一种重载铁路桥墩硫酸盐腐蚀风险评价装置的制作方法

本发明涉及一种腐蚀风险评价装置，具体的说是一种重载铁路桥墩硫酸盐腐蚀风险评价装置，属于桥梁工程领域。

背景技术

世界范围内混凝土工程应用日益广泛，尽管在普通环境中，混凝土被认为是一种耐久的建筑材料，但在恶劣的服役环境中，其耐久性问题却日益突出。化学腐蚀是混凝土面临的一种较为严重的腐蚀类别，其中硫酸盐腐蚀是化学腐蚀最普遍的形式。我国幅员辽阔，在西北地区和东部沿海区域有不少盐碱地，特别是西北内陆盐湖及东部黄河三角洲(含黄河故道附近)区域硫酸盐侵蚀尤为突出。一些交通基础设施和电力基础设施投入使用十几年甚至几年就出现严重腐蚀，不得不加固改造或者拆除重建，中断设施使用，造成不良社会影响。我国重载铁路建造时间较早，当时对耐久性认识尚不充分，在工程设计时往往没有考虑耐久性问题，现场调研表明，东部盐碱地区域的混凝土桥墩腐蚀已经凸现。经文献检索，未发现国内外有综合考虑环境、材料和混凝土质量的硫酸盐腐蚀风险评价方法和装置。本发明旨在提供一种综合评价装置。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种重载铁路桥墩硫酸盐腐蚀风险评价装置，通过对混凝土工程所处环境、所用原材料和配合比，以及表层混凝土的质量的评价，得到一种综合的腐蚀风险评价指数，对于混凝土受硫酸盐腐蚀风险判断具有参考意义。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

一种重载铁路桥墩硫酸盐腐蚀风险评价装置，包括：

获取模块，用于获取环境因素、原材料因素和表层混凝土质量三大因素指标；其中，环境因素指标包括气候环境、地下水及土壤硫酸盐成分和含量三个子类别指标；原材料因素指标包括水泥中铝酸三钙含量、粉煤灰和矿渣掺加三个子类别指标；所述土壤硫酸盐成分和含量子类别指标包括土壤中可溶性硫酸盐含量指标以及土壤中可溶性硫酸盐成分的相对浓度指标，而土壤中可溶性硫酸盐成分的相对浓度指标又包括土壤中硫酸镁、硫酸钠和硫酸钙的浓度指标；所述水泥中粉煤灰子类别指标包括混凝土配合比中一级粉煤灰用量占所有胶凝材料质量的百分比指标；所述水泥中矿渣掺加子类别指标包括混凝土配合比中粒化高炉矿渣用量占所有胶凝材料质量的百分比指标；

赋值模块，用于对所述获取模块中的各因素赋予对应的分项风险指数；

计算模块，用于对所述赋值模块中所得的各分项风险指数加和从而得到综合风险指数；

评价模块，用于对所述计算模块所得的综合风险指数进行腐蚀风险评价；

输出和显示模块，用于将计算模块得到的综合风险指数和评价模块得到的腐蚀风险评价结果进行显示。

进一步地，所述获取模块包括：

第一获取模块，用于获取环境因素中的气候环境指标；

第二获取模块，用于获取环境因素中的地下水指标；

第三获取模块，用于获取土壤中可溶性硫酸盐含量指标；

第四获取模块，用于获取土壤中可溶性硫酸盐成分的相对浓度指标，包括土壤中硫酸镁、硫酸钠和硫酸钙的浓度指标；

第五获取模块，用于获取水泥中铝酸三钙含量指标；

第六获取模块，用于获取混凝土配合比中一级粉煤灰用量占所有胶凝材料质量的百分比指标；

第七获取模块，用于获取混凝土配合比中粒化高炉矿渣用量占所有胶凝材料质量的百分比指标。

第八获取模块，用于获取将表层混凝土质量指标。

进一步地，所述第四获取模块和赋值模块之间还连接设置有对比模块，用于对比分析土壤中硫酸镁、硫酸钠和硫酸钙的浓度指标。

进一步地，所述赋值模块中，

若第一获取模块中的气候环境指标为干旱地区，则分项风险指数r0＝0；若为湿润地区，则分项风险指数r0＝1；若为干湿交替地区，则分项风险指数r0＝2；

若第二获取模块中的地下水指标为无地下水，分项风险指数r1＝0；若地下水为浅层滞水，则分项风险指数r1＝1；若为流动水，则分项风险指数r1＝2；

若第三获取模块中的土壤中可溶性硫酸盐含量指标p≥4000mg/kg，则分项风险指数r2＝3；若2000mg/kg<p<4000mg/kg，则分项风险指数r2＝2；若400mg/kg<p≤2000mg/kg，则分项风险指数r2＝1；若p≤400mg/kg，则硫酸盐腐蚀风险可忽略，直接取计算模块中的综合风险指数r＝0；

对于第四获取模块中的土壤中硫酸镁、硫酸钠和硫酸钙的浓度指标，分别记作cmg、cna和cca，若对比模块中cmg>max{cna,cca}，则分项风险指数r3＝3；若cna>max{cmg,cca}，则分项风险指数r3＝2；若cca>max{cmg,cna}，则分项风险指数r3＝1；

