CN201277969Y - 混凝土rcm氯离子扩散系数&电通量多功能测试仪 - Google Patents
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Abstract
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。可使用一台测试主机完成混凝土RCM氯离子扩散系数试验和混凝土电通量试验，并且，对混凝土RCM氯离子扩散系数试验，可同时支持多种标准或规程中规定的试验方法，支持多个试块的同时试验，自动化程度高，无需人工的干预，控制软件先进，实时采集、图像显示、自动生成试验报告，可直接打印或导入到Microsoft Word中进行处理。
Description
所属技术领域
本实用新型涉及一种混凝土性能指标测定仪，特别是一种可测定混凝土RCM氯离子扩散系数和混凝土氯离子电通量的测试仪。
背景技术
当前，混凝土的耐久性问题逐步引起人们的注意，混凝土RCM氯离子扩散系数和混凝土氯离子电通量都是评定混凝土材料抵抗氯离子渗透能力的重要指标。RCM意为(非稳态电迁移)。为了评定混凝土耐久性，评定混凝土抵抗氯离子渗透的能力，需要进行混凝土RCM氯离子扩散系数和混凝土氯离子电通量试验。用RCM法测定混凝土RCM氯离子扩散系数试验首先由唐路平提出，目前也已成为国内外众多标准要求的试验方法，其中包括《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》(GB/T 50082-200×修订中)、《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》(JTG/TB07-01-2006)、中国土木工程学会标准《混凝土结构耐久性与施工指南》(CCES 01-2004，2005年修订)、北欧NT-BUILD 492(Chloride Migration Coefficientfrom Non-Steady-State Migration Experiments)、EU-Project CHLORTESTG6RD-CT-2002-00855和CEN TC51(CEN TC 104)/WG12/TG5谈论推荐的欧盟标准(Testingresistance of concrete to chloride ingress)、CCES01-2004、JTG/B07-01-2006等；电通量法测定混凝土氯离子渗透性能试验方法是我国《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》(GB/T 50082-200？修订中)、2005年《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》、JTJ275-2000《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》、美国ASTM C1202-05标准和AASHTOT277-05标准(Standard Test Method for Electrical Indication of Concrete’sAbility to Resist Chloride lone Penetration)等所要求的一种快速测定混凝土抗氯离子渗透性能的试验方法。鉴于两种试验的重要性，试验方法的复杂性，需要一种自动化程度高、经济实用的测定仪器，能方便的测定混凝土RCM氯离子扩散系数值和氯离子电通量值。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种混凝土RCM氯离子扩散系数 & 电通量多功能测试仪，要解决使用一台仪器就可以方便的测定混凝土RCM氯离子扩散系数值和氯离子电通量值的技术问题。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
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，阴极电解液中置有阴极；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，有机硅橡胶套由支架支撑，其内部装有混凝土试件和阳极电解液，混凝土试件固定于有机硅橡胶套底部，阳极电解液中置有阳极和温度传感器；
电通量测试设备包括至少一对内装阴极电解液的阴极溶液器皿和内装阳极电解液的阳极溶液器皿，上述阴极电解液中置有阴极，阳极电解液中置有阳极和温度传感器，混凝土试件的一端浸入阴极电解液，混凝土试件的另一端浸入阳极电解液；
测试主机内置主控板卡，主控板卡与控制总线连接的元件有：
与控制总线连接的数据总线驱动器；
与显示屏连接的显示屏接口；
与键盘连接的键盘接口；
与打印机连接的RS232接口；
与电脑连接的USB接口；
与温度传感器插口连接的采样单元；
与阳极插口、阴极插口连接的电源电压转换模块；
