2700mm;第二纵筋802选用2根HRB400级d) 20mm的钢筋，第一纵筋801为2根HRB400级 (1) 14mm的钢筋，两个第一纵筋801和两个第二纵筋802组成断面为长方形的框架结构，该框 架结构通过沿长度方向依次设置的第一输筋区A、第二输筋区B和第=输筋区C进行绑扎 固定，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与第一输筋区A相 同，输筋均选用HRB400级直径8mm的钢筋，框架结构外的混凝±保护层厚度为25mm;
[0048] 为方便导线连接，第二纵筋802端部可伸出待诱蚀试件8端部50mm，在净跨度W外 的部分涂环氧树脂进行保护。本发明只考虑主筋诱蚀也就是第二纵筋802的诱蚀，故在输 筋与第一纵筋和第二纵筋的相交部位用塑料软套管绝缘，并对输筋、架立筋采用环氧树脂 涂层保护，防止其诱蚀。待诱蚀试件8诱筑完成后放入标养室养护28天，然后自然养护至 90天，待强度稳定后，可开展诱蚀试验。
[0049] 实施例S;
[0050] 将实施例二中的试件放在实施例一中的装置内进行诱蚀试验，过程如下：
[0051] 本实施例采用的保湿材料为粒径0. 1~0.25mm含泥量（质量分数）《5.0%的渭 河细砂，将河砂清洗后惊晒完全干燥，将处理后的河砂喷淋质量百分比浓度为3. 5%~5% 的化Cl溶液，使河砂湿度保持在40 %~45% ;
[0化引本实施例的电极9通电电流强度为40uA/cm2;
[0化3] 如图2所示，用砖搁体搁筑实验槽6,实验槽6的长4m、宽3. 2m、高为40畑1，实 验槽6的内表面做防水处理，将8个待诱蚀试件8移入实验槽6内，使待诱蚀试件8受 拉纵筋一侧（底面）朝上，W方便观测钢筋诱蚀状态，底部放置混凝±垫块，垫块尺寸 为240mmX120mmX50mm，相邻待诱蚀试件8之间距离约IOcm,用于放置电极9 ;将湿盐砂 倒入放置好待诱蚀试件8的实验槽6中，砂表面高度保持在低于待诱钢筋（即第二纵筋 802) 20 ~3Omm处；
[0化4] 用导线将待诱蚀试件8上的第二纵筋802与24V的直流稳压电源10的正极相连， 将连接直流稳压电源10负极的电极9埋入相邻待诱蚀试件8间的湿盐砂中，储液罐中电解 液为质量百分比浓度为3. 5%~5%的化Cl溶液，湿度传感器7的湿度控制范围为40%~ 45%。
[0化5] 在诱蚀区段试件上覆盖栋垫或海绵减缓湿盐砂水分蒸发，用湿盐砂作为导电介 质，在待诱蚀试件8、电极9和直流稳压电源10之间形成一个电解回路。
[0化6] 试验前先将待诱蚀试件8在质量百分比浓度为3. 5%~5%的化Cl溶液的食盐 水中浸泡两天后再进行诱蚀试验，诱蚀试验开始时首先将直流稳压电源10的电压调节旋 钮调至最高，电流调节旋钮调至最低，开启电源开关，转动电流调节旋钮至电流达到预设值 40yA/cm2;待诱蚀试件8达到预定诱蚀状态后，关闭电源，拆除钢筋上的导线，将待诱蚀试 件8从实验槽6中吊出，准备进行后续试验。
[0057] 通过质量损失率的计算原理对诱蚀后的待诱蚀试件8进行了诱蚀率和裂缝宽度 的测定，测定结果见表I。
[00郎]实施例四；
[0059] 试件截面尺寸为IOOmmXIOOmmX200mm，试件放入3%化Cl溶液中，钢筋接直流电 源正极，铜片接负极进行通电诱蚀，结果见表1。见文献；徐港等.渗盐率对钢筋混凝±试 件通电诱蚀特征的影响.混凝± . 2010 (3)。
[0060] 实施例五：
[0061] 将试块浸泡在浓度为5 %的化Cl溶液中，试件、不诱钢，电源形成电解回路，试块 尺寸为ISOmmXISOmmX150mm，结果见表1。见文献；吴锋，张章，粪景海.基于诱胀裂缝的 诱蚀梁钢筋诱蚀率计算.建筑结构学报.2013 (10)。
[0062]
[0063] 由表I中的试验数据和附图5、6、7和8可知，且本发明方法和装置处理后的试件 与实施例四、五相比，相同诱蚀率本装置产生的诱胀裂缝宽度较宽，试验结果更加接近自然 的模拟状态；结合附图9采用本发明的装置及诱蚀方法，钢筋表面无流动状态的溶液，诱蚀 产物不易流失，能够堆积在钢筋表面，可较好的模拟实际工程中钢筋诱蚀发展过程；
[0064] 通过本发明的装置和方法，通电诱蚀25天试件钢筋诱蚀率达0. 42%，裂缝宽度 0.IOmm;通电诱蚀90天试件钢筋诱蚀率达1. 43%，裂缝宽度1. 00mm。
