本申请涉及钢筋阻锈剂电化学试验领域，尤其涉及一种电化学防锈性能试验用试件的制样装置。
背景技术：
由钢筋锈蚀导致的混凝土耐久性劣化的情况时有发生，沿海地区、地下空间及高氯地区服役的钢筋混凝土构筑物，几乎时刻经受着由氯离子侵入而产生的破坏。为了防止环境中氯离子对混凝土中钢筋的侵蚀，最为有效的办法之一就是在生产混凝土时加入钢筋阻锈剂，以延缓或消除氯离子对钢筋的破坏。
钢筋阻锈剂是否具备阻锈效果，需要通过检测结果来评价。与其他检测阻锈剂阻锈效果的方法相比，电化学综合防锈性能试验是检测和评价钢筋阻锈剂是否具备阻锈效果的最为重要的方法，GB50367《混凝土结构加固设计规范》、JGJ/T192《钢筋阻锈剂应用技术规程》以及YB/T9231《钢筋阻锈剂应用技术规程》等标准规范规程，均把电化学综合防锈性能试验测试结果作为评价钢筋阻锈剂防锈效果的重要指标。
电化学综合防锈性能的试验方法是将基准水泥、标准砂、水和阻锈剂按质量比为1:2:0.5:(阻锈剂实际用量)制备砂浆拌合物后，将砂浆拌合物置于内径为50mm，高为50mm的试模内，振实至返浆，而后将经过处理的直径10mm、长度50mm的钢筋棒插入砂浆拌合物正中，埋进30mm深，并振捣密实，避免钢筋棒与砂浆拌合物之间出现缝隙。拆模后试件放入养护室，标准养护7d，按照相关步骤处理试件后进行试验。
电化学综合防锈性能试验用试件为圆柱状。相关规程规范要求，进行试件制备时，必须严格确保钢筋棒与试件的外壁及底面的距离完全相同，达到工程上规定的钢筋保护层厚度≥20mm的下限值20mm时，方能进行下一步试验。但是规程规范要求的试件制备配方用水量较大，制备的砂浆拌合物粘稠度低，加之目前常用的钢筋阻锈剂均具备一定的减水效果或缓凝效果，这进一步降低了砂浆拌合物的粘稠度、延长了砂浆拌合物的硬化时间。砂浆拌合物较低的粘稠度增加了钢筋棒在砂浆拌合物中自由移动的可能性，不利于钢筋棒位置的稳定，较长的凝结时间使砂浆拌合物在更长时间范围内保持塑性状态，进一步增加了钢筋棒在砂浆拌合物内长时间随机移动的概率。电化学综合防锈性能试验要求采用三个样品进行平行试验，将三个样品的最终测试结果平均值作为阻锈剂防锈性能的最终结果。在钢筋棒无约束、无固定状态下制备的试件，钢筋棒均会出现倾斜、高低不一致，甚至完全埋入试件的情况。
由于钢筋棒位置无法精确固定而导致电化学综合防锈性能测试结果失真、可信度差和再现性低的情况时有发生，为了解决这一问题，目前常用的做法是先标定钢筋棒刻度、而后利用橡皮筋/铁丝禁箍钢筋或利用块状物/橡胶塞环绕钢筋棒等方式给钢筋棒施加一定阻力，从而避免钢筋棒的下沉和随机移动。但是禁箍操作无法确保钢筋棒的均匀受力，从而不能保证钢筋棒在砂浆拌合物内的垂直和静止。环绕方式对钢筋棒位置的固定效果优于禁箍，但是需要对钢筋棒施加较大的外力才能基本实现位置固定，然而拆除环绕件时难免会移动钢筋的位置，若环绕件遮盖砂浆表面，还会对试件的养护产生影响。此外，上述操作若不恰当，还会增加钢筋棒表面发生机械损伤的风险，因此无法保证制样环节的严谨性和后续测试结果的可信性，这是本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现要素：
本申请提供了一种钢筋电化学防锈性能试验用试件的制样装置，以解决现有电化学综合防锈性能试验中，钢筋棒在砂浆拌合物中移动、受力不均、不易稳定，无法精确固定的问题。
第一方面，为实现上述目的，本申请提供了一种电化学防锈性能试验用试件的制样装置，所述试件为圆柱，包括试模组件，还包括顶盖组件和钢筋棒固定组件，所述顶盖组件固定在所述试模组件上端，用于适配套装于所述试模组件；所述顶盖组件的中心设置用于钢筋棒穿过的通孔，所述钢筋棒固定组件固定在所述通孔上，用于套装于所述钢筋棒的一端；所述试模组件、顶盖组件和钢筋棒固定组件为同一轴线设置。
