一种模拟钢筋混凝土自然锈蚀的装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于钢筋混凝±技术领域，具体是一种模拟钢筋混凝±自然诱蚀的装置及 方法。
【背景技术】
[0002] 大型混凝±工程是国家社会经济的重要基础设施与生命线工程，其安全正常运行 对于社会可持续发展有重大作用，若因耐久性设计不足而造成结构失效，必然会导致财产 和经济的巨大损失。
[0003] 重大钢筋混凝±结构大都处于露天环境，承受风吹雨淋及腐蚀介质（如氯离子、 酸雨、二氧化碳等）的作用，混凝±结构损伤加剧，结构性能退化速度加快，严重威胁结构 的安全和服役寿命。其中，由于混凝±结构中钢筋诱蚀导致的结构、构件损伤现象较为普 遍，因此考虑钢筋诱蚀作用引起的结构、构件耐久性损伤，对钢筋混凝±结构进行耐久性评 估及寿命预测是非常必要的。
[0004] 目前，开展钢筋混凝±耐久性诱蚀试验的试件的来源主要有W下几种：长期自然 暴露方法，电化学快速诱蚀方法和实际工程拆换构件法。①长期自然暴露方法是将钢筋混 凝±试件暴露在自然环境中，如大气、海洋环境中等，该试验方法时间较长，科研效率较低。 ②电化学快速诱蚀方法通过电源施加电流，W化CI溶液为电解质，通过电解池原理及法拉 第定律，控制电流密度和通电时间达到混凝±中钢筋诱蚀目的。该试验方法由于试验周期 短、诱蚀效果明显，在耐久性试验中被广泛采用。该方法缺点是诱蚀状态通常为均匀诱蚀， 且诱蚀产物初期易溶于水，难于堆积，试验参数控制变异较大等，与混凝±中钢筋自然诱蚀 有一定差异。⑨拆换构件法是将实际工程中的钢筋混凝上诱蚀构件采用拆换或替换方法， 然后开展科研试验。由于可拆换或替换的实际工程较少，取样样本有限，开展科研试验有一 定的局限性。由此可见，如何在试验室环境下更好的模拟实际工程中钢筋混凝±构件的诱 蚀过程，使试验结果与实际相吻合，是科研工作者亟待解决的问题。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术中的缺陷和不足，本发明的目的在于利用混凝±中钢筋诱蚀原理， 提供可W模拟钢筋混凝±中钢筋自然诱蚀的控制装置及耐久性快速试验方法。
[0006] 为了实现上述任务，本发明采用如下技术方案：
[0007] 一种模拟钢筋混凝±自然诱蚀的方法，该方法包括将保湿材料埋设在钢筋混凝± 试件的周围，电极埋设在钢筋混凝±试件周围的保湿材料内，使电极、待诱蚀试件与保湿材 料形成电解回路进行诱蚀实验。
[000引具体的，所述的待诱蚀试件为钢筋混凝±试件，保湿材料的高度低于钢筋混凝± 试件上待诱蚀钢筋的20~30mm;
[0009] 所述的保湿材料的湿度为40 %~50%，保湿材料中含有质量百分比浓度为 3. 5%~5%的化Cl溶液。
[0010] 所述的电极埋设在钢筋混凝±试件周围的保湿材料内。
[0011] 更具体的，所述的保湿材料包括河砂、海绵或栋桐。
[0012] 再具体的，所述的河砂粒径为0. 1~0.25mm，W质量百分比计，河砂的含泥量 《5. 0%。
[0013] 一种模拟钢筋混凝±自然诱蚀的装置，该装置包括实验槽和喷淋装置，实验槽内 放置待诱蚀试件、保湿材料和电极，待诱蚀试件和电极交替埋设在保湿材料内；
[0014] 喷淋装置设置在实验槽的上方将电解质溶液喷淋在实验槽内。
[0015] 具体的，所述的待诱蚀试件为钢筋混凝±试件，该钢筋混凝±试件包括钢筋架和 填充钢筋架的混凝±层；
[0016] 钢筋混凝±试件的截面为150mmX300mm的长方形，钢筋混凝±试件的长为 2700mm，钢筋架外的混凝±层厚度为25mm。
[0017] 更具体的，所述的钢筋架为长方体状的架体，钢筋架包括沿长方体四个棱边设置 的纵筋和沿垂直于纵筋方向设置的第一输筋区、第二输筋区和第S输筋区；
[001引纵筋包括两条第一纵筋和两条第二纵筋，第二纵筋的直径大于第一纵筋的直径， 两条第一纵筋相邻设置，两条第二纵筋相邻设置；
[0019] 第一输筋区A设置并列输筋，第一输筋区A相邻输筋间的距离为100mm，第二输筋 区B设置并列输筋，第二输筋区B相邻输筋间的距离为150mm，第S输筋区C设置并列输筋， 第=输筋区C相邻输筋间的距离为100mm。
[0020] 再具体的，所述的第二纵筋为HRB400级（l)20mm的钢筋，第一纵筋为HRB400级 (1) 14mm的钢筋，输筋为HRB400级直径8mm的钢筋。
[0021] 进一步的，所述的喷淋装置包括储液罐和喷头，喷头设置在实验槽的上方，喷头与 储液罐连通将储液罐中的电解质喷淋在实验槽内。
