CN105403486B - 一种rim测试装置和rim测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种RIM测试装置和RIM测试方法。RIM测试装置包括测试主机和至少一个装有阴极电解液的试验槽，阴极电解液中置有阴极；试验槽内部有一斜面，斜面上置有倾斜的橡胶套，橡胶套内部装有混凝土试件和阳极电解液，混凝土试件固定于橡胶套底部，阳极电解液中置有阳极；阳极和阴极分别与测试主机连接，其特征在于，包括不透光的密闭箱体，所述的试验槽布置在密闭箱体中，密闭箱体的箱壁上包括通线孔，阳极和阴极与测试主机连接的电线穿过密闭箱体的通线孔。本发明的采用密闭的试验的环境，不仅可以保证电解液不发生分解，而且可以单独控制箱体内部的温度，测试数据较为准确，可靠度较高。

Description

一种RIM测试装置和RIM测试方法
[技术领域]
本发明涉及混凝土表层碘离子渗透测试，尤其涉及一种RIM测试装置和RIM测试方法。
[背景技术]
钢筋混凝土结构结合了钢筋与混凝土的优点，造价较低，是土木工程结构设计中的首选形式，其应用范围非常广泛，是最常用的结构形式。但这并不说明钢筋混凝土结构是十全十美的。事实上，混凝土应用于土木工程的100多年间，大量的钢筋混凝土结构由于各种各样的原因而提前失效，达不到预定的服役年限，其中有的是由于结构设计的抗力不足造成的，有的是由于使用荷载的不利变化引起的，但更多的是由于结构的耐久性不足导致的。特别是沿海及近海地区的混凝土结构，由于海洋环境对混凝土的腐蚀，导致钢筋锈蚀而使结构发生早期损坏，降低了结构的耐久性能，这已成为实际工程中的重要问题。目前，在实验室有许多试验方法可以评价混凝土抗氯离子扩散的性能，各种渗透性试验方法所研究的渗透过程、所依据的原理各不相同，其最终目的都是计算氯离子的扩散系数，从而有助于结构寿命的准确预测。因此，国内外相关研究主要集中在氯离子扩散系数上，但内含氯离子混凝土结构扩散系数的测定还有待解决。
抗氯离子渗透的能力是评价高性能混凝土耐久性的一项有效指标，目前测量混凝土渗透系数最常用的方法是非稳态电迁移试验(RCM)，该方法最初由Tang建立，后来形成Build492规范。但是当混凝土内部含有氯离子且含量过多的时候，结构内含氯离子也会在电场作用下迁移，并且会和指示剂发生反应。这两种作用都会影响到RCM实验结果的准确性，当内含氯离子超出一定限值，采用RCM的实验方法将不能测出结构的氯离子扩散系数，需要采用新型的RIM测试方法。
RIM测试即非稳态碘离子快速扩散(Rapid Iodine Migration，RIM)测试。然而，目前RIM测试设备依然使用的是RCM测试设备。
专利号为CN200820302173.9的发明公开了一种混凝土RCM氯离子扩散系数&电通量多功能测试仪，包括RCM氯离子扩散系数测试设备、电通量测试设备和测试主机；RCM氯离子扩散系数测试设备包括至少一个装有阴极电解液的溶液器皿(10)，阴极电解液(11)中置有阴极(18)；溶液器皿的内部有一斜面，斜面上置有一个倾斜的有机硅橡胶套(16)，有机硅橡胶套由支架(12)支撑，其内部装有混凝土试件(25)和阳极电解液(14)，混凝土试件(25)固定于有机硅橡胶套底部，阳极电解液中置有阳极(15)和温度传感器(13)。
因为RIM测试方法需要引入碘离子的药品是NaI,NaI不同于RCM测试方法引入氯离子的Nacl。碘化钠具有潮解性，在湿空气中吸收水分而结块。与空气接触，能使碘游离析出，见光易分解。因此使用上述的RCM氯离子扩散系数测试设备做RIM测试可靠度不高，测试数据不能满足精度要求。
[发明内容]
本发明要解决的技术问题是提供一种测试数据可靠度较高的RIM测试装置。
本发明另一个要解决的技术问题是提供一种测试数据可靠度较高的RIM测试方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种RIM测试装置，包括测试主机、不透光的密闭箱体和至少一个装有阴极电解液的试验槽，阴极电解液中置有阴极；试验槽内部有一斜面，斜面上置有倾斜的橡胶套，橡胶套内部装有混凝土试件和阳极电解液，混凝土试件固定于橡胶套底部，阳极电解液中置有阳极，阳极和阴极分别与测试主机连接；所述的试验槽布置在密闭箱体中，密闭箱体的箱壁上包括通线孔，阳极和阴极与测试主机连接的电线穿过密闭箱体的通线孔。
