[发明专利]一种潮汐区和浪溅区钢筋混凝土临界氯离子浓度的测定装置及方法

说明书

本发明涉及一种潮汐区和浪溅区钢筋混凝土临界氯离子浓度的测定装置及方法，属于钢筋混凝土结构耐久性问题研究技术领域。测定装置主要包括潮汐区和浪溅区真实海洋环境自动化模拟装置以及电渗试验装置；潮汐区和浪溅区真实海洋环境自动化模拟装置包括储水箱、潮汐浪溅循环系统、试验箱，所述的储水箱、潮汐浪溅循环系统和试验箱通过防锈管依次连通；本发明能够模拟真实海洋侵蚀环境，有效缩短试验周期，同时以宏电池电流密度突变作为钢筋脱钝的判断依据，实现同时对多组试验试件钢筋状态的实时监测，获得比传统试验方法法更科学可靠的临界氯离子浓度值。

技术领域

本发明属于钢筋混凝土结构耐久性问题研究技术领域，具体涉及一种潮汐区和浪溅区钢筋混凝土临界氯离子浓度的测定装置及方法。

背景技术

针对海洋环境下的钢筋混凝土锈蚀退化问题，通常认为当混凝土中钢筋表面的氯离子浓度达到某一阈值时，钢筋锈蚀开始，并将此时钢筋表面的氯离子浓度称为临界氯离子浓度。临界氯离子浓度是评估混凝土中钢筋开始锈蚀时间的最重要参数之一，因此，研究临界氯离子浓度对钢筋混凝土结构耐久性设计和已服役结构剩余寿命预测均具有重要意义。

目前，关于钢筋锈蚀临界氯离子浓度的测定通常采用自然暴露试验法、干湿循环试验法和电渗试验法等。其中，自然暴露试验法可将试验试件暴露在真实自然环境中，测试周期长达几年甚至十几年，实际应用价值低；干湿循环试验法通过干湿循环机制加速氯离子进入混凝土，缩短了试验周期，但是该方法无法模拟真实自然环境；电渗试验法利用外加电场加速溶液离子快速进入混凝土材料，通常仅需几天就能获得试验测试数据，已得到广泛应用。

现有技术中的测定设备，不能加速氯离子进入混凝土，试验周期较长；不能反映真实自然环境下混凝土中钢筋初锈过程；无法对钢筋状态进行实时监测。

基于上述分析，现有技术或试验周期较长，或无法反映真实海洋环境的暴露条件，因此迫切需要一种新的装置及方法能够使钢筋混凝土在复杂海洋环境下快速达到钢筋锈蚀的临界状态，以快速获取科学可靠的临界氯离子浓度。

发明内容

为了克服背景技术中现有技术中的测定设备，不能加速氯离子进入混凝土，试验周期较长；不能反映真实自然环境下混凝土中钢筋初锈过程；无法对钢筋状态进行实时监测的问题，本发明提供一种潮汐区和浪溅区钢筋混凝土临界氯离子浓度的测定装置及方法。

为实现上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的：

一种潮汐区和浪溅区钢筋混凝土临界氯离子浓度的测定装置，包括潮汐区和浪溅区真实海洋环境自动化模拟装置以及电渗试验装置；

所述的潮汐区和浪溅区真实海洋环境自动化模拟装置包括储水箱(1)、潮汐浪溅循环系统(2)、试验箱(6)，所述的储水箱(1)和试验箱(6)之间通过潮汐浪溅循环系统(2)连接形成一个封闭的循环导流系统；

所述的电渗试验装置包括稳压电流源(10)、不锈钢板(11)、吸水海绵(12)、试验试件(13)和塑料底板(14)，所述的试验试件(13)顶部和底部各设置一块不锈钢板(11)，所述的稳压电流源(10)的负、正极分别通过导线连通到两个不锈钢板(11)上；位于试验试件(13)顶部的不锈钢板(11)与试验试件(13)顶部之间设有吸水海绵(12)；不锈钢板(11)、吸水海绵(12)、试验试件(13)组成的试件组通过塑料底板(14)绝缘支撑放置在试验箱(6)内。

进一步，所述的试验箱(6)顶部设有喷淋装置(7)。

进一步，所述的潮汐浪溅循环系统(2)包括电磁阀(3)、水泵(4)、流量控制阀(5)、液位传感器(8)、控制器(16)和两根防锈管(9)，两根防锈管(9)将储水箱(1)和试验箱(6)连通形成封闭的循环导流系统，每根防锈管(9)上均安装有电磁阀(3)、水泵(4)、流量控制阀(5)，所述的液位传感器(8)安装在试验箱(6)底部位置，电磁阀(3)、水泵(4)、流量控制阀(5)和液位传感器(8)均与控制器(16)电连接。