[發(fā)明專利]一種鋼筋混凝土基礎(chǔ)中鋼筋加速銹蝕的試驗方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810462238.4
• 申請日: 2018-05-15
• 公開（公告）號: CN108645780B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫韜
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00;G01N17/02
• 代理公司: 南京業(yè)騰知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32321
• 代理人: 鄭婷

本發(fā)明涉及一種鋼筋混凝土基礎(chǔ)中鋼筋加速銹蝕的試驗方法，首先制作鋼筋混凝土試件，試件的尺寸為200mm×150mm×80mm，鋼筋保護(hù)層厚度為4～8mm；試驗鋼筋直徑為6mm，長度為250mm，不銹鋼筋直徑10mm，長度為250mm；件制作好后，脫模標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28天后放入人工氣候?qū)嶒炇遥瑢υ嚰闹茏龇庀炋幚恚舫鰧嶒炓幻娌蛔龇庀炋幚恚β冻鲣摻钭龇庀炋幚恚唤又谌斯夂驅(qū)嶒炇抑校瑢υ嚰脑囼炰摻钸M(jìn)行腐蝕電流密度的測定，最后對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。本發(fā)明解決了因鋼筋混凝土基礎(chǔ)混凝土保護(hù)層厚度大所導(dǎo)致的在試驗中鋼筋短期內(nèi)難以銹蝕的問題，通過減小保護(hù)層厚度，大大縮短了試驗時間，節(jié)約了大量的人力和物力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋼筋混凝土基礎(chǔ)中鋼筋加速銹蝕的試驗方法,屬于鋼筋混凝土技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

基礎(chǔ)是建筑物最重要的構(gòu)件之一，它承擔(dān)建筑物所有的荷載，并把這些荷載傳遞給地基，因此基礎(chǔ)的安全性和耐久性直接關(guān)系到整個建筑物的安全和壽命。無論哪種建筑結(jié)構(gòu)形式，由于其基礎(chǔ)都要埋在腐蝕性較強(qiáng)的環(huán)境里，因此基礎(chǔ)都采用鋼筋混凝土基礎(chǔ)。鋼筋混凝土基礎(chǔ)與其他鋼筋混凝土構(gòu)件一樣，鋼筋都會在惡劣環(huán)境中發(fā)生銹蝕，使構(gòu)件耐久性降低，從而影響構(gòu)件的安全性和壽命，鋼筋混凝土基礎(chǔ)尤為嚴(yán)重。

在鋼筋混凝土構(gòu)件的耐久性研究中，加速銹蝕是實驗室中的常用研究方法。目前的加速銹蝕試驗都是通過將環(huán)境條件改變(如：增加CO₂濃度、增加Cl^-濃度、改變溫濕度條件，等)而達(dá)到加速腐蝕，縮短試驗時間的目的。這些方法雖然能夠加速試驗，但是不能很好地模擬實際環(huán)境中的鋼筋銹蝕過程和機(jī)理，試驗中還浪費了大量的能源。即使不考慮上述缺陷，采用目前常用的加速腐蝕試驗方法，也很難使鋼筋混凝土基礎(chǔ)這種鋼筋保護(hù)層厚度比較大的構(gòu)件(通常在有基礎(chǔ)墊層的情況下，還要有40mm厚，如果在沒有墊層的情況下，其保護(hù)層厚度要達(dá)到70mm。)中的鋼筋，短時間內(nèi)發(fā)生銹蝕，也無法得到基礎(chǔ)腐蝕的相關(guān)數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有實驗室加速銹蝕試驗技術(shù)中存在的鋼筋混凝土基礎(chǔ)中鋼筋銹蝕緩慢的問題，提供一種鋼筋混凝土基礎(chǔ)中鋼筋加速銹蝕的試驗方法。

技術(shù)方案

本發(fā)明在實驗室鋼筋加速銹蝕試驗中，采用特制的減小了試驗鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度的試件，進(jìn)行鋼筋混凝土基礎(chǔ)鋼筋加速銹蝕試驗，達(dá)到加速鋼筋銹蝕的目的。

影響鋼筋混凝土基礎(chǔ)中鋼筋銹蝕開始時間和銹蝕速度的因素有：氯離子侵蝕、碳化深度、溫度、濕度、氧氣擴(kuò)散、材料本身、其它因素等，對以上因素應(yīng)用相似定理(包括幾何相似、物理現(xiàn)象相似、單值條件相似。)分別分析可知，若改變材料屬性的縮比，則需改變的環(huán)境縮比和溫濕度縮比等，改變參量較多，現(xiàn)實中很難滿足，也難以達(dá)到時間縮比的目的。同理，溫度、濕度、氯離子濃度等縮比也是不能夠改變的，因此為達(dá)到合理的時間縮比，只有改變幾何縮比，以及由于幾何縮比所引起時間縮比對應(yīng)的溫濕度變化循環(huán)機(jī)制。

當(dāng)假定混凝土保護(hù)層這一幾何尺寸的縮比為a時，分別由氯離子、氧氣在混凝土中的擴(kuò)散方程，混凝土碳化深度方程，三維熱傳導(dǎo)方程和濕度擴(kuò)散方程這些物理方程及邊界條件，列出相似變換式，取溫度、濕度、氯離子濃度等這些參量縮比值為1，整理得到時間的縮比為a²，再根據(jù)時間縮比，確定溫濕度的變化循環(huán)機(jī)制。即采用該加速試驗法試驗1年相當(dāng)于混凝土在實際環(huán)境中100年，從而大大縮短了試驗時間，且能夠得到更為精確的數(shù)據(jù)。

本發(fā)明人根據(jù)混凝土試件所用粗細(xì)骨料的粒徑情況，確定合適的鋼筋保護(hù)層厚度。通常情況下，在制作混凝土試件時，為保證混凝土的強(qiáng)度和密實性，混凝土骨料應(yīng)具備良好的級配，考慮到本試驗方法的特點和現(xiàn)實中粗骨料的方便獲取，將鋼筋保護(hù)層厚度設(shè)定為4～8mm，使鋼筋混凝土基礎(chǔ)的鋼筋保護(hù)層縮比達(dá)到5～10。分別由氯離子、氧氣在混凝土中的擴(kuò)散方程，混凝土碳化深度方程，三維熱傳導(dǎo)方程和濕度擴(kuò)散方程這些物理方程及其各自的初始條件和邊界條件，根據(jù)相似定理可以得到各種物理變化的相似指標(biāo)和相似指標(biāo)式，然后根據(jù)經(jīng)驗和相似轉(zhuǎn)化法得到相似準(zhǔn)則如式(1)：