[發明專利]一種模擬鋼筋混凝土橋墩加速銹蝕的裝置及其試驗方法

在審

• 申請號: 202011274915.3
• 申請日: 2020-11-16
• 公開（公告）號: CN112485181A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 劉小娟;鐘濤;劉陽;郭子雄;李鑫;葉勇;黃群賢
• 申請（專利權）人: 華僑大學
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王富強

1.一種模擬鋼筋混凝土橋墩加速銹蝕的裝置，其特征在于：包括手推龍門鋼架、電動葫蘆、試件固定裝置、鋼筋混凝土試件、噴淋裝置、銹蝕池、不銹鋼鋼棒和防潮機柜；

鋼筋混凝土試件設置于所述試件固定裝置內，所述試件固定裝置包括螺桿和安裝在所述螺桿上下端的兩塊不銹鋼板；所述噴淋裝置包括不銹鋼花灑、固定支架、可伸縮塑料軟管和抽水泵；所述防潮機柜包括人機交互系統和穩壓直流電源；

所述手推龍門鋼架設于銹蝕池上方，所述電動葫蘆安裝在手推龍門鋼架上并可沿所述手推龍門鋼架水平移動，所述電動葫蘆的下端通過吊鉤與所述螺桿頂端的不銹鋼板上的吊孔相連，通過導線將所述電動葫蘆與防潮機柜內的人機交互系統相連，所述鋼筋混凝土試件內部待銹蝕鋼筋通過導線與所述防潮機柜內的穩壓直流電源的正極相連；浸入在裝有氯化鈉溶液的所述銹蝕池內的不銹鋼鋼棒通過導線與所述防潮機柜內的穩壓直流電源的負極相連，所述不銹鋼花灑固定在固定支架上并通過所述可伸縮塑料軟管與抽水泵相連，所述抽水泵通過導線與所述防潮機柜內的人機交互系統相連。

2.根據權利要求1所述的模擬鋼筋混凝土橋墩加速銹蝕的裝置，其特征在于：所述手推龍門鋼架寬5.5m，高4.2m；所述銹蝕池的尺寸為6m×5m×1.5m，壁厚0.5m。

3.根據權利要求1所述的模擬鋼筋混凝土橋墩加速銹蝕的裝置，其特征在于：所述試件固定裝置中包括四根螺桿，四根所述螺桿的上下兩端分別與上下兩塊不銹鋼板的四角螺紋連接。

4.根據權利要求3所述的模擬鋼筋混凝土橋墩加速銹蝕的裝置，其特征在于：所述試件固定裝置中兩塊不銹鋼板厚度均為5cm，且兩塊不銹鋼板的表面均做有防滑凹槽，其中位于所述螺桿上端的不銹鋼板的頂面設置有四個固定繩索的吊孔。

5.根據權利要求1所述的模擬鋼筋混凝土橋墩加速銹蝕的裝置，其特征在于：所述銹蝕池內的氯化鈉溶液的調配濃度為3％。

6.根據權利要求1所述的模擬鋼筋混凝土橋墩加速銹蝕的裝置，其特征在于：所述螺桿、固定支架、不銹鋼花灑、可伸縮塑料軟管以及抽水泵均由耐腐蝕材質制成。

7.根據權利要求1所述的模擬鋼筋混凝土橋墩加速銹蝕的裝置，其特征在于：所述銹蝕池的底部設置有池底防堵排水孔。

8.根據權利要求1所述的模擬鋼筋混凝土橋墩加速銹蝕的裝置，其特征在于：所述人機交互系統內可輸入試驗所需的潮時-潮高循環模擬關系函數，以此自動調整鋼筋混凝土試件在氯化鈉溶液中的浸入高度及時間，從而模擬海水漲、落潮情況；此外，人機交互系統可按實驗所需設置抽水泵抽水水壓，以此控制噴淋裝置的噴水水量和水壓。

9.根據權利要求1所述的模擬鋼筋混凝土橋墩加速銹蝕的裝置，其特征在于：所述固定支架由底座架和兩根可自由調整高度的伸縮支架組成，所述固定支架可隨電動葫蘆的吊點位置調整試件高度，以此模擬海洋浪濺高度。

10.一種模擬鋼筋混凝土橋墩加速銹蝕的試驗方法，應用于權利要求1-9中任一項所述的模擬鋼筋混凝土橋墩加速銹蝕的裝置，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，將鋼筋混凝土試件固定在由兩塊不銹鋼板和四根螺桿組成的試件固定裝置中并通過吊鉤和繩索與電動葫蘆連接，人機交互系統控制電動葫蘆將鋼筋混凝土試件吊至銹蝕池中；

步驟2，調整固定不銹鋼花灑的支架高度至預定位置并調整其與試驗試件的水平距離，將塑料噴淋水管通過可伸縮塑料軟管與抽水泵相連，通過導線將抽水泵與防潮機柜相連；

步驟3，通過導線將不銹鋼鋼棒與防潮機柜內的穩壓直流電源的負極連接，通過導線將鋼筋混凝土試件內待銹鋼筋與防潮機柜內的穩壓直流電源的正極連接；

步驟4，關閉池底防堵排水孔，將清水注入到銹蝕池并將水位調整至試驗所需的試件浸入高度，將氯化鈉晶體倒入清水中調配制成濃度為3％的氯化鈉溶液；

步驟5，將試驗所需的潮時-潮高的循環模擬關系函數輸入到人機交互系統內，人機交互系統可按預定程序自動調整電動葫蘆的起吊速度和時間，以12小時為周期不斷調整鋼筋混凝土試件在氯化鈉溶液中的浸入高度以及時間，從而模擬海洋潮汐環境下鋼筋混凝土橋墩的銹蝕特性；

步驟6，將實驗所需的噴淋水壓以及噴淋時間輸入到人機交互系統內，系統可按預定程序調整噴淋裝置的噴水水量以及噴水水壓，從而模擬海洋浪濺環境下鋼筋混凝土橋墩的銹蝕特性；

步驟7，通過防潮機柜內的穩壓直流電源設置實驗所需銹蝕電壓、電流大小以及通電時間，以此加快銹蝕進程，縮短試驗時間。