以上所述的RIM测试装置，密闭箱体内装有温度控制系统，温度控制系统包括微型空调和温度测定计。
以上所述的RIM测试装置，斜面与水平面的夹角为30°。
以上所述的RIM测试装置，试验槽底面为坡面，试验槽的底部接排液管，排液管的入口位于坡面的低点部位；排液管穿过密闭箱体的侧壁，排液管的出口装有阀门。
以上所述的RIM测试装置，每个试验槽包括复数块隔板，隔板将试验槽分隔成复数个试样固定槽，每个试样固定槽的斜面上置有所述的橡胶套。
以上所述的RIM测试装置，包括复数个试验槽，试验槽通过螺钉可拆卸地固定在密闭箱体的底板上。
以上所述的RIM测试装置，所述的测试主机为非稳态扩散系数试验仪。
一种RIM测试方法，包括上述的RIM测试装置，混凝土试件除上、下表面外，四周表面涂覆防水层密闭；阴极电解液为质量百分比浓度23.78％的NaI溶液，阳极电解液为摩尔浓度为0.3mol/L的KOH水溶液；并按设定的电压、电流和时间对混凝土试件进行通电试验。
以上所述的RIM测试方法，混凝土试件进行预处理，预处理包括将上下表面处于干燥状态下的混凝土试件置于真空容器中进行真空处理；真空处理时在4-6分钟内将真空容器中的气压减少至1-5kPa,并应保持在真空度下2-4个小时；在真空泵仍然运转的情况下，将饱和氢氧化钙溶液注入真空容器，将试件浸没；0.5-1.5小时后真空容器恢复至常压，混凝土试件在常压下浸泡15-25小时。
以上所述的RIM测试方法，通电试验结束后，将混凝土试件从橡胶套中取出，立即用水将混凝土试件的表面冲洗干净，在压力试验机上沿混凝土试件的轴向，将混凝土试件劈成两个半圆柱体；混凝土试件的劈裂面稍干后，先喷洒醋酸溶液，再喷洒碘酸钾溶液，最后喷洒淀粉悬浮液，然后测定试件的碘离子显色深度。
本发明的RIM测试装置采用密闭的试验的环境，不仅可以保证电解液不发生分解，而且可以单独控制箱体内部温度，测试数据较为准确，可靠度较高。
[附图说明]
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明实施例RIM测试装置的主视图。
图2是本发明实施例RIM测试装置的俯视图。
图3是本发明实施例RIM测试装置的右视图。
图4是图2中的A向剖视图。
图5是图4中的B向剖视图。
图6是图4中的C向剖视图。
[具体实施方式]
本发明实施例RIM测试装置的结构如图1至图6所示，包括作为测试主机的非稳态扩散系数试验仪100和试验设备200，试验设备200包括塑料制成的不透光的密闭箱体1和三个装有阴极电解液的试验槽2，三个试验槽2并列布置，每个试验槽2通过4个螺钉20可拆卸地固定在密闭箱体1的底板上。在试验槽发生故障或者需要清理可松动螺钉20，将试验槽取出。
试验槽2由硬化塑料制成。每个试验槽2中有两块隔板203，隔板203将试验槽2分隔成三个试样固定槽。
每个试样固定槽中有一个支架，支架上有30°的斜面201，斜面201上置有倾斜的橡胶套3，橡胶套3内部装有混凝土试件300和阳极电解液，混凝土试件300固定于橡胶套3底部，阴极电解液中置有阴极匙；阳极电解液中置有阳极匙，阳极匙和阴极匙分别与非稳态扩散系数试验仪100连接。
三个试验槽2布置在密闭箱体1中，密闭箱体1的顶板101整体式，可通过一旋转轴打开，顶板101上有9个通线孔102，阳极匙和阴极匙的电线4穿过密闭箱体1的通线孔102与非稳态扩散系数试验仪100连接。
试验槽2底面为5°的坡面，便于废液从坡面低点的废液口通过重力排出，试验槽2底部坡面低点的废液口接排液管6；排液管6穿过密闭箱体1的侧壁伸到外面，排液管6的出口装有阀门7。
密闭箱体1内装有温度控制系统，温度控制系统包括微型空调5和温度测定计8，可以控制箱体在密闭条件下达到实验所需要的温度。提供良好的RIM实验试液存放和反应环境。
本发明实施例的混凝土耐久性RIM测试方法，利用上述测试装置和至少一组混凝土试件，每组组混凝土试件包括三块直径100mm，高度50mm圆柱形试件。为测试不同的混凝土，可以制作三组不同的混凝土试件同时进行测试。
