[发明专利]外渗电加速钢筋锈蚀测试装置及搭建方法

说明书

技术领域

本发明属于钢筋混凝土耐久性试验方法技术领域，具体涉及一种外渗电加速钢筋锈蚀测试装置及搭建方法。

背景技术

自然环境下混凝土中钢筋的锈蚀是一个缓慢的过程，钢筋混凝土构件出现耐久性问题至少也需要几年，这样就会使研究变得困难，因此，如何在实验室环境下加速混凝土中钢筋锈蚀并准确模拟混凝土中钢筋锈蚀的真实状态，是现在试验研究中所面临的一个问题，而且由于钢筋锈蚀的不均匀性使钢筋的锈蚀监测变得更加困难。

目前常用的钢筋锈蚀检测方法主要有声波探测法、红外热成像法、电化学测试法、阳极梯、环形多探头腐蚀传感器以及基于光纤检测的ODTR法、BODTA法、LCFS法、WLI法。传统的声波探测法、红外热成像法、电化学测试法、阳极梯、环形多探头腐蚀传感器只能够检测出钢筋是否锈蚀或者是钢筋的锈蚀程度，无法对钢筋的锈蚀的部位及各部位锈蚀的程度进行监测。基于光纤检测的ODTR法、BODTA法、LCFS法、WLI法虽然可以对钢筋锈蚀产生的应变进行很好的监测，但是由于光纤不是直接缠绕于钢筋上所测应变不是钢筋锈蚀产生的真实应变，而且光纤同样不能对不同部位的钢筋锈蚀程度进行监测。此外，利用光纤进行钢筋锈蚀监测所需成本高。

已有的与本发明最相近的试验方案是电迁移氯离子加速钢筋锈蚀装置，如附图1所示，在混凝土试件表面安装有机玻璃容器，内部注入电解质溶液(3.5％氯化钠溶液)，混凝土试件下方与电解质溶液上方均放置不锈钢板，分别标记为S1、S2，S1与混凝土试件间夹海绵垫以保证导电性，整个混凝土试件浸没在自来水中，通过直流稳压电源在S1与S2之间施加直流电压，其中S1接电源正极S2接负极。通电一段时间后采用电化学测试的手段进行钢筋锈蚀监测。电解质溶液置于有机玻璃容器中，由于有机玻璃与混凝土之间的连接需采用环氧树脂粘接，这将导致混凝土表面受到玻璃容器和环氧树脂的应力约束。仅当钢筋锈蚀应力很大时方能导致混凝土开裂，这与没有约束状态下钢筋混凝土锈蚀开裂的实际情况不相符合。

发明内容

本发明提供了一种外渗电加速钢筋锈蚀测试装置及搭建方法，克服现有测试装置对钢筋的腐蚀不符合自然锈蚀规律，钢筋混凝土锈蚀开裂不符合工程实际情况，无法检测钢筋锈蚀部位以及锈蚀程度等问题。

本发明提供的一种外渗电加速钢筋锈蚀测试装置，包括应变采集仪，通过导线与应变采集仪电连接的试件，设置在试件上面的不锈钢片，设置在试件上面的电解质溶液，以及为不锈钢片和试件通电的电源。在现有技术的基础上，本发明还做出如下改进：所述试件为内部具有贴了应变片的钢筋的混凝土试件，所述应变片均通过导线与应变采集仪电连接，所述试件顶部预留凹槽盛装电解质溶液。应变片深入钢筋内部，通过应变采集仪可实时监测钢筋应变情况，检测钢筋锈蚀部位及情况，免去盛装电解质溶液的有机玻璃容器，混凝土表面不会受到有机玻璃容器的应力约束，更符合工程实际情况。

进一步的，所述应变片沿环向贴在钢筋内部设置的半圆形凹槽内。

进一步的，所述钢筋端部半圆形凹槽内沿钢筋轴向贴应变片作为补偿片。

进一步的，所述试件顶部凹槽两侧设置用于观察混凝土开裂后裂缝的凹边。

一种外渗电加速钢筋锈蚀测试装置的搭建方法，包括如下步骤：

S1、钢筋处理：对钢筋进行预处理，在预处理后的钢筋内部贴应变片，且每个应变片连接导线；

S2、制作混凝土浇筑模具：所述混凝土浇筑模具具有一个顶部敞口的底模，底模内底部放置一个中间凸起的底板，底模内底板两侧放置可架设步骤S1所述钢筋的侧板；

S3、制作试件：将步骤S1处理好的钢筋架在步骤S2的侧板上，向底模内浇筑混凝土，待混凝土浇筑完养护三天后脱模得到试件，试件顶部即具有由底板凸起形成的凹槽；

S4、将步骤S3成型的试件放置于塑料凹槽内，并注入没过所述钢筋的自来水，在试件顶部凹槽内放置不锈钢片，并注入电解质溶液，将电源的正极接钢筋，负极接不锈钢片，钢筋内部的应变片连接应变采集仪。

进一步的，所述钢筋预处理的方法为：将钢筋沿轴向切开分成对称的两半，在切开后的钢筋中间挖出半圆形凹槽，加工好的钢筋酸洗除锈，在放入碱性溶液中中和后用清水冲洗干净并烘干，烘干后的钢筋用钢刷将内部半圆形凹槽打磨光滑。

进一步的，所述应变片沿半圆形凹槽环向贴在半圆形凹槽内，并保证两半钢筋所贴的应变片位置保持一致。

进一步的，所述钢筋端部沿钢筋轴向贴应变片作为补偿片。

更进一步的，所述钢筋处理还包括将两半贴好应变片的钢筋用环氧密封的步骤。