CN108548773A - 检测钢筋受弯状态下抗锈蚀性能的辅助装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种检测钢筋受弯状态下抗锈蚀性能的辅助装置及其使用方法，所述装置包括容器和固定在其内的加载装置，容器内填充侵蚀溶液，加载装置通过固定底座与容器相连并浸没于侵蚀溶液中，加载装置包括加载旋钮、竖向支杆、加载部件、加载槽和固定底座，加载槽上设有试件固定卡口，试件可固定安装在加载槽的卡口中，竖向杆件在加载旋钮作用下对试件加载，以提供弯矩。本发明的装置可调节性好，可以提供精确的弯矩荷载，体积小巧，操作方便，可重复使用，易于推广，应用前景广阔。

Description

检测钢筋受弯状态下抗锈蚀性能的辅助装置及其使用方法

技术领域

本发明属于材料性能试验技术领域，具体涉及检测钢筋受弯状态下抗锈蚀性能的辅助装置及其使用方法。

背景技术

在海洋、盐湖与盐碱地等富含氯盐的服役环境中，钢筋混凝土结构常常因氯离子的侵入而导致钢筋锈蚀破坏，使得结构耐久性降低，寿命缩短，给国民经济和人民生命安全造成巨大损害。目前，我国正处于基础设施建设和维护的高峰期，有众多钢筋混凝土结构正在或将在氯盐环境下服役，如跨海大桥、大型挡潮闸、港口码头等。在此背景下，准确检测钢筋的抗锈蚀性能对确保钢筋混凝土结构的安全运行及耐久性的提升具有十分重要的意义。

钢筋在钢筋混凝土结构中主要起到弥补混凝土拉应力不足的作用，而在实际工程中钢筋往往会同时承受弯矩、拉力、剪力等复杂荷载的共同作用。在荷载作用下，钢筋的抗锈蚀能力(如钢筋的氯离子临界浓度)会发生改变，进而影响钢筋混凝土结构的整体耐久性。目前，在土木工程材料领域中用于检测钢筋受力状态下抗锈蚀能力的方法较少，特别是针对钢筋受弯状态下抗锈蚀能力的研究尚未出现。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了检测钢筋受弯状态下抗锈蚀性能的辅助装置及其使用方法，填补了现今土木工程材料领域中钢筋受弯状态下抗锈蚀能力检测的空白，可在配合电化学工作站进行全试件电化学腐蚀实验时，为钢筋试件提供精确的弯矩。

本发明是通过以下技术方案实现的：

检测钢筋受弯状态下抗锈蚀性能的辅助装置，包括容器和固定在其内的加载装置，所述加载装置包括加载旋钮、竖向支杆、加载部件、加载槽和固定底座，其中，固定底座与容器底部相连；

所述加载槽与固定底座相连，其内沿水平方向的槽壁上均匀设置有三组以上的试件固定卡口，每组试件固定卡口均对应一个加载旋钮、竖向支杆和加载部件，试件可通过试件固定卡口固定于加载槽中；

所述竖向支杆螺旋安装于加载槽底部，其外表面设有螺纹，可在加载槽中上下螺旋运动，其上端与加载部件连接，其下端连接加载旋钮；

所述容器内填充侵蚀溶液，所述加载装置浸没于侵蚀溶液中。

进一步地，所述加载部件包括方向固定器、包漆弹簧和平整受力面，其中，平整受力面设于加载部件顶端，可与试件接触；所述方向固定器设于加载部件底部，其下部连接竖向支杆；所述包漆弹簧将平整受力面与方向固定器连接在一起。

优选的，所述方向固定器内设有有机玻璃珠和有机玻璃滑轨，其中，有机玻璃珠在有机玻璃滑轨内均匀分布。

优选的，所述平整受力面的宽度为3～5mm。

进一步地，所述试件的两端包裹有密封涂层，试件中部与加载部件接触的位置设有暴露区域，试件的一端还焊接有漆包导线，所述漆包导线因焊接而暴露的金属部分包裹于所述密封涂层中。

优选的，所述暴露区域的长度为0.5～3cm。

检测钢筋受弯状态下抗锈蚀性能的辅助装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤1)试件的处理：将试件的两端包裹一层环氧树脂，再经过软胶层封闭处理，形成密封涂层，在试件中部设有暴露区域；

