CN102854125B - 测定钢筋沿长度方向锈蚀率的装置及测定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测定钢筋沿长度方向锈蚀率的装置及测定方法，属于混凝土建筑领域。其中装置包括台面、固定装置、测定装置及数据采集装置；固定装置包括固定架及夹具，所述的固定架设置有刻度；测定装置包括容器、水及自动称重仪，水位于所述的容器内；数据采集系统包括一计算机；夹具的一端可上下移动的设置在固定架上，夹具的另一端固定钢筋的上端，钢筋的下端置于所述的水中；所述的固定架设置在自动称重仪上，自动称重仪通过导线连接至计算机，容器以及自动称重仪放置在台面上。本发明测试装置的特点是组装简单，操作方便，试验所需仪器较少，可重复使用，能准确测出钢筋沿长度方向的锈蚀率。

Description

测定钢筋沿长度方向锈蚀率的装置及测定方法

技术领域

本发明涉及一种测定钢筋沿长度方向锈蚀率的装置及测定方法，属于混凝土建筑领域。

背景技术

土木工程领域中，钢筋与混凝土是目前世界上运用最为广泛的建筑材料，大量的建筑结构都是由钢筋混凝土建成的，但由于混凝土碳化及氯化物的侵蚀等，引起钢筋的锈蚀，降低结构物的安全性及耐久性，因此，钢筋锈蚀的研究是目前工程中急需解决的耐久性问题。

目前测定钢筋锈蚀率的方法大多数采用《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》（GBJ82-85）中规定的方法：取出试件中钢筋，刮去钢筋上沾附的混凝土，用12%盐酸溶液进行酸洗，经清水漂净后，用石灰水中和，最后再以清水冲洗干净。擦干后在干燥器中至少存放4小时，用分析天平称重计算锈蚀失重。但实际上钢筋是不均匀锈蚀，沿长度方向的单位长度的锈蚀率并不一样，因此，按上述方法测定的锈蚀率是钢筋的平均锈蚀率，并不是每一段钢筋的真实锈蚀率。而实际上平均锈蚀率对计算结构的承载力没有意义，承载力受沿钢筋长度方向的最大锈蚀率的影响最大。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种测定钢筋沿长度方向锈蚀率的装置及测定方法。

为解决上述技术问题，本发明的测定装置包括：台面、固定装置、测定装置及数据采集装置；所述的固定装置包括固定架及夹具，所述的固定架设置有刻度；所述的测定装置包括容器、水及自动称重仪，所述的水位于所述的容器内；所述的数据采集系统包括一计算机；所述的夹具的一端可上下移动的设置在固定架上，夹具的另一端固定钢筋的上端，钢筋的下端置于所述的水中；所述的固定架设置在自动称重仪上，自动称重仪通过导线连接至计算机，所述的容器以及自动称重仪放置在所述的台面上。

本发明所述的测定钢筋沿长度方向锈蚀率的方法，步骤如下：

1）、在固定架上设置刻度，刻度的分度为h，h为0.001～0.1m；

2）、将钢筋夹至夹具上，调节夹具位置至固定架的刻度线上；向容器中注入水使水面与钢筋的下表面接触；

3）、将自动称重仪连接至计算机，清零，通过计算机读取自动称重仪称重的读数m_i；

4）、开始测定，松开夹具，将夹具沿固定架的刻度下移单位长度h，自动称重仪称得重量，计算机读取读数，记为m₁；将夹具沿固定架的刻度下移i个单位长度h，自动称重仪称得重量，计算机读取读数，记为m_i，其中i≥1；

5）、求取夹具沿固定架的刻度下移i个单位长度h后钢筋锈蚀后的截面面积S_i：

其中：ρ——铁的密度，7.85×10³kg/m³；

      g——重力常数，通常可取9.8N/kg；

      S₀——单位长度的钢筋未锈蚀的截面面积，m²；

      S_i——第i个单位长度的钢筋锈蚀后的截面面积，m²；

      h——单位长度，m；

m_i——自动称重仪称得重量，kg，当i＝1时，m_i-1=m₀=0；

ρ_水——水的密度，1.0×10³kg/m³；

6）、：计算锈蚀率C，即

$C_i=\frac{S_0-S_i}{S_0}\×100\%$

得到每一个单位长度内的锈蚀率。

有益效果

本发明基于钢筋锈蚀的不均匀性和非线性，提出了一种通过浮力测定钢筋长度方向上不同位置的截面面积，从而得到不同位置的锈蚀率，整个测试装置的特点是组装简单，操作方便，试验所需仪器较少，可重复使用，能准确测出钢筋沿长度方向的锈蚀率。

附图说明

图1是本发明装置示意图。

图2是本发明装置中夹具的示意图。

1是夹具，2是固定架，3是计算机，4是导线，5是自动称重仪，6是钢筋，7是容器，8是水，9是台面。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步详细说明：