[00化]本发明W上实施例的钢筋混凝±模拟自然诱蚀的自动控制装置，将钢筋混凝±试 件放入湿盐砂电解质中，通过调整化Cl溶液浓度，湿盐砂湿度及电流强度，研究腐蚀环境 对钢筋混凝±结构性能退化产生的影响。本发明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。
【主权项】
1. 一种模拟钢筋混凝土自然锈蚀的方法，其特征在于，该方法包括将保湿材料埋设在 钢筋混凝土试件的周围，电极埋设在钢筋混凝土试件周围的保湿材料内，使电极、待锈蚀试 件与保湿材料形成电解回路进行锈蚀实验。2. 如权利要求1所述的模拟钢筋混凝土自然锈蚀的方法，其特征在于，所述的待锈蚀 试件为钢筋混凝土试件，保湿材料的高度低于钢筋混凝土试件上待锈蚀钢筋的20~30mm; 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NaCl溶液。3. 如权利要求1或2所述的模拟钢筋混凝土自然锈蚀的方法，其特征在于，所述的保湿 材料包括河砂、海绵或棕榈。4. 如权利要求3所述的模拟钢筋混凝土自然锈蚀的方法，其特征在于，所述的河砂粒 径为0. 1~0.25mm，以质量百分比计，河砂的含泥量彡5.0%。5. -种模拟钢筋混凝土自然锈蚀的装置，其特征在于，该装置包括实验槽（6)和喷淋 装置，实验槽（6)内放置待锈蚀试件（8)、保湿材料和电极（9)，待锈蚀试件（8)和电极（9) 交替埋设在保湿材料内； 喷淋装置设置在实验槽(6)的上方将电解质溶液喷淋在实验槽(6)内。6. 如权利要求5所述的模拟钢筋混凝土自然锈蚀的装置，其特征在于，所述的待锈蚀 试件（8)为钢筋混凝土试件，该钢筋混凝土试件包括钢筋架和填充钢筋架的混凝土层； 钢筋混凝土试件的截面为150mmX300mm的长方形，钢筋混凝土试件的长为2700mm，钢 筋架外的混凝土层厚度为25mm。7. 如权利要求6所述的模拟钢筋混凝土自然锈蚀的装置，其特征在于，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 第一箍筋区（A)、第二箍筋区⑶和第三箍筋区（C); 纵筋包括两条第一纵筋（801)和两条第二纵筋（802)，第二纵筋（802)的直径大于第一 纵筋（801)的直径，两条第一纵筋（801)相邻设置，两条第二纵筋（802)相邻设置； 第一箍筋区（A)设置并列箍筋，第一箍筋区（A)相邻箍筋间的距离为100mm，第二箍筋 区（B)设置并列箍筋，第二箍筋区（B)相邻箍筋间的距离为150mm，第三箍筋区（C)设置并 列箍筋，第三箍筋区（C)相邻箍筋间的距离为100mm。8. 如权利要求7所述的模拟钢筋混凝土自然锈蚀的装置，其特征在于，所述的第二纵 筋（802)为HRB400级:<p20mm的钢筋，第一纵筋（801)为HRB400级(p14mm的钢筋，箍筋 为HRB400级直径8mm的钢筋。9. 如权利要求5所述的模拟钢筋混凝土自然锈蚀的装置，其特征在于，所述的喷淋装 置包括储液罐（3)和喷头（5)，喷头（5)设置在实验槽（6)的上方，喷头（5)与储液罐（3) 连通将储液罐（3)中的电解质喷淋在实验槽（6)内。10. 如权利要求5或9所述的模拟钢筋混凝土自然锈蚀的装置，其特征在于，该装置还 包括湿度传感器（7)、电磁阀（2)和控制器（1)，湿度传感器（7)埋设在保湿材料内并与控 制器（1)连接，电磁阀（2)设置在喷淋装置上控制喷淋装置的开关，控制器（1)与电磁阀 (2)连接； 所述的控制器（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。
【专利摘要】本发明公开了一种模拟钢筋混凝土自然锈蚀的装置及方法，尤其涉及钢筋混凝土中钢筋模拟自然锈蚀的自动控制装置及耐久性快速试验方法。钢筋混凝土中钢筋模拟自然锈蚀的自动控制装置，包括电源、控制器、电磁阀、传感器、主水管、喷淋花洒、电极、电解质储液罐、实验槽、直流稳压器、钢筋混凝土试样。本发明通过调整NaCl溶液浓度，湿盐砂湿度及电流强度，能够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土劣化试件。锈蚀试件可用于研究钢筋混凝土性能退化后的钢筋锈蚀形貌、腐蚀物侵蚀深度等耐久性能及试件力学性能。
【IPC分类】G01N17/02
【公开号】CN104964920
【申请号】CN201510309241
【发明人】苗元耀, 牛荻涛, 陆炫毅, 周艳霞, 吕瑶, 傅宇方, 张守祺
【申请人】西安建筑科技大学
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年6月5日