步骤2)加载荷载：当试件安装完毕后，旋转加载旋钮，使竖向支杆上升直到加载部件的顶端接触到试件，使加载部件上的平整受力面与试件相垂直，通过旋转给予试件荷载，试件中部的暴露区域受可测的荷载，提供左右两部分的弯矩，再通过测量包漆弹簧的收缩长度，利用胡克定律即可测出荷载值；

步骤3)设置对比例：沿水平方向均布在加载槽上的三组以上的试件可以给予不同的力从而形成对比试验。

本发明的有益效果如下：

本发明所述的装置中的加载装置采用可调节的旋转加载对试件提供弯矩，并利用胡克定律测得精确数据，使得试件受力稳定可控且数值精确，不但能长时间作用于试件，耐损耗，制作成本低，而且在进行后续实验时不受侵蚀溶液的影响，可重复使用；且不同于普通的加载试验机，该装置易于操作，体积小巧，使用方便，易于配合电化学工作站使用，极大限度地保证了精确检测的同时的可操作性。

附图说明

图1为本装置的整体结构示意图；

图2为本装置的整体结构俯视图；

图3中：图3-a为本装置中加载旋钮、竖向支杆和加载部件的整体结构示意图；图3-b为加载部件中方向固定器的示意图；图3-c为加载部件中平整受力面的示意图；

图4中：图4-a为加载槽上试件固定卡口的局部正视图；图4-b为加载槽上试件固定卡口的局部侧视图。

图中：1、加载旋钮；2、竖向支杆；3、加载部件；4、试件固定卡口；5、试件；6、加载槽；7、固定底座；8、容器；9、侵蚀溶液；10、螺纹；11、平整受力面；12、方向固定器；13、有机玻璃珠；14、有机玻璃滑轨；15、漆包导线；16、密封涂层；17、包漆弹簧；18、暴露区域。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明做进一步阐述。

实施例1

检测钢筋受弯状态下抗锈蚀性能的辅助装置，如图1所示，包括容器8和固定在其内的加载装置，所述加载装置包括加载旋钮1、竖向支杆2、加载部件3、加载槽6和固定底座7，其中，固定底座7与容器8的底部相连；

加载槽6与固定底座7相连，如图2所示，其内沿水平方向的槽壁上均匀设置有三组以上的试件固定卡口4，每组试件固定卡口4均对应一个加载旋钮1、竖向支杆2和加载部件3，试件5可通过试件固定卡口4固定于加载槽6中；

竖向支杆2螺旋安装于加载槽6底部，其外表面设有螺纹10，可在加载槽6中上下螺旋运动，其上端与加载部件3连接，其下端连接加载旋钮1；

容器8内填充侵蚀溶液9，所述加载装置浸没于侵蚀溶液9中。

如图2所示，固定底座7位于容器8底部的两侧，为条形结构。固定底座7的作用是用来固定住整个加载装置，在浸入侵蚀溶液9时保持稳定。

如图3-a所示，加载部件3与竖向支杆2通过加载部件3内的方向固定器12连接固定；加载部件3包括方向固定器12、包漆弹簧17和平整受力面11，其中，平整受力面11设于加载部件3的顶端，如图3-c所示，其宽度为3～5mm，可与试件5接触；方向固定器12设于加载部件3的底部，其下部连接竖向支杆2；包漆弹簧17将平整受力面11与方向固定器12连接在一起。

如图3-b所示，方向固定器12内含有有机玻璃滑轨14，其为下凹的圆环形结构，并在其内均匀放置有机玻璃珠13，使得在旋转加荷时下部旋转不会带动加载部件3同时旋转致使增加额外摩擦力。

试件5固定安装在试件固定卡口4的孔中，试件固定卡口4的结构如图4-a、4-b所示。

如图1所示，将试件5的两端包裹一层环氧树脂，再经过软胶层封闭处理，形成密封涂层16，这样可防止加载过程中破坏硬质的环氧树脂；试件5的中部与加载部件3接触的位置设有暴露区域18，暴露区域18的长度为0.5～3cm；试件5的一端还焊接有漆包导线15，该漆包导线15因焊接而暴露的金属部分需包裹于密封涂层16中。

