[發明專利]一種鋼筋加速腐蝕實驗裝置及方法

在審

• 申請號: 202110552154.1
• 申請日: 2021-05-20
• 公開（公告）號: CN113092353A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 童蕓蕓;葉津劍;王倩楠;李志祥;張國帥
• 申請（專利權）人: 浙江科技學院
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00;G01N17/02
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 馬聰

本發明公開了一種鋼筋加速腐蝕實驗裝置及方法，包括：1)將經過表面除銹處理的若干鋼筋試樣與直流電源的正極連接，將環形鋼絲網片與直流電源的負極連接，將鋼筋試樣與環形鋼絲網片一一對應并放入電化學池中各個裝有電解液的獨立的空腔中，保證鋼筋試樣與對應的環形鋼絲網片同軸，保證所有鋼筋試樣浸入電解液的深度以及各環形鋼絲網片浸入電解液的深度相同，開啟直流電源為各鋼筋試樣提供直流電流；2)提供直流電流一段時間后評價鋼筋試樣的腐蝕程度。本發明確保經過各鋼筋試樣的電流完全相同，鋼筋試樣表面的電流密度分布均勻，進而保證各鋼筋試樣、同一個鋼筋試樣表面的腐蝕情況基本相同。

技術領域

本發明屬于鋼筋腐蝕速率檢測領域，具體地說是一種鋼筋加速腐蝕實驗裝置及方法，屬于金屬材料的腐蝕性能檢測方法技術領域。

背景技術

隨著鋼筋混凝土材料的使用范圍擴大以及使用年限增加，鋼筋混凝土結構的耐久性逐漸成為研究人員的關注重點，其中鋼筋銹蝕問題是導致鋼筋混凝土結構耐久性不良的重要因素之一。鋼筋的銹蝕會導致鋼筋體積增大，混凝土開裂，承載能力下降，嚴重影響結構的安全性。因此針對銹蝕鋼筋開展相關研究有著極為重要的意義。強加陽極電流的方法被廣泛地應用于實驗室鋼筋的人工加速腐蝕，一般情況下實驗所需鋼筋試件較多無法使每根鋼筋單獨對應一個電源，故通常采用串聯或并聯的加速腐蝕連接形式批量對鋼筋試件進行加速腐蝕。

采用串聯的加速腐蝕連接形式批量對鋼筋試件進行加速腐蝕的裝置如圖1所示，其等效電路如圖2所示。多根鋼筋(R1、R2、R3)通過導線首尾相連，置于一個大電化學池中。該裝置在理想狀態下串聯電路中電流是平均分配，通過每根鋼筋進入到電解質溶液到達陰極的電流大小是相同的；但實際情況中無法到達如此理想狀態，電流通過第一根鋼筋R1后部分電流進入電解液流Rs向陰極Rc，另一部分電流則流向后續電路，由于鋼筋自身電阻、溶液電阻以及銹蝕產物的影響，必然導致每一部分的電流大小存在一定的差異。且該方法采用普通矩形鐵絲網片作為陰極，這將導致鋼筋表面的電流密度分布不均勻，鋼筋面對陰極一側電流密度偏大，背側電流密度偏小，導致鋼絲網背面和正面的鋼筋表面的腐蝕情況不同。

采用并聯的加速腐蝕連接形式批量對鋼筋試件進行加速腐蝕的裝置如圖3所示，其等效電路如圖4所示，各支路上電壓必然相等，可以認為各支路中鋼筋的電阻大小均一致，但電化學池中的電解液電阻Rs若存在差異勢必影響通過各支路的電流大小。兩電極之間的電阻Rs與電極之間的距離、電極面積以及電極形式都有密切的聯系，電阻大小難以得到控制導致最終各支路電流大小不一致。并聯的加速腐蝕連接形式批量對鋼筋試件進行加速腐蝕的過程中，同樣是采用矩形鐵絲網片作為陰極，也將導致每根鋼筋表面的電流分布不均勻。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鋼筋加速腐蝕實驗裝置及方法，以解決現有串聯或并聯的加速腐蝕連接形式批量對鋼筋試件進行加速腐蝕時無法保證通過各試樣的電流大小完全相同，每根鋼筋試樣表面的電流分布不均等問題。

為了解決上述技術問題，本發明提供的技術方案為：

本發明涉及一種鋼筋加速腐蝕實驗裝置，其包括直流電源、電化學池、若干鋼筋試樣以及與鋼筋試樣等量的環形鋼絲網片；所述的鋼筋試樣和環形鋼絲網片一一對應；所述的電化學池通過隔板分割成若干獨立的空腔，空腔與鋼筋試樣等量，每個空腔內均設置一個鋼筋試樣和一個環形鋼絲網片，鋼筋試樣位于對應環形鋼絲網片內，且鋼筋試樣與對應環形鋼絲網片同軸，鋼筋試樣的外圈與對應環形鋼絲網片不接觸；每個空腔內均設有電解液，電解液的液面高度至少高于鋼筋試樣和環形鋼絲網片的底面高度；所述的鋼筋試樣均通過導線與直流電源的正極電連接；所述的環形鋼絲網片均通過導線與直流電源的負極電連接。

優選地，所述的鋼筋試樣的直徑和長度均相同，鋼筋試樣上下表面設有環氧樹脂密封層，鋼筋試樣的頂端通過導線與直流電源的正極連接，導線的端部與鋼筋試樣焊接；所述的環形鋼絲網片的網孔、內徑、厚度和高度均相同；所述的空腔的形狀和大小均相同，空腔內電解液的高度均相同；所述的鋼筋試樣和環形鋼絲網片位于電解液內的位置均相同；所述的電解液的液面高度高于環形鋼絲網片頂端和鋼筋試樣頂端的高度。