[0022] 更进一步的，该装置还包括湿度传感器、电磁阀和控制器，湿度传感器埋设在保湿 材料内并与控制器连接，电磁阀设置在喷淋装置上控制喷淋装置的开关，控制器与电磁阀 连接；
[0023]所述的控制器的型号为DHTll，电磁阀的型号为2W-500-50,湿度传感器的型号为 HTF3223。
[0024] 本发明的优点为：
[0025] (1)本发明使电极、待诱蚀试件与保湿材料内的电解质形状电解回路，进行钢筋混 凝±试件的诱蚀试验，不仅解决了原有的浸泡在电解质溶液中诱蚀物易溶解流失的问题， 同时从诱蚀率和裂缝宽度的测量结果来看，本发明方法进行的诱蚀实验更接近自然状态下 的钢筋混凝±的诱蚀，试验结果得到了更加准确的模拟效果；
[0026] 似采用本发明的诱蚀装置，可在实验室条件下模拟自然腐蚀环境作用，利用测 试时程采集数据，实时控制监测，较好的获得腐蚀环境钢筋混凝±劣化试件，诱蚀试件可用 于研究钢筋混凝±性能退化后的钢筋诱蚀形貌、腐蚀物侵蚀深度等耐久性能及试件力学性 能。
【附图说明】
[0027] 图1是本发明模拟钢筋混凝±自然诱蚀的装置结构示意图；
[002引图2是本发明模拟钢筋混凝±自然诱蚀的混凝±试样及通电示意图；
[0029] 图3是本发明试件的结构正视图；
[0030] 图4是图3的左视图；
[0031] 图5是实施例S中的0.Imm宽度缝隙的照片；
[0032] 图6是实施例S中的0. 3mm宽度缝隙的照片；
[0033] 图7是实施例S中的0. 6mm宽度缝隙的照片；
[0034] 图8是实施例^中的1.Omm宽度缝隙的照片；
[0035] 图9是实施例S中的试件上的诱蚀物堆积图；
[0036] 图中各标号表示为；1-控制器、2-电磁阀、3-储液罐、4-出液管、5-喷头、6-实验 槽、7-湿度传感器、8-待诱蚀试件、801-第一纵筋、802-第二纵筋、9-电极、10-直流稳压电 源、11-数据记录仪；
[0037] A-第一输筋区、B-第二输筋区、C-第S输筋区、E-诱蚀堆积点；
[003引 W下结合说明书附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明。
【具体实施方式】
[0039] 本发明采用保湿材料将电解质溶液堆积在待诱蚀的试件周围，将待腐蚀的钢筋埋 在带有电解质溶液的保湿材料内，同时将电极埋设在相邻试件的空隙保湿材料内，使电极、 待诱蚀试件与保湿材料内的电解质形成电解回路，进行钢筋混凝±试件的诱蚀试验，不仅 解决了原有的浸泡在电解质溶液中诱蚀物易溶解的问题，同时从诱蚀率和裂缝宽度的测量 结果来看，本发明方法进行的诱蚀试验更接近自然状态下的钢筋混凝±的诱蚀，试验结果 得到了更加准确的模拟效果。
[0040] 本发明采用的保湿材料为建筑、公路或相关领域常用的能使物体保持一定湿度的 材料，可选的保湿材料为河砂、海绵、栋桐等保湿效果优良的材料，优选河砂作为保湿材料， 河砂经一定浓度的盐水进行喷淋得到一定湿度的砂体，河砂粒径为0. 1~0. 25mm，含泥量 (质量分数）《5. 0 %，湿盐砂的湿度为40 %~50 %，盐水为质量百分比浓度为3. 5 %~5 % 的化Cl溶液。
[0041] 实施例一：
[0042] 结合图1和2,本实施例的模拟钢筋混凝±自然诱蚀的装置包括控制器1、电磁阀 2、储液罐3、出液管4、喷头5、实验槽6、湿度传感器7、待诱蚀试件8、电极9、直流稳压电源 10和数据记录仪11，其中：
[00创控制器1的型号为DHT11，电磁阀2的型号为2W-500-50,湿度传感器7的型号为HTF3223。
[0044] 控制器1分别连接湿度传感器7和电磁阀2,储液罐3上连通出液管4,出液管4 的端部连接喷头5,实验槽6放置在喷头5的下方，喷头5将储液罐3中的液体喷淋到实验 槽6内，电磁阀2设置在出液管4上控制其开关，湿度传感器7深入实验槽6测定其中的湿 度；
[0045] 电极9为铜片电极，待诱蚀试件8放置在实验槽6内进行诱蚀实验，待诱蚀试件8 的周围填埋含有电解质溶液的保湿材料，电极9埋设在相邻待诱蚀试件8中间的保湿材料 内，待诱蚀试件8上的待诱蚀钢筋与直流稳压电源10的正极相连，电极9与直流稳压电源 10的负极相连，数据记录仪11用于记录直流稳压电源10的电流变化。
[0046] 实施例二；
[0047] 如图3和图4所示，首先制作待诱蚀试件8 ;试件设计为适筋梁，采用木模可实现 混凝±诱筑过程中的钢筋定位，待诱蚀试件8的截面为ISOmmX300mm，待诱蚀试件8的长为