当试件5安装完毕后，旋转加载旋钮1，使竖向支杆2上升直到加载部件3的顶端接触到试件5，使加载部件3上的平整受力面11与试件5相垂直，通过旋转一定的圈数给予试件5荷载，试件5中部的暴露区域18受可测的荷载，提供左右两部分的弯矩，再通过测量包漆弹簧17的收缩长度，利用胡克定律等测出荷载值。

沿水平方向均布在加载槽6上的至少三组试件5可以给予不同的力从而形成对比试验。

再将加载装置整体放入带有侵蚀溶液9的容器8中，并将预设的漆包导线15接入电化学工作站，即可进行后续检测钢筋受弯时抵抗溶液侵蚀状况的各种电化学试验。若将加载装置置于密闭且含有侵蚀性的溶液的容器中，对容器中的液体加载，也可加速检测钢筋受弯时溶液侵蚀状况。

本发明的设计重点是通过可控的螺旋加压使试件稳定受弯，并通过弹簧伸缩值测得准确荷载，而且可以进行长期试验，可以有效避免连接应变片复杂工序的困扰，巧妙地避免了应力损失等状况的发生。同时该装置又不同于普通的加载试验机，该装置体积小巧，结构简单，在进行后续的受弯状态下的钢筋抵抗溶液侵蚀状况等试验时，具有良好的可操作性和实用性。

以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术性质对以上实施例所做的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.检测钢筋受弯状态下抗锈蚀性能的辅助装置，其特征在于，包括容器和固定在其内的加载装置，所述加载装置包括加载旋钮、竖向支杆、加载部件、加载槽和固定底座，其中，固定底座与容器底部相连；

所述加载槽与固定底座相连，其内沿水平方向的槽壁上均匀设置有三组以上的试件固定卡口，每组试件固定卡口均对应一个加载旋钮、竖向支杆和加载部件，试件可通过试件固定卡口固定于加载槽中；

所述竖向支杆螺旋安装于加载槽底部，其外表面设有螺纹，可在加载槽中上下螺旋运动，其上端与加载部件连接，其下端连接加载旋钮；

所述容器内填充侵蚀溶液，所述加载装置浸没于侵蚀溶液中。

2.根据权利要求1所述的检测钢筋受弯状态下抗锈蚀性能的辅助装置，其特征在于，所述加载部件包括方向固定器、包漆弹簧和平整受力面，其中，平整受力面设于加载部件顶端，可与试件接触；所述方向固定器设于加载部件底部，其下部连接竖向支杆；所述包漆弹簧将平整受力面与方向固定器连接在一起。

3.根据权利要求2所述的检测钢筋受弯状态下抗锈蚀性能的辅助装置，其特征在于，所述方向固定器内设有有机玻璃珠和有机玻璃滑轨，其中，有机玻璃珠在有机玻璃滑轨内均匀分布。

4.根据权利要求2所述的检测钢筋受弯状态下抗锈蚀性能的辅助装置，其特征在于，所述平整受力面的宽度为3～5mm。

5.根据权利要求1所述的检测钢筋受弯状态下抗锈蚀性能的辅助装置，其特征在于，所述试件的两端包裹有密封涂层，试件中部与加载部件接触的位置设有暴露区域，试件的一端还焊接有漆包导线，所述漆包导线因焊接而暴露的金属部分包裹于所述密封涂层中。

6.根据权利要求5所述的检测钢筋受弯状态下抗锈蚀性能的辅助装置，其特征在于，所述暴露区域的长度为0.5～3cm。

7.权利要求1～6任一项所述的检测钢筋受弯状态下抗锈蚀性能的辅助装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)试件的处理：将试件的两端包裹一层环氧树脂，再经过软胶层封闭处理，形成密封涂层，在试件中部设有暴露区域；

步骤2)加载荷载：当试件安装完毕后，旋转加载旋钮，使竖向支杆上升直到加载部件的顶端接触到试件，使加载部件上的平整受力面与试件相垂直，通过旋转给予试件荷载，试件中部的暴露区域受可测的荷载，提供左右两部分的弯矩，再通过测量包漆弹簧的收缩长度，利用胡克定律即可测出荷载值；

步骤3)设置对比例：沿水平方向均布在加载槽上的三组以上的试件可以给予不同的力从而形成对比试验。