用于检测数据统计、分析、运算的中央处理器；
连接控制按钮的控制器；
用于存储检测程序和检测数据的静态随机存储器和固态存储器；
电源开关；
测试主机外壳上具有与主控板卡对应的显示屏、至少一个通道分电源开关、至少一个控制按钮、外接电源插口以及至少一个温度传感器插口、至少一个阳极插口、至少一个阴极插口和一个用于与计算机连接的USB插口；
上述阳极插口通过导线与阳极相连；
上述阴极插口通过导线与阴极相连；
上述温度传感器插口通过信号线与温度传感器相连。
RCM氯离子扩散系数测试设备和电通量测试设备共用或分别连接阳极插口、阴极插口和温度传感器插口。
上述RCM氯离子扩散系数测试设备的混凝土试件两端由密封圈与阳极溶液器皿和阴极溶液器皿连接。
上述中RCM氯离子扩散系数测试设备混凝土试件由夹具固定于有机硅橡胶套底部。
上述阴溶液器皿内的阴极溶液是10％的氯化钠溶液，阳溶液器皿内的阳极溶液是0.3N的氢氧化钠溶液。
上述导线上连有各通道分电源开关。
上述电源开关分成第一组电源开关和第二组电源开关。
上述测试主机外壳上还有用于显示电压数据的第一组电压显示屏和第二组电压显示屏。
上述控制按钮包括复位控制按钮、显示屏背光控制按钮。
本实用新型的有益效果是：本实用新型的改进主要表现在两个方面，第一，用一台仪器就可以完成混凝土RCM氯离子扩散系数值和氯离子电通量值两个指标的测定，较两台仪器分别测定两种指标的试验方案，其性价比得到极大提高，方便实用；第二，对混凝土RCM氯离子扩散系数试验，可同时支持《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》(GB/T50082-200×修订)、北欧NT BUILD 492、《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》(JTG/TB07-01-2006)以及中国土木工程学会标准《混凝土结构耐久性设计与施工指南》(CCES01-2004，2005年修订)中规定的试验方法。其中，国标《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》(GB/T 50082-200×修订)和北欧NT BUILD 492中规定测试电压和测定时间根据初始电流值的不同作相应调整；《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》(JTG/TB07-01-2006)和《混凝土结构耐久性设计与施工指南》(CCES 01-2004，2005年修订)只规定测试时间随初始电流不同作相应调整。测试仪的测试电压和测试时间的调整无须人工参与，通电过程完成后，自动停止数据采集，试验完成后数据处理完全由软件完成，生成完整的试验报告，可直接打印或导入WORD作进一步编辑处理。
本实用新型可实现电流、温度数据的实时采集和计算，并可自动生成最终试验报告(可直接打印)。对突然断电等意外造成的试验意外结束，可以继续上次的未完成的试验，提高了试验的可靠性。
混凝土RCM氯离子扩散系数测定和氯离子电通量测定的一体化，性价比极大提高；支持不同标准下的RCM氯离子扩散系数测定，使用范围广，克服了不同规范间差异带来的不便；自动控制，无须人工干预，操作简便，节省人力；采用USB接口与计算机连接，方便快捷；断电恢复，性能稳定。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是测试主机前视图。
图2是测定混凝土RCM氯离子扩散系数的夹具试块剖面图及试验线路连接图。
图3是测定混凝土氯离子电通量的夹具试块剖面图及试验线路连接图。
图4是控制程序的程序流程图。
图5是测试主机示意图。
图6是主控板卡电路原理图。
附图标记：1-USB插口、2-测试主机外壳、3-显示屏、4-控制按钮、5-通道分电源开关、6-第-组电源开关、7-第二组电源开关、8-第一组当前电压显示屏、9-第二组当前电压显示屏、10-溶液器皿、11-阴极电解液、12-支架、13-温度传感器、14-阳极电解液、15-阳极、16-有机硅橡胶套、17-夹具、18-阴极、19-导线、20-温度传感器插口、21-外接电源插口、22-阳极插口、23-阴极插口、24-阳极溶液器皿、25-混凝土试件、26-阴极溶液器皿、27-信号线。
具体实施方式
本实用新型为混凝土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；
上述测试主机内置主控板卡，主控板卡与控制总线连接的元件参见图5、图6：
与控制总线连接的数据总线驱动器；
与显示屏3连接的显示屏接口；
与键盘连接的键盘接口；
与打印机连接的RS232接口；
与电脑连接的USB接口；
与温度传感器插口20连接的采样单元；
与阳极插口22、阴极插口23连接的电源电压转换模块；
用于检测数据统计、分析、运算的中央处理器；
连接控制按钮4的控制器；
