CN102288539B - 水泥混凝土抗tsa侵蚀加速试验装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水泥混凝土抗TSA侵蚀加速试验装置，包括低温箱、脉冲发生器、电极板、至少一个腐蚀池，每个腐蚀池内设置有安装混凝土试样的腐蚀槽，腐蚀槽外部设置有将硫酸盐溶液渗透到腐蚀槽中的格槽，电极板包括正电极板和负电极板且两个电极板上设置有渗液的小孔，正电极板和负电极板设置于腐蚀槽中，正电极板、负电极板分别与脉冲发生器连接，腐蚀池置于低温箱中，腐蚀槽与两端格槽壁的交界面为梳状板；还提供了水泥混凝土抗TSA侵蚀加速试验方法，本发明采用脉冲发生器对混凝土两端施加电渗脉冲；加速低温下硫酸盐溶液渗透到混凝土中引起腐蚀的速度，减少试验时间，本试验装置简单、易于操作，成本低；本试验方法简单、可靠、快速。
Description
技术领域
本发明涉及一种测试混凝土抗化学侵蚀性能的装置及方法，特别涉及一种水泥混凝土抗TSA侵蚀加速试验装置及方法。
背景技术
对于土木工程而言，20世纪是钢筋混凝土的时代。从摩天大楼、水电大坝、跨海大桥、高速公路、各种工业、商业和住宅建筑，以及国防军事设施，绝大多数是钢筋混凝土结构。但是，在标志着社会发展进步的钢筋混凝土结构不断竣工的同时，给人民生命安全带来重大隐患的钢筋混凝土结构因腐蚀破坏产生的耐久性问题比比皆是，触目惊心。
硫酸盐侵蚀是影响水泥混凝土耐久性的一个重要因素，其侵蚀过程非常缓慢，所以一般采用加速试验方法以测试水泥混凝土抗硫酸盐侵蚀能力。水泥混凝土的硫酸盐侵蚀主要有两种形式：钙矾石型腐蚀和碳硫硅钙石腐蚀（the thaumasite form of sulfate attack，简称TSA）。当前针对钙矾石型腐蚀的水泥混凝土抗硫酸盐侵蚀加速试验方法已比较成熟，而TSA侵蚀是近年来刚被发现的一种新的混凝土硫酸盐侵蚀类型，目前尚无有效的加速试验方法以测试水泥混凝土抗TSA侵蚀能力。
因此急需一种水泥混凝土抗TSA侵蚀的加速试验装置及方法，以确保混凝土具有优异的抗TSA侵蚀性能。
发明内容
有鉴于此，为了解决上述问题，本发明提出一种水泥混凝土抗TSA侵蚀的加速试验装置及方法，以确保混凝土具有优异的抗TSA侵蚀性能。
本发明的目的之一是提出一种水泥混凝土抗TSA侵蚀加速试验装置；本发明的目的之二是提出一种水泥混凝土抗TSA侵蚀加速试验方法。
本发明的目的之一是通过以下技术方案来实现的：
本发明提供的水泥混凝土抗TSA侵蚀加速试验装置，包括低温箱、脉冲发生器、电极板、至少一个腐蚀池，所述每个腐蚀池内设置有安装混凝土试样的腐蚀槽，所述腐蚀槽外部设置有将腐蚀液渗透到腐蚀槽中的容器，所述电极板包括正电极板和负电极板，所述正电极板和负电极板设置于腐蚀槽中，所述正电极板、负电极板分别与脉冲发生器连接，所述腐蚀池置于低温箱中。
进一步，所述腐蚀池为塑料三联模，所述三联模设置有三个并排设置的格槽，所述位于中间的格槽为安装混凝土试样的腐蚀槽，所述两端的格槽为盛放腐蚀液的容器；
进一步，所述中间格槽与两端格槽的交界面上分别设置正电极板、负电极板分别，所述正电极板、负电极板分别与脉冲发生器连接；
进一步，所述腐蚀槽与两端格槽壁的交界面为梳状板；
进一步，所述正电极板和负电极板上设置有渗液的小孔。
本发明的目的之二是通过以下技术方案来实现的：
本发明提供的水泥混凝土抗TSA侵蚀加速试验方法，包括以下步骤：
步骤1：将需要测试的混凝土成型在腐蚀槽中；