结合第一方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，所述试模组件包括第一试模半圆桶和第二试模半圆桶，所述第一试模半圆桶的一端与所述第二试模半圆桶的一端通过试模铰接件固定连接，所述第一试模半圆桶的另一端与所述第二试模半圆桶的另一端通过试模紧固件可拆卸连接，共同构成制备试件的试模组件。
结合第一方面，在第一方面第二种可能的实现方式中，所述顶盖组件包括至少两个弧形桶，所述弧形桶两两连接共同构成适配套装于所述试模组件的顶盖组件，所述两两连接中至少一个连接为可拆卸连接，其余连接为铰接；所述顶盖组件的内径等于或略大于所述试模组件的外径。
结合第一方面第二种可能的实现方式，在第一方面第三种可能的实现方式中，所述顶盖组件包括第一顶盖半圆桶和第二顶盖半圆桶，所述第一顶盖半圆桶的侧壁一端与所述第二顶盖半圆桶的侧壁一端通过顶盖铰接件固定连接，所述第一顶盖半圆桶的侧壁另一端与所述第二顶盖半圆桶的侧壁另一端通过顶盖紧固件可拆卸连接，共同构成适配套装于所述试模组件的顶盖组件。
结合第一方面第三种可能的实现方式，在第一方面第四种可能的实现方式中，钢筋棒固定组件包括第一固定半圆桶和第二固定半圆桶，所述第一固定半圆桶的开口端与所述第一顶盖半圆桶的封盖端为一体式结构，所述第二固定半圆桶与所述第二顶盖半圆桶的封盖端为一体式结构，所述钢筋棒固定组件的内径等于或略大于钢筋棒的直径。
结合第一方面，在第一方面第五种可能的实现方式中，所述钢筋棒固定组件的内壁设置弹性垫，所述弹性垫等距离设置在所述钢筋棒固定组件的内壁中部位置；所述钢筋棒固定组件的内壁封闭端设置防损垫。
结合第一方面第五种可能的实现方式，在第一方面第六种可能的实现方式中，所述钢筋棒固定组件的外壁还套装设置卡箍。
结合第一方面，在第一方面第七种可能的实现方式中，所述通孔的侧壁设置有圆台，所述钢筋棒固定组件为圆桶状，所述钢筋棒固定组件设置在所述圆台上。
结合第一方面，在第一方面第八种可能的实现方式中，所述顶盖组件的封盖端设有镂空的灌浆口。
结合第一方面第八种可能的实现方式，在第一方面第九种可能的实现方式中，所述顶盖组件的侧壁设有溢料口。
本申请所述的制样装置结构精巧、操作简单，可重复使用，采用本申请所述的制样装置制作钢筋电化学试验用试件，在不损伤钢筋棒的前提下，能够使钢筋棒在试件中的位置固定，同时不会影响试件的养护，提高了试件制备的精确度、操作性和规范性，有助于测试数据的客观和可靠。
采用本申请所述的制样装置制备钢筋电化学防锈试验用试件，不会出现钢筋棒随机位移的问题，钢筋棒与试件外壁及底面的距离符合既定要求，并且制备完成的试件在养护过程中不会出现养护不充分的情况，尤其适用于阻锈剂减水/缓凝能力较高，拌合物粘度偏低的情况。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的电化学防锈试验用试件的制样装置的透视结构示意图；
图2为本申请实施例提供的试模组件的俯视结构示意图；
图3为本申请实施例提供的顶盖组件的俯视结构示意图；
图4为本申请实施例提供的顶盖组件的另一俯视结构示意图；
图5为本申请实施例提供的顶盖组件的又一俯视结构示意图；
图6为本申请实施例提供的顶盖组件的又一俯视结构示意图；
图7为本申请实施例提供的制样装置的局部透视结构示意图。
附图标记：
1-试模组件、11-第一试模半圆桶、12-第二试模半圆桶、13-试模铰接件、14-试模紧固件；
