CN217819924U - 一种多环境因素耦合作用下钢筋混凝土快速锈蚀试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多环境因素耦合作用下钢筋混凝土快速锈蚀试验装置，为室内模拟复杂环境下钢筋混凝土耐久性试验提供了一种结构简单、拆卸灵活、操作方便和快捷高效的试验装置。它包括包括制冷系统，试验箱，喷洒装置，通电锈蚀装置和控制装置。该装置能够实现干湿、冻融、碳化/氧化/盐雾及氯盐侵蚀等海洋环境中多因素耦合作用下钢筋混凝土快速锈蚀试验，该装置结构简单，可视化面板操控使用方便，不仅可以更为真实准确地模拟钢筋混凝土结构的服役状态，而且为系统全面开展多环境因素耦合作用下的钢筋混凝土的耐久性研究提供基础设备。
Description
技术领域
本发明涉及一种多环境因素耦合作用下钢筋混凝土快速锈蚀试验装置。
背景技术
钢筋混凝土结构的耐久性能劣化的主要诱导因素是钢筋锈蚀，而混凝土内钢筋锈蚀可由多种因素引起的，如：Cl-侵蚀、CO2、O2和及温度。其中Cl-侵蚀是主要因素，碳化和氧化及温度的影响对钢筋的锈蚀作用一般较小，仅在某些特殊作用下才影响较大。现有锈蚀试验装置只能开展单因素作用下钢筋混凝土的锈蚀试验，不仅周期较长，而且不能够模拟钢筋混凝土结构的真实服役状态，不利于研究开展。目前，尚无装置对处于多环境因素耦合作用下的钢筋混凝土进行锈蚀试验，以至于未能实现多环境因素耦合作用下的钢筋混凝土的耐久性研究，无法为多环境因素耦合作用下的钢筋混凝土耐久性的提高及其寿命预测提供理论基础和改善方法。
发明内容
本发明正是基于上述技术问题，提出了一种多环境因素耦合作用下钢筋混凝土快速锈蚀试验装置，以填补该领域空白，并解决上述背景技术中存在的问题。
本发明提出的一种多环境因素耦合作用下钢筋混凝土快速锈蚀试验装置，包括制冷系统，试验箱，喷洒装置，通电锈蚀装置和控制装置。
所述的制冷系统包括压缩机，毛细管，干燥过滤器，冷凝器，第一蒸发器，第一连接管，第二蒸发器，第二连接管，支撑钢丝，回气管和出气管。所述的压缩机上有工艺管口，所述的压缩机通过出气管连接至冷凝器，所述的冷凝器连接有干燥过滤器，所述的干燥过滤器连接有毛细管，所述的冷凝器和干燥过滤器及毛细管位于试验箱体后侧的散热箱体内，其散热箱体的外层板上均匀分布有散热孔，所述的毛细管通往试验箱体内外层板间连接有第一蒸发器，所述的第一蒸发器由支撑钢丝固定在试验箱左侧内外层板间，所述的毛细管通过第一连接管穿过试验箱体后侧板层间连接至第二蒸发器，所述的第二蒸发器由支撑钢丝固定在试验箱体右侧内外层板间，所述的第一蒸发器和第二蒸发器相互连接形成并联，连接至第二连接管，所述的第二连接管连接回气管，所述的回气管连接至压缩机。
所述的试验箱分为两部分，即上部箱体和下部箱体；所述的上部箱体由间隔板隔开为左右两个部分，即左箱体和右箱体；所述的左箱体/右箱体包括外层板，保温隔热层，加热板及内层板，所述左箱体/右箱体顶部有入/出气口，所述的入/出气口带有控制阀门，所述的左箱体/右箱体顶部内侧有温湿感应器，气体浓度传感器和喷头，所述的左箱体/右箱体内有网状托盘，所述的左箱体/右箱体内有弹簧、阴极钢筋板和阳极卡槽，所述的网状托盘上有混凝土试件，所述的混凝土试件内有钢筋，所述的上部箱体有门盖，所述的门盖上有把手，所述的上部箱体下部左右侧有入/出水口，所述的入/出水口带有控制阀门；所述的下部箱体由外层板构成，所述的外层板上有散热孔，所述的下部箱体内有压缩机和雾化器，所述的下部箱体底部安装有滚轮，所述的下部箱体前部有控制箱，所述的试验箱后侧有散热箱，所述的散热箱内有制冷系统。
