[发明专利]混凝土快速氯离子迁移系数加载测试装置及其方法

权利要求书

1.一种混凝土快速氯离子迁移系数加载测试装置，其特征在于，该装置包括压缩加载装置和电加速氯离子快速迁移装置；其中：

所述压缩加载装置，包括测试架以及直线驱动装置；测试架包括底座、导向架、下压钢板、上加压钢板，且下压钢板与底座之间设置弹性连接件；导向架的一端与底座固定，而导向架的另一端依次穿过下压钢板、上加压钢板放置，且下压钢板、上加压钢板均与导向架活动设置，直线驱动装置的动力输出端面向上加压钢板设置；上加压钢板的下表面安装测力传感器，该测力传感器的信号输出端与测量器仪表连接，而下压钢板的上表面设置用于置放混凝土试件的试件承接区，所述测力传感器、试件承接区、底座、下压钢板、上加压钢板的中心处于同一直线；

所述电加速氯离子快速迁移装置，包括测试槽以及直流稳压电源；测试槽分体设置为阴极测试槽、阳极测试槽，直流稳压电源配置有能够同时显示直流稳压电源输出电压、电流的显示装置；混凝土试件通过螺纹紧固件夹持在阴极测试槽、阳极测试槽之间，且阴极测试槽、阳极测试槽分别与直流稳压电源的负极、正极对应连接，同时阴极测试槽盛装含有Cl^- 的盐溶液。

2.根据权利要求1所述的混凝土快速氯离子迁移系数加载测试装置，其特征在于，所述导向架包括两根以上的螺杆，各螺杆均布于底座的四周，且每一根螺杆的一端与底座螺纹固定，而每一根螺杆的另一端则依次穿过下压钢板、上加压钢板放置，同时每一根螺杆均与下压钢板、上加压钢板之间活动设置。

3.根据权利要求2所述的混凝土快速氯离子迁移系数加载测试装置，其特征在于，上加压钢板的上下两表面分别设置有上限位锁紧螺母和下承托螺母，所述上限位锁紧螺母和下承托螺母均与螺杆螺纹配合连接。

4.根据权利要求3所述的混凝土快速氯离子迁移系数加载测试装置，其特征在于，所述直线驱动装置为液压千斤顶；所述上加压钢板的上方还设置有顶板，所述顶板与导向架固定，同时液压千斤顶安置在上加压钢板与顶板之间。

5.根据权利要求4所述的混凝土快速氯离子迁移系数加载测试装置，其特征在于，所述弹性连接件为弹簧，下压钢板与底座之间的每一根螺杆杆体外围均套接有弹簧，该弹簧的两端分别与底座和下压钢板相抵触。

6.根据权利要求5所述的混凝土快速氯离子迁移系数加载测试装置，其特征在于，试件承接区包括呈上下叠放的上垫板和下垫板，混凝土试件置于上垫板和下垫板之间，且测力传感器与上垫板之间设置球座。

7.根据权利要求6所述的混凝土快速氯离子迁移系数加载测试装置，其特征在于，混凝土试件为立方体试件，且试件初始氯离子渗透面为正方形，该试件初始氯离子渗透面为混凝土试件与阴极测试槽的接触面。

8.根据权利要求1所述的混凝土快速氯离子迁移系数加载测试装置，其特征在于，阴极测试槽、阳极测试槽的腔体均为长方体。

9.一种权利要求7所述混凝土快速氯离子迁移系数加载测试装置的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、将待测混凝土试件（17）放置于下垫板（6）和上垫板（7）中间，松开下承托螺母（10）；用液压千斤顶（13）对上加压钢板（11）施加压力，压力通过上加压钢板（11）、测力传感器（91）、球座（8）、上垫板（7）施加到混凝土试件（17）上，并由混凝土试件（17）通过下压垫板（6）、下压钢板（5）将压力继续施加到弹性连接件（4）上；当测力器仪表（92）显示设定压力值时，拧紧上限位锁紧螺母（12）；

步骤二、将阴极测试槽、阳极测试槽通过试验槽紧固螺栓（19）分别密封安装于混凝土试件（17）的两相对侧面；然后在阳极测试槽、阴极测试槽中分别注入NaOH溶液和NaCl溶液；

步骤三、打开直流稳压电源，根据混凝土试件（17）介于阴极测试槽、阳极测试槽之间的极间厚度L/mm，调节直流稳压电源的初始电压至0.6L/伏，继而测定出通过混凝土试件的初始电流；然后根据所测得的初始电流值，按照表1调整直流稳压电源在后续试验中对混凝土试件的施加电压；

初始电压时初始电流值(mA)<1515~2020-3030-4040-6060-9090-120120-180≥180-360调整电压（V）1.2L1.0L0.8L0.7L0.6L0.5L0.4L0.3L0.2L

表1

 施加调整电压后所对应电流值(mA)<1010-2020-120>120试验持续时间（h）9848246

表2

根据该调整后的施加电压所获得的通过混凝土试件的相应电流值，按照表2设定试验持续时间；

步骤四、达到设定试验时间后，断开直流稳压电源，先卸去阴极测试槽、阳极测试槽，再逐步拧松上限位锁紧螺母（12），卸去荷载；然后采用自来水冲洗混凝土试件表面并用干布擦净表面多余水；将混凝土试件（17）沿着试件初始氯离子渗透面的对称线劈开成4块，该试件初始氯离子渗透面为混凝土试件与阴极测试槽的接触面，在劈开的混凝土试件断面上立即喷洒0.1mol/L的AgNO₃水溶液，15分钟后，测量白色显色分界线与试件初始氯离子渗透面之间的平均距离，即可获取氯离子渗透深度平均值X_d；

步骤五、按下式计算混凝土的非稳态氯离子迁移系数：

式中：

D——混凝土非稳态氯离子迁移系数，单位为10^-12m²/s；

V——所用电压，单位为V；

T——阳极溶液的初始温度和结束温度的平均值，单位为℃；

L——试件极间厚度，单位为mm；

X_d——氯离子渗透深度平均值，单位为mm；

t——试验持续时间，单位为h。