步骤2：混凝土带腐蚀池一起养护；
步骤3：养护期满后将混凝土和腐蚀池一起置于低温箱中；
步骤4：在容器中加硫酸盐溶液；
步骤5：连接脉冲发生器对混凝土两端施加电渗脉冲；
步骤6：启动低温箱对混凝土进行低温条件下的侵蚀；
步骤7：取出混凝土试件，测试混凝土抗压强度。
进一步，所述步骤2中混凝土养护时间为3天～28天的龄期；
进一步，所述步骤6中通过低温箱对混凝土进行腐蚀，具体包括以下步骤：
步骤61：调整低温箱中温度为-5~15℃；
步骤62：接通电源；
步骤63：混凝土腐蚀时间为14~28天；
步骤64：关闭电源；
进一步，所述步骤７中测试混凝土抗压强度，通过以下公式来计算抗压强度比：
式中，R为抗压强度比；σ T为低温电渗脉冲作用下硫酸盐侵蚀后混凝土抗压强度；σ S为同龄期下标准养护的混凝土抗压强度；
进一步，所述步骤７中混凝土抗压强度比是通过将同一配比混凝土的3组试验结果取平均值作为最后的测试数据。
本发明的优点在于：采用脉冲发生器对混凝土两端施加电渗脉冲；加速硫酸盐溶液渗透到混凝土中引起腐蚀的速度，减少试验时间，本试验装置简单、易于操作，成本低；本试验方法简单、可靠、快速，本发明填补了水泥混凝土抗TSA腐蚀加速试验方法的空白。
本发明的其它优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其它优点可以通过下面的说明书，权利要求书，以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：
图1为加工后的塑料三联模，中间格槽用作成型混凝土试样的腐蚀槽；
图2为打孔后的电极板；
图3为混凝土成型后；
图4为水泥混凝土抗TSA侵蚀试验装置图；
图5为对混凝土施加的脉冲电压波形图。
图中，1为三联模、2为梳状挡板、3为正电极板、4为混凝土试样、5为负电极板、6为低温箱、7为脉冲发生器、8为硫酸盐溶液的容器。
具体实施方式
以下将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。
图1为加工后的塑料三联模，中间格槽用作成型混凝土试样的腐蚀槽；图2为打孔后的电极板；图3为混凝土成型后；图4为水泥混凝土抗TSA侵蚀试验装置图；图5为对混凝土施加的脉冲电压波形图，如图所示：本发明提供的水泥混凝土抗TSA侵蚀加速试验装置，包括低温箱6、脉冲发生器7、电极板、至少一个腐蚀池，每个腐蚀池内设置有安装混凝土试样的腐蚀槽，所述腐蚀槽外部设置有将硫酸盐溶液渗透到腐蚀槽中的容器8，本发明提供的腐蚀池为三联模1，三联模设置有三个并排设置的格槽，位于中间的格槽为安装混凝土试样4的腐蚀槽，将需要测试的混凝土成型在特殊的塑料三联模中间一格，两端的格槽为盛放硫酸盐溶液的容器，三联模中间的腐蚀槽与两端格槽壁的交界面的两个挡板被加工成为梳状挡板2。
电极板包括正电极板3和负电极板5，正电极板和负电极板设置于腐蚀槽中，正电极板、负电极板分别与脉冲发生器7连接，正电极板和负电极板上设置有渗液的小孔，电极材料打孔大小要保证溶液可以通过，但水泥浆体不能透过，混凝土成型前将已经打孔的电极材料置于混凝土一侧。
所述中间格槽与两端格槽的交界面上分别设置正电极板、负电极板分别，所述正电极板、负电极板分别与脉冲发生器连接。
将腐蚀池置于低温箱中，混凝土两端施加电渗脉冲，在电场作用下促进硫酸根离子向水泥混凝土内部扩散，加速硫酸根离子与水泥混凝土水化产物及组成材料等反应，以快速测试低温条件下水泥混凝土抗TSA侵蚀性能。