用于存储检测程序和检测数据的静态随机存储器和固态存储器；
电源开关；
图5和图6中，“D_BUS-16b”是16位数据总线，“A_BUS”是16位地址总线，“C_BUS”是控制总线，“SPI_BUS”是同步串口，“d_BUS”是8位数据总线。
测试主机参见图1，外壳2上具有与主控板卡对应的显示屏3、至少一个通道分电源开关5、至少一个控制按钮4、外接电源插口21以及至少一个温度传感器插口20、至少一个阳极插口22、至少一个阴极插口23和一个用于与计算机连接的USB插口1；上述电源开关分成第一组电源开关6和第二组电源开关7，上述测试主机外壳上还有用于显示电压数据的第一组电压显示屏8和第二组电压显示屏9，上述控制按钮包括复位控制按钮、显示屏背光控制按钮。
RCM氯离子扩散系数测试设备参见图2，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；混凝土试件25两端由密封圈与阳极溶液器皿2和阴极溶液器皿26连接，混凝土试件25由夹具17固定于有机硅橡胶套16底部。
电通量测试设备参见图3，电通量测试设备包括至少一对内装阴极电解液11的阴极溶液器皿26和内装阳极电解液14的阳极溶液器皿24，上述阴极电解液11中置有阴极18，阳极电解液14中置有阳极15和温度传感器13，混凝土试件25的一端浸入阴极电解液，混凝土试件25的另一端浸入阳极电解液；
上述阳极插口22通过导线19与阳极15相连；
上述阴极插口23通过导线19与阴极18相连；
上述温度传感器插口20通过信号线27与温度传感器13相连。
RCM氯离子扩散系数测试设备和电通量测试设备共用或分别连接阳极插口22、阴极插口23和温度传感器插口20。
上述阴溶液器皿内的阴极溶液是10％的氯化钠溶液，阳溶液器皿内的阳极溶液是0.3N的氢氧化钠溶液。
上述导线上连有各通道分电源开关5。
本实用新型的具体实施过程如下：
对混凝土氯离子电通量试验，其技术要点为：按图3的顺序连接试验仪器，用USB连接线连接计算机；打开控制软件选择，出现控制程序中的试验选择对话框，选择“RCP混凝土电通量试验”，点击确定，开始试验，自动控制测试电压保持60V不变，测量6小时时间内通过混凝土试件两端的电通量。试验数据由控制软件自动记录保存，最终可获取《混凝土氯离子电通量试验报告》。
对符合国标《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》(GB/T 5008-2200×修订)的RCM氯离子扩散系数试验，其技术要点为：按图2的顺序连接试验试验仪器，用USB连接线连接计算机；在控制程序中的试验选择对话框中选择“RCM混凝土扩散系数试验(国标《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》)”；试验开始，控制软件通过测定30V时通过试件两端的电流值I30v，按照表1所示的调节方案调节测试电压和测试时间；到达测试时间后，控制软件报告试验结束。接下来可进行试件氯离子渗透深度的测量，将测量的渗透深度值依次填入测试软件中，即可自动计算并生成测试报告，得到混凝土试件的RCM氯离子扩散系数值。
表1《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》(修订)和
北欧NT-Bulld492中规定的测试电压和测试时间调整方案
| 初始电流I30v(30V时)(mA) | 应用电压U(调整后)(V) | 可能的新电流值Ix(mA) | 测试持续时间t(小时) |
| I30v＜5 | 60 | I0＜10 | 96 |
| 5≤I30v＜10 | 60 | 10≤I0＜20 | 48 |
| 10≤I30v＜15 | 60 | 20≤I0＜30 | 24 |
| 15≤I30v＜20 | 50 | 25≤I0＜25 | 24 |
| 20≤I30v＜30 | 40 | 25≤I0＜40 | 24 |
| 30≤I30v＜40 | 35 | 35≤I0＜50 | 24 |
| 40≤I30v＜60 | 30 | 40≤I0＜60 | 24 |
| 60≤I30v＜90 | 25 | 50≤I0＜75 | 24 |
| 90≤I30v＜120 | 20 | 60≤I0＜80 | 24 |
| 120≤I30v＜180 | 15 | 60≤I0＜90 | 24 |
| 180≤I30v＜360 | 10 | 60≤I0＜120 | 24 |
| I30v≥360 | 10 | I0≥120 | 6 |
对符合公路标准《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范JTG/T B07-01-2006》的RCM扩散系数试验，其试验连接和仪器操作与符合国标《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》(修订)的RCM氯离子扩散系数试验的试验方法相同。所不同点在于，公路标准中，电压恒定为30V，在试验开始时，仅根据初始电流值调节试验时间，其初始电流与试验时间的关系如表2。在用户选择依据公路标准测定后，控制程序将根据公路标准的规定，自动按照表2所示控制方案控制测定仪。