所述的喷洒装置包括雾化器，高压管及喷头，所述的雾化器连接有高压管和第三连接管，所述的高压管与上部箱体的喷头连接，所述的第三连接管通往下部箱体外侧与水箱连接，所述的水箱有刻度。
所述的通电锈蚀装置包括钢筋混凝土试件，钢筋，弹簧，阴极钢筋板和阳极卡槽，所述的钢筋内嵌于混凝土内，所述的钢筋与阳极卡槽连接，所述的混凝土与弹簧连接，所述的弹簧与阴极钢筋板连接，所述的阳极卡槽与直流电源正极连接，所述的阴极钢筋板与直流电源负极连接。
所述的控制箱内有可视化控制装置，可视化控制装置包括电源控制开关，湿度控制面板，温度控制面板，雾化控制面板，气体浓度监测控制面板和直流电电流控制面板。
本发明相比现有试验装置的有益效果是：
该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现，本发明提供了一种多环境因素耦合作用下钢筋混凝土快速锈蚀试验装置，与传统的单因素作用下通电锈蚀试验装置相比，本试验装置可以实现卤盐环境下冻融/干湿循环作用，且配备喷洒装置能够实现盐雾环境，入/出气口可以进行氧化/碳化试验，模拟多因素耦合环境与自然环境更为接近，更能反应钢筋混凝土实际锈蚀过程，为更好地开展钢筋混凝土的耐久性研究提供保障。
附图说明
下面结合附图对本实用新型/发明进一步说明。
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1为本发明正面示意图；
图2为本发明侧视示意图；
图3为本发明俯视示意图；
图中1.外层板；2.隔热保温层；3.第一蒸发器；4.加热板；5.内层板；6.冷凝器；7.干燥过滤器；8.毛细管；9.第二蒸发器；10.散热箱体；11.气体浓度感应器；12.喷头；13.温湿感应器；14.入/出气口；15.间隔板；16.第一连接管；17.散热孔；18.混凝土试件；19.钢筋；20.弹簧；21.阴极钢筋板；22.阳极卡槽；23.网状托盘；24.第二连接管；25.入/出水口；26.把手；27.门盖；28.压缩机；29.回气管；30.出气管；31.滚轮；32.控制箱；33.雾化器；34.高压管；35.水箱；36.第三连接管；37.工艺口；38.支撑钢丝。
具体实施方式
为了更好地理解与实施，下面结合具体试验案例及附图对本发明进一步说明，但发明装置并不局限于这些实施方式，任何在本实施例基础上改进或替代，仍属于本发明装置权利要求保护的范围。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
本装置具体应用于试验室中可以模拟多种环境因素耦合作用下钢筋混凝土快速锈蚀试验环境，是一种多环境因素耦合作用下钢筋混凝土快速锈蚀试验装置，本发明包括包括包括制冷系统，试验箱，喷洒装置，通电锈蚀装置和控制装置五部分。