水泥混凝土抗TSA侵蚀加速试验方法，包括以下步骤：
步骤1：将需要测试的混凝土成型在腐蚀槽中；
步骤2：混凝土带腐蚀池一起，养护时间为3天～28天；
步骤3：养护期满后将混凝土和腐蚀池一起置于低温箱中；
步骤4：在容器中加硫酸盐溶液；
步骤5：连接脉冲发生器对混凝土两端施加电渗脉冲；
步骤6：启动低温箱对混凝土进行低温条件下的腐蚀，具体包括以下步骤：
步骤61：调整低温箱中温度为-5~15℃；
步骤62：接通电源；
步骤63：混凝土腐蚀时间为14~28天；
步骤64：关闭电源。
步骤7：一定时间后，取出混凝土试件，测试混凝土抗压强度，通过以下公式来计算抗压强度比：
，
式中，R为抗压强度比；σ T为低温电渗脉冲作用下硫酸盐侵蚀后混凝土抗压强度；σ S为同龄期下标准养护的混凝土抗压强度。
将同一配比混凝土的3组试验结果取平均值作为最后的测试数据。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (6)
1.水泥混凝土抗TSA侵蚀加速试验装置，其特征在于：包括低温箱、脉冲发生器、电极板、至少一个腐蚀池，所述每个腐蚀池内设置有成型混凝土试样的腐蚀槽，所述腐蚀槽外部设置有将硫酸盐溶液渗透到腐蚀槽中的容器，所述电极板包括正电极板和负电极板，所述正电极板和负电极板设置于腐蚀槽中，所述正电极板、负电极板分别与脉冲发生器连接，所述腐蚀池置于低温箱中；
所述腐蚀池为塑料三联模，所述三联模设置有三个并排设置的格槽，所述位于中间的格槽为成型混凝土试样的腐蚀槽，所述两端的格槽为盛放腐蚀液的容器；
所述中间格槽与两端格槽的交界面上分别设置正电极板、负电极板；
所述腐蚀槽与两端格槽壁的交界面为梳状板；
所述正电极板和负电极板上设置有渗液的小孔。
2. 一种采用如权利要求1所述的试验装置的水泥混凝土抗TSA侵蚀加速试验方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：将需要测试的混凝土成型在腐蚀槽中；
步骤2：混凝土带腐蚀池一起养护；
步骤3：养护期满后将混凝土和腐蚀池一起置于低温箱中；
步骤4：在容器中加硫酸盐溶液；
步骤5：连接脉冲发生器对混凝土两端施加电渗脉冲；
步骤6：启动低温箱对混凝土进行低温条件下的侵蚀；
步骤7：取出混凝土试件，测试混凝土抗压强度。
3. 根据权利要求2所述的水泥混凝土抗TSA侵蚀加速试验方法，其特征在于：所述步骤2中混凝土养护时间为3天～28天的龄期。
4. 根据权利要求3所述的水泥混凝土抗TSA侵蚀加速试验方法，其特征在于：所述步骤6中利用低温箱对混凝土进行低温条件下的侵蚀，具体包括以下步骤：
步骤61：调整低温箱中温度为-5~15℃；
步骤62：接通电源；
步骤63：混凝土腐蚀时间为14~28天；
步骤64：关闭电源。
5. 根据权利要求4所述的水泥混凝土抗TSA侵蚀加速试验方法，其特征在于：所述步骤７中测试混凝土抗压强度，通过以下公式来计算抗压强度比：
式中，R为抗压强度比；σ T 为低温电渗脉冲作用下硫酸盐侵蚀后混凝土抗压强度；σ S 为同龄期下标准养护的混凝土抗压强度。
6. 根据权利要求5所述的水泥混凝土抗TSA侵蚀加速试验方法，其特征在于：所述步骤７中混凝土抗压强度比是通过将同一配比混凝土的3组试验结果取平均值作为最后的测试数据。
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