混凝土试件要进行预处理，预处理包括将上下表面处于干燥状态下的混凝土试件置于真空容器中进行真空处理；真空处理时在5分钟内将真空容器中的气压降至1-5kPa,并应保持在真空度下3个小时；在真空泵仍然运转的情况下，将用饱和氢氧化钙溶液注入真空容器，将试件浸没。在试件浸没，1个小时后真空容器恢复至常压，混凝土试件在常压下浸泡20个小时。
混凝土试件除上、下表面外，四周表面涂覆防水层密闭，如涂覆环氧树脂或者石蜡防水层进行密闭。
取混凝土较为平整的面为渗透面朝下放置于橡胶套3内。将配置好的阴极电解液和阳极电解液分别灌至指定位置，阴极电解液为质量百分比浓度23.78％的NaI溶液，阳极电解液为摩尔浓度为0.3mol/L的KOH水溶液；并按设定的电压、电流和时间运行非稳态扩散系数试验仪，对混凝土试件进行通电试验。
通电试验结束后，将混凝土试件从橡胶套中取出，立即用自来水将混凝土试件的表面冲洗干净，在压力试验机上沿混凝土试件的轴向，将混凝土试件劈成两个半圆柱体；混凝土试件的劈裂面稍干后，先喷射质量百分比为50％的醋酸溶液，再喷射质量百分比为3％的碘酸钾，最后喷射质量百分比为5％的淀粉悬浮液。测量碘离子渗透深度。然后测定混凝土试件的碘离子显色深度。
碘离子渗透系数测定方法参照NT Build492-1999.11“ChlorideMigrationCoefficient from Non-steady-state Migration Experiments”方法或普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准(GB/T 50082-2009)。

Claims (8)

1.一种RIM测试装置，包括测试主机和至少一个装有阴极电解液的试验槽，阴极电解液中置有阴极；试验槽内部有一斜面，斜面上置有倾斜的橡胶套，橡胶套内部装有混凝土试件和阳极电解液，混凝土试件固定于橡胶套底部，阳极电解液中置有阳极；阳极和阴极分别与测试主机连接，其特征在于，包括不透光的密闭箱体，所述的试验槽布置在密闭箱体中，密闭箱体的箱壁上包括通线孔，阳极和阴极与测试主机连接的电线穿过密闭箱体的通线孔，密闭箱体内还装有温度控制系统，温度控制系统包括微型空调和温度测定计；试验槽底面为坡面，试验槽的底部接排液管，排液管的入口位于坡面的低点部位；排液管穿过密闭箱体的侧壁，排液管的出口装有阀门。
2.根据权利要求1所述的RIM测试装置，其特征在于，斜面与水平面的夹角为30°。
3.根据权利要求1所述的RIM测试装置，其特征在于，每个试验槽包括复数块隔板，隔板将试验槽分隔成复数个试样固定槽，每个试样固定槽的斜面上置有所述的橡胶套。
4.根据权利要求1所述的RIM测试装置，其特征在于，包括复数个试验槽，试验槽通过螺钉可拆卸地固定在密闭箱体的底板上。
5.根据权利要求1所述的RIM测试装置，其特征在于，所述的测试主机为非稳态扩散系数试验仪。
6.一种RIM测试方法，包括测试装置，其特征在于，所述的测试装置是权利要求1所述的RIM测试装置，混凝土试件除上、下表面外，四周表面涂覆防水层密闭；阴极电解液为质量百分比浓度23.78％的NaI溶液，阳极电解液为摩尔浓度为0.3mol/L的KOH水溶液；并按设定的电压、电流和时间对混凝土试件进行通电试验。
7.根据权利要求6所述的RIM测试方法，其特征在于，混凝土试件进行预处理，预处理包括将上下表面处于干燥状态下的混凝土试件置于真空容器中进行真空处理；真空处理时在4－6分钟内将真空容器中的气压减少至1－5kPa，并保持在此真空度下2－4个小时；在真空泵仍然运转的情况下，将饱和氢氧化钙溶液注入真空容器，将试件浸没，0.5－1.5小时后真空容器恢复至常压，混凝土试件在常压下浸泡15－25小时。
8.根据权利要求6所述的RIM测试方法，其特征在于，通电试验结束后，将混凝土试件从橡胶套中取出，立即用水将混凝土试件的表面冲洗干净，在压力试验机上沿混凝土试件的轴向，将混凝土试件劈成两个半圆柱体；混凝土试件的劈裂面稍干后，先喷洒醋酸溶液，再喷洒碘酸钾溶液，最后喷洒淀粉悬浮液，然后测定试件的碘离子显色深度。
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