2-顶盖组件、21-第一顶盖半圆桶、22-第二顶盖半圆桶、23-顶盖铰接件、24-顶盖紧固件、25-灌浆口、26-溢料口、27-第一弧形桶、28-第二弧形桶、29-第三弧形桶；
3-钢筋棒固定组件、31-第一固定半圆桶、32-第二固定半圆桶、33-弹性垫、34-防损垫；
4-通孔、41-圆台；
5-砂浆拌合物、6-钢筋棒、7-卡箍。
具体实施方式
下面通过对本申请进行详细说明，本申请的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“前”、“后”、“左”和“右”等指示的方位或位置关系为基于本申请工作状态下的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
下面结合附图，详细介绍本申请的具体实施例。
请结合图1-3所示，在一个具体实施方式中，电化学防锈试验用试件为圆柱状，由砂浆拌合物5在制样装置中制备而成。试件的制样装置包括试模组件1，所述试模组件1包括第一试模半圆桶11和第二试模半圆桶12，所述第一试模半圆桶11的一端与所述第二试模半圆桶12的一端通过试模铰接件13固定连接，所述第一试模半圆桶11的另一端与所述第二试模半圆桶12的另一端通过试模紧固件14可拆卸连接，共同构成制备试件的试模组件1，用于盛装所述砂浆拌合物5；通过试模铰接件13和试模紧固件14，可以方便地将试模组件1从水平面打开或者锁紧，便于固定和拆卸。
制样装置还包括顶盖组件2和钢筋棒固定组件3，所述顶盖组件2固定在所述试模组件1上端，所述顶盖组件2的内径等于或略大于所述试模组件1的外径，所述顶盖组件2用于适配套装于所述试模组件1上；所述顶盖组件2的中心设置用于钢筋棒6穿过的通孔4，所述钢筋棒固定组件3固定在所述通孔4上，用于套装固定所述钢筋棒6的一端，所述钢筋棒固定组件3和所述通孔4的直径等于或略大于钢筋棒6的直径；所述试模组件1、顶盖组件2和钢筋棒固定组件3均为圆桶状结构，一端为开口端，另一端为封闭端；所述试模组件1、顶盖组件2和钢筋棒固定组件3为同一轴线设置。
所述顶盖组件2的封盖端设有镂空的灌浆口25，用于砂浆拌合物5的灌浆和养护；所述顶盖组件2的侧壁设有溢料口26，用于多余砂浆拌合物5排出。所述钢筋棒固定组件3的内壁设置弹性垫33，所述弹性垫33等距离设置在所述钢筋棒固定组件3的内壁中部位置，所述弹性垫33为弹性材料制备；所述钢筋棒固定组件3的内壁封闭端设置防损垫34，所述防损垫34为不可伸缩的垫片；所述弹性垫33和所述防损垫34具有磁性功能，进一步保证钢筋棒6固定在所述钢筋棒固定组件3中；所述钢筋棒固定组件3的外壁还套装设置卡箍7，用于在外部紧固钢筋棒固定组件3，从而达到固定所述钢筋棒6的目的。
在制备电化学防锈试验用试件时，先将钢筋棒6置于钢筋棒固定组件3内，初步固定顶盖组件2，钢筋棒固定组件3内壁设有弹性垫33和防损垫34，可以确保在不对钢筋棒6表面造成机械损伤的前提下实现钢筋棒6的初步固定，而且弹性垫33和防损垫34增加摩擦力，进一步固定钢筋棒6，防止其下滑；而后可采用卡箍7对钢筋棒固定组件3进行进一步紧密固定。再通过紧固件14固定试模组件1，紧固试模组件1后，将顶盖组件2扣压或套装在所述试模组件1上，所述顶盖组件2的内壁也可设有弹性垫，可对顶盖组件2进行进一步的紧密固定；利用顶盖组件2表面的灌浆口25向试模组件1内灌注砂浆拌合物5，由于此时钢筋棒6已经被完全固定锁死，可以确保灌浆过程及砂浆拌合物5振实过程中钢筋棒6位置的稳定，而且钢筋棒6受力均匀，不会出现倾斜、高低不一致或移动的问题，加之顶盖组件2的侧壁设有溢料口26，灌浆结束后，若砂浆拌合物5高于试模组件1表面，多余的砂浆拌合物5可通过溢料口26排出，然后移入标准养护环境进行养护。养护期间，灌浆口25能确保砂浆拌合物5与养护环境充分接触，进一步确保试件5充分的养护。