如图1所示：测定钢筋沿长度方向锈蚀率的装置，包括台面9、固定装置、测定装置及数据采集装置；固定装置、测定装置及数据采集装置放置于台面9上；所固定装置包括固定架2及夹具1；所述的固定架2设置有刻度；所述的测定装置包括容器7、水8及自动称重仪5，将一定量的水8加入容器7中至钢筋6的下表面；所述的数据采集系统包括计算机3和导线4，通过导线4将自动称重仪5连接至计算机3，通过计算机3读取读数自动称重仪5的称得的重量。

测定钢筋沿长度方向锈蚀率的装置及测定方法，方法如下：

第一步：取出试件中钢筋，刮去钢筋上沾附的混凝土，用12%盐酸溶液进行酸洗，经清水漂净后，用石灰水中和，最后再以清水冲洗干净；

第二步：在固定架上设置刻度，刻度的分度为h，h为0.001～0.1m，在本实施例中，h为1mm；

第三步：将钢筋夹紧至夹具上，松开夹具的另一端，调节至固定架刻度的“0”刻度线处，在容器中注入一定量的水至钢筋的下表面。

第四步：自动称重仪连接至计算机上，清零，通过计算机读取自动称重仪称重的读数m_i。

第五步：将夹具松开，沿固定架的刻度下移i个单位长度1mm，通过计算机读取读数，记为m_i。利用阿基米德原理，计算得到钢筋锈蚀后的截面面积S_i，计算过程如下：

F_浮=G_排                    （1）

W-(m_i-m_i-1)g=ρ_水gV_排i     （2）

式中：W——单位长度的钢筋重力，N；

      V_排i——第i个单位长度的钢筋排开水的体积，m³；

      ρ——铁的密度，7.85×10³kg/m³；

      g——重力常数，通常可取9.8N/kg；

S₀——单位长度的钢筋未锈蚀的截面面积，m²；

S_i——第i个单位长度的钢筋锈蚀后的截面面积，m²；

h——单位长度，取0.001m；

m_i——自动称重仪称得重量，kg，当i＝1时，m_i-1=m₀=0；

ρ_水——水的密度，1.0×10³kg/m³；

第六步：计算锈蚀率C，即

$C_i=\frac{S_0-S_i}{S_0}\×100\%---\left(5\right)$

得到每一个单位长度内的锈蚀率。

Claims (1)

1.一种测定钢筋沿长度方向锈蚀率方法，其中，测定钢筋沿长度方向锈蚀率的装置，包括台面(9)、固定装置、测定装置及数据采集装置；所述的固定装置包括固定架(2)及夹具(1)，所述的固定架(2)设置有刻度；所述的测定装置包括容器(7)、水(8)及自动称重仪(5)，所述的水(8)位于所述的容器(7)内；所述的数据采集系统包括一计算机(3)；所述的夹具(1)的一端可上下移动的设置在固定架(2)上，夹具(1)的另一端固定钢筋的上端，钢筋的下端置于所述的水(8)中；所述的固定架(2)设置在自动称重仪(5)上，自动称重仪(5)通过导线(4)连接至计算机(3)，所述的容器(7)以及自动称重仪(5)放置在所述的台面(9)上，其特征在于：测定方法如下：

1)、在固定架(2)上设置刻度，刻度的分度为h，h为0.001～0.1m；

2)、将钢筋(6)夹至夹具(1)上，调节夹具(1)位置至固定架(2)的刻度线上；向容器(7)中注入水(8)使水面与钢筋(6)的下表面接触；

3)、将自动称重仪(5)连接至计算机(3)，清零，通过计算机(3)读取自动称重仪(5)称重的读数m_i；

4)、开始测定，松开夹具(1)，将夹具(1)沿固定架(2)的刻度下移单位长度h，自动称重仪(5)称得重量，计算机(3)读取读数，记为m₁；将夹具(1)沿固定架(2)的刻度下移i个单位长度h，自动称重仪(5)称得重量，计算机(3)读取读数，记为m_i，其中i≥1；

5)、求取夹具(1)沿固定架(2)的刻度下移i个单位长度h后钢筋锈蚀后的截面面积S_i：

其中：ρ——铁的密度，7.85×10³kg/m³；

g——重力常数，通常可取9.8N/kg；

S₀——单位长度的钢筋未锈蚀的截面面积，m²；

S_i——第i个单位长度的钢筋锈蚀后的截面面积，m²；

h——单位长度，m；

m_i——自动称重仪称得重量，kg，当i＝1时，m_i-1＝m₀＝0；

ρ_水——水的密度，1.0×10³kg/m3；

6)、计算锈蚀率C，即

$C_i=\frac{S_0-S_i}{S_0}\×100\%$

得到每一个单位长度内的锈蚀率。