Ⅰ、参见图1、2、3，所述的制冷系统包括压缩机28，毛细管8，干燥过滤器7，冷凝器6，第一蒸发器3，第一连接管16，第二蒸发器9，第二连接管24，支撑钢丝38，回气管29和出气管30。所述的压缩机28上有工艺口37，所述的压缩机28通过出气管30连接至冷凝器6，所述的冷凝器6连接有干燥过滤器7，所述的干燥过滤器7连接有毛细管8，所述的冷凝器6和干燥过滤器7及毛细管8位于试验箱体后侧的散热箱体10内，其散热箱体10的外层板1上均匀分布有散热孔17，所述的毛细管8通往试验箱体内外层板间连接有第一蒸发器3，所述的第一蒸发器3由支撑钢丝38固定在试验箱左侧内外层板间，所述的毛细管8通过第一连接管16穿过试验箱体后侧板层间连接至第二蒸发器9，所述的第二蒸发器9由支撑钢丝38固定在试验箱体右侧内外层板间，所述的第一蒸发器3和第二蒸发器9相互连接形成并联，连接至第二连接管24，所述的第二连接管24连接回气管29，所述的回气管29连接至压缩机28。
Ⅱ、参见图1、2、3，所述的试验箱分为两部分，即上部箱体和下部箱体；所述的上部箱体由间隔板15隔开为左右两个部分，即左箱体和右箱体；所述的左箱体/右箱体包括外层板1，保温隔热层2，加热板4及内层板5，所述左箱体/右箱体顶部有入/出气口14，所述的入/出气口14带有控制阀门，所述的左箱体/右箱体顶部内侧有温湿感应器13，气体浓度传感器11和喷头12，所述的左箱体/右箱体内有网状托盘23，所述的左箱体/右箱体内有弹簧20、阴极钢筋板21和阳极卡槽22，所述的网状托盘23上有混凝土试件18，所述的混凝土试件18内有钢筋19，所述的上部箱体有门盖27，所述的门盖上有把手26，所述的上部箱体下部左右侧有入/出水口14，所述的入/出水口14带有控制阀门；所述的下部箱体由外层板1构成，所述的外层板1上有散热孔17，所述的下部箱体内有压缩机28和雾化器33，所述的下部箱体底部安装有滚轮31，所述的下部箱体前部有控制箱32，所述的试验箱后侧有散热箱10，所述的散热箱10内有制冷系统。
Ⅲ、参见图1、2、3，所述的喷洒装置包括雾化器33，高压管34，喷头12，水箱35及第三连接管36；所述的雾化器33连接有高压管34和第三连接管36，所述的高压管34与上部箱体的喷头12连接，所述的第三连接36管通往下部箱体外侧与水箱35连接，所述的水箱35有刻度。
IV、参见图1、2、3，所述的通电锈蚀装置包括混凝土试件18，钢筋19，弹簧20，阴极钢筋板21和阳极卡槽22；所述的钢筋19内嵌于混凝土试件18内，所述的钢筋19与阳极卡槽22连接，所述的混凝土试件18与弹簧20连接，所述的弹簧20与阴极钢筋板21连接，所述的阳极卡槽22与直流电源正极连接，所述的阴极钢筋板21与直流电源负极连接。
Ⅴ、参见图1、2、3，所述的控制箱32内有可视化控制装置，可视化控制装置包括电源控制开关，可视化湿度控制面板，可视化温度控制面板，可视化雾化控制面板，可视化气体浓度监测控制面板和直流电电流控制面板。
实施例：多种环境因素耦合作用下钢筋混凝土通电锈蚀试验
步骤1：根据试验所需要的钢筋混凝土试件尺寸，确定试验箱尺寸大小。本次试验采用标养28d后的100mm×100mm×400mm钢筋混凝土试件，用蜡涂封两端钢筋，依次将混凝土试件的钢筋端部放入阳极卡槽内，混凝土试件另一端与弹簧连接。若为多组试样可分层放置于网状托盘上，关闭门盖。
步骤2：打开入/出水口阀门，通过入/出水口向试验箱体内注入盐溶液(本次采用浓度为3.5％NaCl溶液)，盐溶液完全浸没混凝土试件后关闭入/出水口阀门，同时完成入气/水口的CO2气瓶连接。
步骤3：本次试验采用快冻法，根据冻融试验规范对温度的要求，每次冻融循环在2～4h内完成，融化时间不得少于冻融循环的1/4，试件中心最低和最高温度应分别控制在(-18±2)℃和(5±2)℃，温度变化由制冷系统自动控制。
