[發(fā)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

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• 申請日: 2020-11-16
• 公開（公告）號: CN112485181A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉小娟;鐘濤;劉陽;郭子雄;李鑫;葉勇;黃群賢
• 申請（專利權(quán)）人: 華僑大學(xué)
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 王富強

本發(fā)明公開一種模擬鋼筋混凝土橋墩加速銹蝕的裝置及其試驗方法，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、不銹鋼鋼棒以及防潮機柜。防潮機柜內(nèi)安裝人機交互系統(tǒng)和穩(wěn)壓直流電源，通過在人機交互系統(tǒng)中輸入預(yù)設(shè)程序控制電動葫蘆的起吊速度和時間，控制鋼筋混凝土試件在氯化鈉溶液中的浸入時間和高度，模擬海洋潮汐環(huán)境下鋼筋混凝土橋墩在海水中浸入高度的變化；同時控制噴淋裝置的噴水水壓以及噴水量，模擬海洋浪濺環(huán)境對橋墩的侵蝕。根據(jù)時間相似關(guān)系控制穩(wěn)壓直流電源的電流及通電時間，加速鋼筋混泥土橋墩的銹蝕過程。本發(fā)明在模擬銹蝕特點的同時可加快銹蝕過程，銹蝕過程方便控制，試驗結(jié)果可靠。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及混凝土銹蝕試驗及方法技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種模擬鋼筋混凝土橋墩加速銹蝕的裝置及其試驗方法。

背景技術(shù)

我國大陸位于西北太平洋沿岸，擁有1.8萬公里的海岸線。多年來，我國沿海海港工程結(jié)構(gòu)遭受的破壞十分嚴(yán)重和普遍，并且隨著服役齡期的增長，結(jié)構(gòu)的安全性以及使用性在逐漸降低，這將給國家?guī)聿豢晒烙嫷膿p失。由于海水中含有大量的氯離子，而氯離子引起的鋼筋銹蝕是影響結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的主要原因之一。在氯離子的侵蝕作用下，混凝土構(gòu)件中的鋼筋會發(fā)生不同程度的銹蝕并且產(chǎn)生質(zhì)地疏松的銹蝕產(chǎn)物，銹蝕產(chǎn)物包裹鋼筋形成銹蝕層。鋼筋銹蝕層的膨脹將會導(dǎo)致混凝土的開裂，從而進(jìn)一步加劇內(nèi)部鋼筋的銹蝕，最終導(dǎo)致鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)各項性能的降低，結(jié)構(gòu)提前退役。事實上，對于長年累月浸沒在海水中的橋墩部分，雖然接觸到的海水比露出水面的部分多，但其受到的侵蝕并不是最嚴(yán)重的，往往最嚴(yán)重的部位是長期處于干濕交替的潮汐區(qū)與浪濺區(qū)，因此對于鋼筋混凝橋墩潮汐區(qū)與浪濺區(qū)的銹蝕研究就顯得尤為重要。

為了更好的模擬潮汐與浪濺，以往做法是將試件放置于實際的海水環(huán)境中，然而這樣做有很多弊端，比如內(nèi)陸地區(qū)受到場地限制，運輸不便利，時間和經(jīng)濟(jì)成本過大等。于是需要一種可以不受場地限制又可模擬海洋潮汐與浪濺耦合環(huán)境下鋼筋混凝土橋墩加速銹蝕裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種模擬鋼筋混凝土橋墩加速銹蝕的裝置及其試驗方法，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，既可以模擬海洋潮汐和浪濺耦合環(huán)境下鋼筋混凝土橋墩的銹蝕特點，又可以加快銹蝕過程，節(jié)約銹蝕試驗時間，銹蝕過程方便控制，試驗結(jié)果可靠。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：本發(fā)明提供一種模擬鋼筋混凝土橋墩加速銹蝕的裝置，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(shè)置于所述試件固定裝置內(nèi)，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(tǒng)和穩(wěn)壓直流電源；

所述手推龍門鋼架安裝于銹蝕池上方，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(dǎo)線將所述電動葫蘆與防潮機柜內(nèi)的人機交互系統(tǒng)相連，所述鋼筋混凝土試件內(nèi)部待銹蝕鋼筋通過導(dǎo)線與所述防潮機柜內(nèi)的穩(wěn)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(nèi)的不銹鋼鋼棒通過導(dǎo)線與所述防潮機柜內(nèi)的穩(wěn)壓直流電源的負(fù)極相連，所述塑料噴淋水管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(dǎo)線與所述防潮機柜內(nèi)的人機交互系統(tǒng)相連。

優(yōu)選地，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。

優(yōu)選地，所述試件固定裝置包括四根螺桿，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。

優(yōu)選地，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(shè)置有四個固定繩索的吊孔。

優(yōu)選地，所述銹蝕池內(nèi)的氯化鈉溶液的調(diào)配濃度為3％。