CN115060644B - 一种混凝土内钢筋耐腐蚀的测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种混凝土内钢筋耐腐蚀的测试方法，包括：步骤一：取多个钢筋试样；步骤二：将标号为1、2的钢筋试样放入1号溶液池，1号溶液池内注入仿混凝土孔隙液；步骤三：使标号2的钢筋试样具有圆环裸露部分，并将标号1、2、3的钢筋试样放置2号溶液池内；步骤四：将标号1、2、3、4的钢筋试样放入3号溶液池内；步骤五：依次探测钢筋试样1、2、3、4的电位；步骤六：将标号5、6的钢筋试样外部涂刷环氧树脂涂层，其中标号6的钢筋试样涂层呈环形；将标号5、6的钢筋试样依次放入1、2、3号溶液池内进行腐蚀处理；步骤七：将标号1、2、3、4、5、6的处理结构收集并进行分析。
Description
技术领域
本发明涉及金属测试技术领域，尤其是涉及一种混凝土内钢筋耐腐蚀的测试方法。
背景技术
钢混结构中钢筋的腐蚀是影响结构耐久性的重要因素，腐蚀可以造成钢筋本身力学性能以及钢筋和混凝土粘接性能的劣化，这将严重影响混钢结构的承载力和服役寿命。通常新的钢筋都要进行耐腐蚀测试，但都是采用现有的技术方法，如盐雾测试等，针对一个或多个试样，在同一环境下测试，对比度不够，拟真度不够，以及所获得的实验数据过于单一。
发明内容
本发明的目的在于提供一种混凝土内钢筋耐腐蚀的测试方法。
为实现上述目的，本发明采用以下内容：
一种混凝土内钢筋耐腐蚀的测试方法，包括以下步骤：
步骤一：取多个钢筋试样，并标记序号为1、2、3、……、n，n大于等于6；
步骤二：将标号为1、2的钢筋试样放入1号溶液池，1号溶液池内注入仿混凝土孔隙液，所述仿混凝土孔隙液为KOH+NaOH+Ca（OH）2溶液，pH＞11.8，并观测标号为1、2的钢筋试样表面是否出现钝化膜；
步骤三：当标号1、2出现钝化膜后，通过锉刀将标号2的钢筋试样表面钝化膜刮除，使标号2的钢筋试样具有圆环裸露部分，并将标号1、2、3的钢筋试样放置2号溶液池内，在2号溶液池内注入腐蚀溶液，且腐蚀溶液9.88≤pH≤11.8；观测标号1的钢筋试样外部钝化膜情况；标号2的钝化膜和圆环裸露部分交界处的腐蚀情况；标号3的钢筋试样的整个表面的腐蚀情况；
步骤四：将标号1、2、3、4的钢筋试样放入3号溶液池内，其中，标号4的钢筋试样只经过步骤2中仿混凝土孔隙液的处理表面形成钝化膜；在所述3号溶液池内注入高腐蚀溶液，pH＜9.88，并观测钢筋试样的腐蚀情况；
步骤五：依次探测钢筋试样1、2、3、4的电位；
步骤六：将标号5、6的钢筋试样外部涂刷环氧树脂涂层，其中标号6的钢筋试样涂层呈环形；将标号5、6的钢筋试样依次放入1、2、3号溶液池内进行腐蚀处理；
步骤七：将标号1、2、3、4、5、6的处理结构收集并进行分析。
优选的是，步骤三中的2号溶液池内腐蚀溶液至少含有CO2、O2、CL-、H2O、S2O4 2-、Mg2 +。
优选的是，步骤四中的3号溶液池内高腐蚀溶液至少含有CO2、H2O、CaCO3。
优选的是，步骤二中将标号大于6的钢筋试样进行腐蚀处理形成钝化膜，并对钝化膜进行穿透处理，依次检测钝化膜的成分。
优选的是，步骤五中的电位通过电位测量仪测量。
优选的是，步骤二至步骤六中腐蚀处理时长至少为24H。
优选的是，步骤六中的标号5、6的钢筋试样，经过腐蚀处理后，通过外力敲打涂层。
本发明具有以下优点：
本申请多个试样，模拟了实际的钢筋位于混凝土内的腐蚀效果，能够获得不同时期的腐蚀数据。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1是本发明的一种混凝土内钢筋耐腐蚀的测试方法钝化膜的结构示意图。
图2是本发明的一种混凝土内钢筋耐腐蚀的测试方法1号试样破钝期的外观图。