采用上述实施例中的制样装置制备电化学防锈试验用试件，不会出现钢筋棒6随机位移的问题，钢筋棒6与试件外壁及底面的距离符合既定要求，并且制备完成的试件养护过程中不会出现养护不充分的情况，尤其适用于阻锈剂减水/缓凝能力较高，拌合物粘度偏低的情况。
在其中一个实施例中，所述顶盖组件2包括至少两个弧形桶，所述弧形桶两两连接共同构成适配套装于所述试模组件1的顶盖组件2，所述两两连接中至少一个连接为可拆卸连接，其余连接为铰接；所述顶盖组件2的内径等于或略大于所述试模组件1的外径。上述的弧形桶可以为相同的半圆桶，也可以弧度不同的弧形桶，只需要若干弧形桶共同构成圆桶状的顶盖组件2即可。通过顶盖铰接件和紧顶盖固件，可以更方便地将顶盖组件2从水平面打开或者锁紧，便于固定和拆卸，避免取下或安装模套时对钢筋棒6和试件产生损坏，也能防止硬化过程中多余的砂浆拌合物5封堵住各组件的接合处造成的不易拆卸的问题。
请结合图1、图4所示，在另一个实施例中，所述顶盖组件2包括第一顶盖半圆桶21和第二顶盖半圆桶22，所述第一顶盖半圆桶21侧壁一端与所述第二顶盖半圆桶22的侧壁一端通过顶盖铰接件23连接固定，所述第一顶盖半圆桶21的侧壁另一端与所述第二顶盖半圆桶22的侧壁另一端通过顶盖紧固件24可拆卸连接，共同构成适配套装于所述试模组件1的顶盖组件2。钢筋棒固定组件3包括第一固定半圆桶31和第二固定半圆桶32，所述第一固定半圆桶31的开口端与所述第一顶盖半圆桶21的封盖端为一体式结构，所述第二固定半圆桶32与所述第二顶盖半圆桶22的封盖端为一体式结构，所述第一固定半圆桶31和第二固定半圆桶32可随顶盖组件2的开关而开关，闭合后的第一固定半圆桶31和第二固定半圆桶32构成圆桶状的钢筋棒固定组件3，钢筋棒6置于钢筋棒固定组件3内后，在钢筋棒固定组件3外壁套装卡扣、卡箍等方式进一步紧固；所述防损垫34设置为半圆形或矩形，分别固定在第一固定半圆桶31和第二固定半圆桶32内壁封闭端，随着第一固定半圆桶31和第二固定半圆桶32闭合，构成圆形或矩形的防损垫34，防止钢筋棒6顶端与内壁封闭端直接接触造成机械损伤。
请结合图1、图5、图6所示，在又一个实施例中，顶盖组件2可以包括第一弧形桶27、第二弧形桶28和第三弧形桶29，第二弧形桶28的两端分别与第一弧形桶27的一端和第三弧形桶29的一端铰接，第一弧形桶27的另一端与第三弧形桶29的另一端可拆卸连接，三者共同构成圆桶状的顶盖组件2。三个弧形桶的是弧度可以相同，如图5所示；也可以弧度不相同，如图6所示，只需要三者能共同构成圆桶状的顶盖组件2即可。所述钢筋棒固定组件3与对应的顶盖组件2的弧形桶为一体式结构，随着顶盖组件2的开关而开关，防损垫34也对应设置。
上述弧形桶的三瓣式或多瓣式可拆卸连接结构与两瓣式可拆卸连接结构相比工作时开度小，只有两瓣式的三分之一或四分之一，转臂尺寸大大缩小，且只需要一套开闭机构，因此，多瓣式可拆卸连接结构紧凑，操作更方便。
上述实施例中顶盖组件2和钢筋棒固定组件3为一体式设置，在其它的实施例中也可以钢筋棒固定组件3、顶盖组件2和试模组件1为一体式设置。上述实施例中一体式设置，制作时比较便利，减少零件的数量，在使用过程中操作方便，避免安装、拆卸过程中因操作不当引起钢筋棒的移动。
以相关标准规范规程要求的规格为例，试件的直径50mm，高50mm，即试模组件1的内径为50mm，高50mm；则顶盖组件2可以制成以下规格，顶盖组件2环绕试模组件1位置的内径略大于试模组件1的外径，试模组件1正上方位置直径50mm，为防止紧固时弹性垫33变形导致顶盖组件2被向上顶起，弹性垫33置于顶盖组件2环绕试模组件1内壁中部偏下位置，在顶盖组件2内壁圆周的等距位置，顶盖组件2封闭端的厚度为10mm。