若第五获取模块中的水泥中铝酸三钙含量指标大于9％，则分项风险指数r4＝2，否则分项风险指数r4＝1；

若第六获取模块中的混凝土配合比中一级粉煤灰用量占所有胶凝材料质量的百分比指标大于25％，则分项风险指数r5＝1；否则分项风险指数r5＝2；

若第七获取模块中的混凝土配合比中粒化高炉矿渣用量占所有胶凝材料质量的百分比指标大于60％，则分项风险指数r6＝0；否则分项风险指数r6＝1。

若第八获取模块中的表层混凝土质量指标中的连通孔隙率k>0.12，则分项风险指数r7＝2；若7≤k≤12，则分项风险指数r7＝1；若k<7，分项风险指数r7＝0。

进一步地，对于第八获取模块中的混凝土质量来说，指标获取时，应在易受硫酸盐侵蚀部位钻孔取芯，钻孔直径不大于50mm，钻孔深度不小于混凝土保护层厚度；用清水洗净芯样，放入混凝土真空饱水机内饱水，使真空泵读数小于0.1个大气压，保持真空度注入蒸馏水，持续抽真空48小时；取出芯样擦干表面水迹，立即用精度大于十分之一克的电子秤称重，记质量为m1，再将芯样放至80℃～90℃的环境中烘烤72小时，用同一个电子秤称重，记质量为m2，计算k＝2.4×(m1-m2)/m2。

进一步地，所述计算模块中采用综合风险指数进行加和。

进一步地，所述评价模块中，根据表1查取风险等级，进而进行腐蚀风险评价

表1

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1.该方法可对重载铁路混凝土桥墩受硫酸盐侵蚀风险进行综合定性评价。

2.该方法结合了现场调查及实验室测试，考虑因素较为全面，且所需的实验仪器少，操作简便。

3.该方法较为简单，计算简明，区分性强。

附图说明

图1是本发明的一种重载铁路桥墩硫酸盐腐蚀风险评价装置示意图；

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。

一种重载铁路桥墩硫酸盐腐蚀风险评价装置，包括：获取模块1，用于获取环境因素、原材料因素和表层混凝土质量三大因素指标；其中，环境因素指标包括气候环境、地下水及土壤硫酸盐成分和含量三个子类别指标；原材料因素指标包括水泥中铝酸三钙含量、粉煤灰和矿渣掺加三个子类别指标；所述土壤硫酸盐成分和含量子类别指标包括土壤中可溶性硫酸盐含量指标以及土壤中可溶性硫酸盐成分的相对浓度指标，而土壤中可溶性硫酸盐成分的相对浓度指标又包括土壤中硫酸镁、硫酸钠和硫酸钙的浓度指标；所述水泥中粉煤灰子类别指标包括混凝土配合比中一级粉煤灰用量占所有胶凝材料质量的百分比指标；所述水泥中矿渣掺加子类别指标包括混凝土配合比中粒化高炉矿渣用量占所有胶凝材料质量的百分比指标；

赋值模块2，用于对所述获取模块中的各因素赋予对应的分项风险指数；

计算模块3，用于对所述赋值模块中所得的各分项风险指数加和从而得到综合风险指数；

评价模块4，用于对所述计算模块所得的综合风险指数进行腐蚀风险评价；

输出和显示模块5，用于将计算模块3得到的综合风险指数和评价模块4得到的腐蚀风险评价结果进行显示。

获取模块1还包括：

第一获取模块11，用于获取环境因素中的气候环境指标；

第二获取模块12，用于获取环境因素中的地下水指标；

第三获取模块13，用于获取土壤中可溶性硫酸盐含量指标；

第四获取模块14，用于获取土壤中可溶性硫酸盐成分的相对浓度指标，包括土壤中硫酸镁、硫酸钠和硫酸钙的浓度指标；所述第四获取模块和赋值模块之间还连接设置有对比模块141，用于对比分析土壤中硫酸镁、硫酸钠和硫酸钙的浓度指标。

第五获取模块15，用于获取水泥中铝酸三钙含量指标；

第六获取模块16，用于获取混凝土配合比中一级粉煤灰用量占所有胶凝材料质量的百分比指标；

第七获取模块17，用于获取混凝土配合比中粒化高炉矿渣用量占所有胶凝材料质量的百分比指标。

第八获取模块18，用于获取将表层混凝土质量指标。

采用该重载铁路桥墩硫酸盐腐蚀风险评价装置中的各个模块对山东省东营市某铁路桥墩进行风险评价，采用获取模块1获取各个指标，并采用赋值模块2对应赋值。其中，其处于干湿交替环境，第一获取模块11对应的分项风险指数r0＝2；第二获取模块12对应的地下水为浅层滞水，分项风险指数r1＝1；土壤中可溶性硫酸盐含量为3860mg/kg，第三获取模块13对应的分项风险指数r2＝2；通过对比模块141分析，土壤中硫酸钠的浓度高于硫酸镁和硫酸钙的浓度，第四获取模块14对应的分项风险指数r3＝2；水泥化学组分中铝酸三钙的含量为8％，第五获取模块15对应分项风险指数r4＝1；一级粉煤灰用量占所有胶凝材料质量的百分比为30％，第六获取模块16对应的分项风险指数r5＝1；未掺加矿渣，第七获取模块17对应的分项风险指数r6＝1；在同一桥墩三个不同部位钻孔取芯，按照上述流程计算第八获取模块18中的k＝8.2，对应的分项风险指数r7＝1。采用计算模块3计算得综合风险指数r＝11，采用评价模块4查表1为极高风险。

上述实施例只是为了更清楚说明本发明的技术方案做出的列举，并非对本发明的限定，本领域的普通技术人员根据本领域的公知常识对本申请技术方案的变通亦均在本申请保护范围之内，总之，上述实施例仅为列举，本申请的保护范围以所附权利要求书范围为准。