[发明专利]持续荷载下氯盐腐蚀钢筋混凝土构件的测试装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种持续荷载下氯盐腐蚀钢筋混凝土构件的测试装置及方法，属于验测钢筋混凝土腐蚀程度技术领域。

背景技术

我国海岸线漫长，盐渍土地区分布广泛，大量的钢筋混凝土（RC）结构经受着较为严重的氯盐环境侵蚀，从而导致结构内部钢筋锈蚀、耐久性下降。在正常使用阶段，海洋、盐湖等氯盐环境下钢筋混凝土构件总是经受着荷载与氯盐侵蚀的耦合作用，构件内部钢筋锈蚀导致钢筋截面损失与构件刚度下降。同时，荷载的耦合作用使钢筋承受拉应力，并可能导致混凝土开裂，这些因素均会加剧钢筋锈蚀并劣化钢筋与混凝土间的界面粘结性能。因此，为了有效评估钢筋混凝土构件的耐久性能，开展氯盐侵蚀与荷载耦合作用下的钢筋混凝土构件的劣化机制研究是非常必要的一个环节。

需要指出，在实际环境中，氯盐侵蚀导致钢筋混凝土构件中钢筋发生锈蚀需要很长时间。因此，为了探究氯盐腐蚀钢筋混凝土构件的劣化机理，在实验室研究中一般采用外接直流电源加速氯盐腐蚀钢筋混凝土构件的试验方法。外加直流电的氯盐腐蚀速率主要由腐蚀电流密度控制，专利 CN 101620062 B发明了一种控制标准混凝土棱柱体试件中钢筋锈蚀速度的试验方法，通过控制钢筋表面的通电电流密度、电压及时间，实现同一环境条件下多根钢筋锈蚀程度控制，同时采用统计方法得到钢筋锈蚀程度随电压、电流强度的变化规律，进而计算得到钢筋自然锈蚀与钢筋加速锈蚀之间存在的速率关系。

对于耦合荷载与氯盐腐蚀耦合作用的试验研究，耦合荷载一般通过配重方式予以施加。然而，配重方式所施加的荷载水平有限，对于一些承载能力较高的构件，采用此方法较难达到其在役结构构件的正常荷载水平。因此，有必要研发耦合荷载作用下氯盐腐钢筋混凝土构件的试验装置，以施加较高持续荷载水平，研究不同耦合荷载水平对氯盐腐蚀过程的影响，为海洋、盐湖等氯盐环境下钢筋混凝土结构构件的劣化机制与耐久性评估提供科学依据。

发明内容

目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种持续荷载下氯盐腐蚀钢筋混凝土构件的测试装置及方法。 

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种持续荷载下氯盐腐蚀钢筋混凝土构件的测试装置，包括：持续荷载加载装置、氯盐快速腐蚀装置、测控装置； 

所述持续荷载加载装置包括：加载框架、加载驱动装置；所述加载框架包括：下横梁、上横梁、试验梁支撑架、反力梁、加载框架螺杆、螺帽、边支座，上横梁、试验梁支撑架、下横梁两端由四根加载框架螺杆依次穿孔连接组成井字型框架结构；反力梁两端固定于两根下横梁上方；边支座固定于上横梁下方；所述加载驱动装置包括：千斤顶、荷载传感器、分配梁；所述千斤顶固定于反力梁中部，千斤顶顶部设置有荷载传感器，荷载传感器顶部设置有球铰支座，球铰支座顶部设置分配梁，分配梁顶部两端对称设置有滚轴加载板。

所述氯盐快速腐蚀装置包括：直流电源、氯盐溶液盛放框、腐蚀阴极及空气泵；所述氯盐溶液盛放框密封固定于试验梁中上部；所述直流电源负极连接有腐蚀阴极；所述空气泵连接有输气软管。

所述测控装置包括：电化学测试仪、荷载测试装置、挠度测量装置、主控制箱；所述荷载测试装置包括：荷载传感器、荷载采集仪；所述挠度测量装置包括：位移计、位移采集仪；所述位移计通过位移计定位块固定于角钢中部，所述角钢通过螺杆与试验梁侧面相连接；所述主控制箱内设置有电化学测试仪、直流电源、荷载采集仪、位移采集仪、空气泵、单片机，电化学测试仪正输入端口与主控制箱A端口相连接，电化学测试仪负输入端口控制箱B端口相连接；直流电源正极与主控制箱A端口相连接，直流电源负极与主控制箱B端口相连接; 空气泵出气口与主控制箱C端口相连接；位移采集仪输入端口与主控制箱D端口相连接; 荷载采集仪输入端口与主控制箱E端口相连接；所述主控制箱A端口通过导线与试验梁的纵筋相连接，主控制箱B端口通过导线与腐蚀阴极相连接，主控制箱C端口与输气软管相连接，主控制箱D端口通过数据线与位移计相连接，主控制箱E端口通过数据线与荷载传感器相连接；电化学测试仪、直流电源、荷载采集仪、位移采集仪、空气泵的控制端均与单片机相连接；所述单片机与输出设备相连接，可实时采集、显示、存储并打印输出测量数据。

所述下横梁、上横梁、反力梁的截面设置为箱型结构。

所述加载框架螺杆采用高强低松弛钢棒材质，直径设置为30-80 mm。