表2《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》(JTG/T B07-01-2006)和《混凝土结构耐久性设计与施工指南》(2005修订)中规定的测试时间调整方案
| 初始电流I0(mA) | 应选定的通量试验时间(h) | 初始电流I0 | 应选定的通量试验时间 |
| I0＜5 | 168 | 30≤I0＜60 | 24 |
| 5≤I0＜10 | 96 | 60≤I0＜120 | 8 |
| 10≤I0＜30 | 48 | 120≤I0 | 4 |
通过用户对控制软件的设定，本实用新型可自动完成在不同测试方法和不同符合标准间的切换。试验准备工作完成后，打开控制软件，通过选择对话框中的不同选项，可以分别实现国标《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》(GB/T 50082-200×修订)、《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》(JTG/T B07-01-2006)规定的RCM扩散系数试验方法，以及混凝土电通量系数试验。其中，程序的控制流程图如图4所示。
本实用新型可在测试过程中自动校正电压值，故无须在试验之前手动调整。
Claims (9)
1.一种混凝土RCM氯离子扩散系数&电通量多功能测试仪，其特征在于：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)；
电通量测试设备包括至少一对内装阴极电解液(11)的阴极溶液器皿(26)和内装阳极电解液(14)的阳极溶液器皿(24)，上述阴极电解液(11)中置有阴极(18)，阳极电解液(14)中置有阳极(15)和温度传感器(13)，混凝土试件(25)的一端浸入阴极电解液，混凝土试件(25)的另一端浸入阳极电解液；
测试主机内置主控板卡，主控板卡与控制总线连接的元件有：
与控制总线连接的数据总线驱动器；
与显示屏(3)连接的显示屏接口；
与键盘连接的键盘接口；
与打印机连接的RS232接口；
与电脑连接的USB接口；
与温度传感器插口(20)连接的采样单元；
与阳极插口(22)、阴极插口(23)连接的电源电压转换模块；
用于检测数据统计、分析、运算的中央处理器；
连接控制按钮(4)的控制器；
用于存储检测程序和检测数据的静态随机存储器和固态存储器；
电源开关；
测试主机外壳(2)上具有与主控板卡对应的显示屏(3)、至少一个通道分电源开关(5)、至少一个控制按钮(4)、外接电源插口(21)以及至少一个温度传感器插口(20)、至少一个阳极插口(22)、至少一个阴极插口(23)和一个用于与计算机连接的USB插口(1)；
上述阳极插口(22)通过导线(19)与阳极(15)相连；
上述阴极插口(23)通过导线(19)与阴极(18)相连；
上述温度传感器插口(20)通过信号线(27)与温度传感器(13)相连。
2.根据权利要求1所述的混凝土RCM氯离子扩散系数&电通量多功能测试仪，其特征在于：RCM氯离子扩散系数测试设备和电通量测试设备共用或分别连接阳极插口(22)、阴极插口(23)和温度传感器插口(20)。
3.根据权利要求1所述的混凝土RCM氯离子扩散系数&电通量多功能测试仪，其特征在于：上述RCM氯离子扩散系数测试设备的混凝土试件(25)两端由密封圈与阳极溶液器皿(24)和阴极溶液器皿(26)连接。
4.根据权利要求1所述的混凝土RCM氯离子扩散系数&电通量多功能测试仪，其特征在于：上述RCM氯离子扩散系数测试设备混凝土试件(25)由夹具(17)固定于有机硅橡胶套(16)底部。
5.根据权利要求1所述的混凝土RCM氯离子扩散系数&电通量多功能测试仪，其特征在于：上述阴溶液器皿内的阴极溶液是10％的氯化钠溶液，阳溶液器皿内的阳极溶液是0.3N的氢氧化钠溶液。
6.根据权利要求1所述的混凝土RCM氯离子扩散系数&电通量多功能测试仪，其特征在于：上述导线上连有各通道分电源开关(5)。
7.根据权利要求1所述的混凝土RCM氯离子扩散系数&电通量多功能测试仪，其特征在于：上述电源开关分成第一组电源开关(6)和第二组电源开关(7)。
8.根据权利要求1所述的混凝土RCM氯离子扩散系数&电通量多功能测试仪，其特征在于：上述测试主机外壳上还有用于显示电压数据的第一组电压显示屏(8)和第二组电压显示屏(9)。
9.根据权利要求1所述的混凝土RCM氯离子扩散系数&电通量多功能测试仪，其特征在于：上述控制按钮包括复位控制按钮、显示屏背光控制按钮。
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