[发明专利]一种钢筋加速腐蚀实验装置及方法

说明书

本发明公开了一种钢筋加速腐蚀实验装置及方法，包括：1)将经过表面除锈处理的若干钢筋试样与直流电源的正极连接，将环形钢丝网片与直流电源的负极连接，将钢筋试样与环形钢丝网片一一对应并放入电化学池中各个装有电解液的独立的空腔中，保证钢筋试样与对应的环形钢丝网片同轴，保证所有钢筋试样浸入电解液的深度以及各环形钢丝网片浸入电解液的深度相同，开启直流电源为各钢筋试样提供直流电流；2)提供直流电流一段时间后评价钢筋试样的腐蚀程度。本发明确保经过各钢筋试样的电流完全相同，钢筋试样表面的电流密度分布均匀，进而保证各钢筋试样、同一个钢筋试样表面的腐蚀情况基本相同。

技术领域

本发明属于钢筋腐蚀速率检测领域，具体地说是一种钢筋加速腐蚀实验装置及方法，属于金属材料的腐蚀性能检测方法技术领域。

背景技术

随着钢筋混凝土材料的使用范围扩大以及使用年限增加，钢筋混凝土结构的耐久性逐渐成为研究人员的关注重点，其中钢筋锈蚀问题是导致钢筋混凝土结构耐久性不良的重要因素之一。钢筋的锈蚀会导致钢筋体积增大，混凝土开裂，承载能力下降，严重影响结构的安全性。因此针对锈蚀钢筋开展相关研究有着极为重要的意义。强加阳极电流的方法被广泛地应用于实验室钢筋的人工加速腐蚀，一般情况下实验所需钢筋试件较多无法使每根钢筋单独对应一个电源，故通常采用串联或并联的加速腐蚀连接形式批量对钢筋试件进行加速腐蚀。

采用串联的加速腐蚀连接形式批量对钢筋试件进行加速腐蚀的装置如图1所示，其等效电路如图2所示。多根钢筋(R1、R2、R3)通过导线首尾相连，置于一个大电化学池中。该装置在理想状态下串联电路中电流是平均分配，通过每根钢筋进入到电解质溶液到达阴极的电流大小是相同的；但实际情况中无法到达如此理想状态，电流通过第一根钢筋R1后部分电流进入电解液流Rs向阴极Rc，另一部分电流则流向后续电路，由于钢筋自身电阻、溶液电阻以及锈蚀产物的影响，必然导致每一部分的电流大小存在一定的差异。且该方法采用普通矩形铁丝网片作为阴极，这将导致钢筋表面的电流密度分布不均匀，钢筋面对阴极一侧电流密度偏大，背侧电流密度偏小，导致钢丝网背面和正面的钢筋表面的腐蚀情况不同。

采用并联的加速腐蚀连接形式批量对钢筋试件进行加速腐蚀的装置如图3所示，其等效电路如图4所示，各支路上电压必然相等，可以认为各支路中钢筋的电阻大小均一致，但电化学池中的电解液电阻Rs若存在差异势必影响通过各支路的电流大小。两电极之间的电阻Rs与电极之间的距离、电极面积以及电极形式都有密切的联系，电阻大小难以得到控制导致最终各支路电流大小不一致。并联的加速腐蚀连接形式批量对钢筋试件进行加速腐蚀的过程中，同样是采用矩形铁丝网片作为阴极，也将导致每根钢筋表面的电流分布不均匀。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钢筋加速腐蚀实验装置及方法，以解决现有串联或并联的加速腐蚀连接形式批量对钢筋试件进行加速腐蚀时无法保证通过各试样的电流大小完全相同，每根钢筋试样表面的电流分布不均等问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：

本发明涉及一种钢筋加速腐蚀实验装置，其包括直流电源、电化学池、若干钢筋试样以及与钢筋试样等量的环形钢丝网片；所述的钢筋试样和环形钢丝网片一一对应；所述的电化学池通过隔板分割成若干独立的空腔，空腔与钢筋试样等量，每个空腔内均设置一个钢筋试样和一个环形钢丝网片，钢筋试样位于对应环形钢丝网片内，且钢筋试样与对应环形钢丝网片同轴，钢筋试样的外圈与对应环形钢丝网片不接触；每个空腔内均设有电解液，电解液的液面高度至少高于钢筋试样和环形钢丝网片的底面高度；所述的钢筋试样均通过导线与直流电源的正极电连接；所述的环形钢丝网片均通过导线与直流电源的负极电连接。

优选地，所述的钢筋试样的直径和长度均相同，钢筋试样上下表面设有环氧树脂密封层，钢筋试样的顶端通过导线与直流电源的正极连接，导线的端部与钢筋试样焊接；所述的环形钢丝网片的网孔、内径、厚度和高度均相同；所述的空腔的形状和大小均相同，空腔内电解液的高度均相同；所述的钢筋试样和环形钢丝网片位于电解液内的位置均相同；所述的电解液的液面高度高于环形钢丝网片顶端和钢筋试样顶端的高度。