待植入钢筋棒6的直径为10mm，长度为50mm，需要植入试件部分的钢筋棒6的长度为30mm。为便于操作并省去钢筋棒6长度测量环节所造成的误差，预设钢筋棒固定组件3的内高为11mm，保护钢筋棒6顶部的防损垫34的厚度为1mm。实际使用时，无需对钢筋棒6标距，直接将钢筋棒6顶至顶部防损垫34放置即可。钢筋棒固定组件3与顶盖组件2适配，钢筋棒固定组件3的内径为12mm，为避免钢筋棒6在固定过程中发生机械损伤，同时避免紧固过程中弹性垫33向上变形过大顶至钢筋棒固定组件3的顶部而造成钢筋棒6发生位移，分别在钢筋棒固定组件3内壁圆周中部偏下部位设置弹性垫33，此处弹性垫33的厚度为1.5mm，长度为4-6mm。
请结合图7所示，在另一个实施例中，顶盖组件2和钢筋棒固定组件3为分体式设置。所述顶盖组件2包括至少两个弧形桶，所述弧形桶两两连接共同构成适配套装于所述试模组件1的顶盖组件2，所述顶盖组件2的中心设置用于钢筋棒6穿过的通孔4，所述通孔4的侧壁设置有圆台41，所述钢筋棒固定组件3为圆桶状，所述钢筋棒固定组件3的开口端设置在所述圆台41上，所述钢筋棒固定组件3的外壁套装设置卡箍7进一步加固。所述圆台41的内径等于或略大于钢筋棒6的直径，所述圆台41的内壁设置弹性垫33，防止钢筋棒6与圆台41的内壁直接接触造成机械损伤。在本实施例中，顶盖组件2和钢筋棒固定组件3分体式设置，拆卸方便，避免因某一部件损坏而更换整套的制样装置，会增加试验成本。圆台通过焊接或者与顶盖组件一体设置，不仅起到承托作用，而且能保证钢筋棒固定组件能全方位固定钢筋棒，使钢筋棒受力均匀，进而保证钢筋棒在砂浆拌合物内保持垂直和静止。
以相关标准规范规程要求的规格为例，试件5的直径50mm，高50mm，即试模组件1的内径为50mm，高50mm；顶盖组件2环绕试模组件1位置的内径略大于试模组件1的外径，试模组件1正上方位置直径50mm，弹性垫33置于顶盖组件2环绕试模组件1内壁中部偏下位置，在顶盖组件2内壁圆周的等距位置，顶盖组件2封闭端的厚度为10mm，顶盖组件2中心位置的圆台41的高为5mm，圆台41的内径为12mm，圆台41的内壁四周设置弹性垫33，此处弹性垫33的厚度为1.5mm，长度为2-3mm，钢筋棒固定组件3的内高为16mm，保护钢筋棒6顶部的防损垫34的厚度为1mm。
上述制样装置用于制备电化学防锈性能试件时，先将钢筋棒6置于钢筋棒固定组件3内，钢筋棒6的顶端与钢筋棒固定组件3的内顶部弹性垫33彼此接触，紧固试模，后利用卡箍7等对钢筋棒固定组件3进行进一步固定。制样装置安装好后，利用灌浆口25将砂浆拌合物5注入试模组件1并振实，利用溢料口26将多余浆料排出，然后移入标准养护环境进行养护。制备过程中不会出现钢筋棒6随机位移的问题，钢筋棒6与试模组件外壁及底面的距离符合既定要求，并且制备完成的试件在养护过程中不会出现养护不充分的情况，尤其适用于阻锈剂减水/缓凝能力较高，拌合物粘度偏低的情况。而且制样装置可重复使用，制备的试件规范性强，从而为电化学防锈性能试验结果的准确性提供了保障。
以上结合具体实施方式和范例性实例对本发明进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本发明精神和范围的情况下，可以对本发明技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本发明的范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。