图3是本发明的一种混凝土内钢筋耐腐蚀的测试方法1号试样位于3号池腐蚀后的外观图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、 “设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1至3所示，一种混凝土内钢筋耐腐蚀的测试方法包括以下步骤：
步骤一：取多个钢筋试样，并标记序号为1、2、3、……、n，n大于等于6；
本申请中的步骤至少需要6个钢筋试样才能完成，多余钢筋试样可以涂刷不同的涂层进行对比实验。
步骤二：将标号为1、2的钢筋试样放入1号溶液池，1号溶液池内注入仿混凝土孔隙液，所述仿混凝土孔隙液为KOH+NaOH+Ca（OH）2溶液，pH＞11.8，并观测标号为1、2的钢筋试样表面是否出现钝化膜；将标号大于6的钢筋试样进行腐蚀处理形成钝化膜，并对钝化膜进行穿透处理，依次检测钝化膜的成分。
需要说明的是，本测试方法目的在于模拟钢筋位于混凝土内的工作环境，通常混凝土中含有大量的Ca(OH)2，因此在最初的建筑内，墙壁内的环境是偏碱性的，同时工业中的能够参与腐蚀的气体通常为O2、CO2、SO2。因此，本申请在1号溶液池内添加高碱性的腐蚀溶液，并能够观测到，溶液内的两个钢筋试样表面均出现了钝化膜；经过显微镜观测，钝化膜具有双层结构：
第一层膜：γ-FeOOH；第二层膜：Fe O（Fe3O4）；
或第一层膜δ-Fe（OH）3；第二层膜：γ-Fe2O3。
钝化膜能够有效的阻止进一步的腐蚀。
步骤三：当标号1、2出现钝化膜后，通过锉刀将标号2的钢筋试样表面钝化膜刮除，使标号2的钢筋试样具有圆环裸露部分，并将标号1、2、3的钢筋试样放置2号溶液池内，在2号溶液池内注入腐蚀溶液，且腐蚀溶液9.88≤pH≤11.8；观测标号1的钢筋试样外部钝化膜情况；标号2的钝化膜和圆环裸露部分交界处的腐蚀情况；标号3的钢筋试样的整个表面的腐蚀情况；2号溶液池内腐蚀溶液至少含有CO2、O2、CL-、H2O、S2O4 2-、Mg2+。
步骤三对标号1没有进行处理，对标号2进行了进一步的加工处理，目的在于模拟混凝土中的钢筋由于装修等外力作用，破坏了原本形成钝化膜后的腐蚀情况；标号3作为对比实验式样；
在该溶液池内，标号1所形成的钝化膜逐渐被腐蚀，该过程总结为破钝期，但其内部的基体并未受到过多腐蚀；标号2的裸露出严重腐蚀，并向钝化膜覆盖处扩散，加速了钝化膜的腐蚀速度，并且因为腐蚀速度内外差异，产生钝化膜脱落的现象；标号3全部表面被严重腐蚀。
步骤四：将标号1、2、3、4的钢筋试样放入3号溶液池内，其中，标号4的钢筋试样只经过步骤2中仿混凝土孔隙液的处理表面形成钝化膜；在所述3号溶液池内注入高腐蚀溶液，pH＜9.88，并观测钢筋试样的腐蚀情况；3号溶液池内高腐蚀溶液至少含有CO2、H2O、CaCO3。
需要说明的是，步骤四中用于模拟，建筑内随着时间的增加，pH逐渐下降，即混凝土的碳化过程，空气中的二氧化碳气体侵入混凝土，与孔隙液中的氢氧化钙作用生成碳酸钙，其中标号1、2、3直接放入3号池，标号4经过步骤二的处理后，表面具有无损的钝化膜，而后直接放入3号池；结果显示，标号1、2、3在相同的时间内，均被严重腐蚀，定性为活化期，标号4则因为破钝期的存在，腐蚀情况较轻。
步骤五：依次探测钢筋试样1、2、3、4的电位；电位通过电位测量仪测量。
钢筋的腐蚀并不是从随机一点开始腐蚀，而是由于电位差导致，通常情况下，正负极沿钢筋长度方向分布。在具有水和氧的情况下，钢筋就会发生电化学腐蚀，由阳极开始。pH8-9碳化阶段基本为建筑物的寿命尾端。
步骤六：将标号5、6的钢筋试样外部涂刷环氧树脂涂层，其中标号6的钢筋试样涂层呈环形；将标号5、6的钢筋试样依次放入1、2、3号溶液池内进行腐蚀处理；标号5、6的钢筋试样，经过腐蚀处理后，通过外力敲打涂层。
涂层钢筋具有较大的市场，本申请将其作为对比试样加入了测试方法内，其中标号5的环氧树脂涂层钢筋经过1、2、3号溶液池后，被腐蚀程度较低，标号6的环氧树脂涂层钢筋腐蚀情况较为严重，并在2号池内出现涂层脱落的现象。
