩塊板拼合時，插入薄片形成預制裂縫；兩邊側(cè)板模具用于固定鋼筋位置，將端頭處的鋼筋進行密封，以防止從側(cè)面腐蝕鋼筋，影響試驗精度；頂部模具和兩邊側(cè)板模具所用材質(zhì)均為PVC塑料板。

一種預制裂縫的銹蝕測試裝置，包括電源、銹蝕件、試驗箱、電化學工作站和主機，銹蝕件橫臥放置于試驗箱內(nèi)并浸泡于試驗箱的自來水中，電源的負極通過電線與不銹鋼板相連，正極通過電線與鋼筋相連；電化學工作站外設(shè)有三個電極，分別是參比電極、輔助電極和工作電極，均放置于腐蝕液中，工作電極連接銹蝕件的鋼筋；電化學工作站與主機相連。

進一步地，所述參比電極為飽和甘汞電極，所述輔助電極為不銹鋼棒，飽和甘汞電極和不銹鋼棒分別位于銹蝕件的兩側(cè)且浸泡于腐蝕液中。