步骤七：将标号1、2、3、4、5、6的处理结构收集并进行分析。
进一步地，步骤二至步骤六中腐蚀处理时长至少为24H。
通过本申请的测试方法，能够得出以下结论：
1号钢筋试样：模拟了钢筋在混凝土中的自始至终腐蚀效果，随着混凝土的碳化，钢筋腐蚀程度逐步加深，但满足于腐蚀要求。
2号钢筋试样：模拟了钢筋在混凝土中收到碰撞产生损坏的情况。通常为混凝土建成后20年左右，如房屋交易后的装修等场景，钢筋收到损害后，腐蚀速度会极大地增大，相比于1号钢筋试样，至少增加了10年时长的腐蚀程度。
3号钢筋试样：作为2号钢筋试样的对比，腐蚀速度与2号钢筋试样相同，因为2号钢筋式样表面具有钝化膜，在覆盖区具有较好的耐腐蚀效果；
4号钢筋试样：作为对比钢筋试样，体现腐蚀速度是否与钝化膜相关。
5号钢筋试样：模拟了环氧树脂涂层钢筋在混凝土中的自始至终的使用环境，能够得出，耐腐蚀性能上，远超出普通钢筋；
6号钢筋试样：与2号钢筋试样相同，模拟破损后的耐腐蚀程度。
综述，虽然耐腐蚀涂层钢筋试样具有较好的耐腐蚀性，但耐腐蚀涂层钢筋会降低混凝土的粘结强度。施工时，需要注意钢筋的存放等，使整个施工成本提高25%。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (5)
1.一种混凝土内钢筋耐腐蚀的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：取多个钢筋试样，并标记序号为1、2、3、……、n，n大于等于6；
步骤二：将标号为1、2的钢筋试样放入1号溶液池，1号溶液池内注入仿混凝土孔隙液，所述仿混凝土孔隙液为KOH+NaOH+Ca（OH）2溶液，pH＞11.8，并观测标号为1、2的钢筋试样表面是否出现钝化膜；
步骤三：当标号1、2出现钝化膜后，通过锉刀将标号2的钢筋试样表面钝化膜刮除，使标号2的钢筋试样具有圆环裸露部分，并将标号1、2、3的钢筋试样放置2号溶液池内，在2号溶液池内注入腐蚀溶液，且腐蚀溶液9.88≤pH≤11.8；观测标号1的钢筋试样外部钝化膜情况；标号2的钝化膜和圆环裸露部分交界处的腐蚀情况；标号3的钢筋试样的整个表面的腐蚀情况；2号溶液池内腐蚀溶液至少含有CO2、O2、CL-、H2O、S2O4 2-、Mg2+；
步骤四：将标号1、2、3、4的钢筋试样放入3号溶液池内，其中，标号4的钢筋试样只经过步骤2中仿混凝土孔隙液的处理表面形成钝化膜；在所述3号溶液池内注入高腐蚀溶液，pH＜9.88，并观测钢筋试样的腐蚀情况；3号溶液池内高腐蚀溶液至少含有CO2、H2O、CaCO3；
步骤五：依次探测钢筋试样1、2、3、4的电位；
步骤六：将标号5、6的钢筋试样外部涂刷环氧树脂涂层，其中标号6的钢筋试样涂层呈环形；将标号5、6的钢筋试样依次放入1、2、3号溶液池内进行腐蚀处理；
步骤七：将标号1、2、3、4、5、6的处理结构收集并进行分析。
2.根据权利要求1所述的一种混凝土内钢筋耐腐蚀的测试方法，其特征在于，步骤二中将标号大于6的钢筋试样进行腐蚀处理形成钝化膜，并对钝化膜进行穿透处理，依次检测钝化膜的成分。
3.根据权利要求1所述的一种混凝土内钢筋耐腐蚀的测试方法，其特征在于，步骤五中的电位通过电位测量仪测量。
4.根据权利要求1所述的一种混凝土内钢筋耐腐蚀的测试方法，其特征在于，步骤二至步骤六中腐蚀处理时长至少为24H。
5.根据权利要求1所述的一种混凝土内钢筋耐腐蚀的测试方法，其特征在于，步骤六中的标号5、6的钢筋试样，经过腐蚀处理后，通过外力敲打涂层。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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