步骤4：考虑干湿循环作用，本次试验设定24h为一个干湿循环，即将试件浸泡在盐溶液中11h，打开出水口阀门，排出NaCl溶液，取出试件放到钢丝托盘上自然风干1h，设定温湿控制面板温度为80℃，通过加热板对箱体内试件进行烘干11h，然后冷却1h左右至室温。打开盐雾控制系统和入/出气口阀门，通过入/出气口和雾化喷头对混凝土试件进行碳化和盐雾侵蚀，侵蚀完成规定龄期后关闭雾化器及入/出气口阀门。
步骤5：在冻融-干湿循环、盐雾和碳化耦合作用下，首先，测量试验电极的自然电位V0，然后，开机通电，同时开始记时，分别在2min、6min、10min、15min时测读并记录试验电极的极化电位V2、V6、V10、V15。试验中通过钢筋表面的电流密度应保持恒定为50μA/cm2，按试验电极中间暴露段钢筋面积计算电流。
步骤6：通过气体浓度感应器和温湿感应器监测的数据随时调整误差，以保证试验条件的准确性，到达规定龄期后，取出钢筋混凝土试件，采集试验数据，然后重复步骤3、4，5直至最终试验结束。
步骤7：试验结束后，按顺序关闭各个控制开关，打开门盖，从试验箱体中取出混凝土试件，打开入/出水口阀门排出盐溶液。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而己，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种多环境因素耦合作用下钢筋混凝土快速锈蚀试验装置，其特征在于：它包括制冷系统，试验箱，喷洒装置，通电锈蚀装置和控制装置；所述的制冷系统包括压缩机(28)，毛细管(8)，干燥过滤器(7)，冷凝器(6)，第一蒸发器(3)，第一连接管(16)，第二蒸发器(9)，第二连接管(24)，支撑钢丝(38)，回气管(29)和出气管(30)；所述的压缩机(28)上有工艺口(37)，所述的压缩机(28)通过出气管(30)连接至冷凝器(6)，所述的冷凝器(6)连接有干燥过滤器(7)，所述的干燥过滤器(7)连接有毛细管(8)，所述的冷凝器(6)和干燥过滤器(7)及毛细管(8)位于试验箱体后侧的散热箱体(10)内，其散热箱体(10)的外层板(1)上均匀分布有散热孔(17)，所述的毛细管(8)通往试验箱体内外层板间连接有第一蒸发器(3)，所述的第一蒸发器(3)由支撑钢丝(38)固定在试验箱左侧内外层板间，所述的毛细管(8)通过第一连接管(16)穿过试验箱体后侧板层间连接至第二蒸发器(9)，所述的第二蒸发器(9)由支撑钢丝(38)固定在试验箱体右侧内外层板间，所述的第一蒸发器(3)和第二蒸发器(9)相互连接形成并联，连接至第二连接管(24)，所述的第二连接管(24)连接回气管(29)，所述的回气管(29)连接至压缩机(28)；所述的试验箱分为两部分，即上部箱体和下部箱体；所述的上部箱体由间隔板(15)隔开为左右两个部分，即左箱体和右箱体；所述的左箱体/右箱体包括外层板(1)，保温隔热层(2)，加热板(4)及内层板(5)，所述左箱体/右箱体顶部有入/出气口(14)，所述的入/出气口(14)带有控制阀门，所述的左箱体/右箱体顶部内侧有温湿感应器(13)，气体浓度传感器(11)和喷头(12)，所述的左箱体/右箱体内有网状托盘(23)，所述的左箱体/右箱体内有弹簧(20)、阴极钢筋板(21)和阳极卡槽(22)，所述的网状托盘(23)上有混凝土试件(18)，所述的混凝土试件(18)内有钢筋(19)，所述的上部箱体有门盖(27)，所述的门盖上有把手(26)，所述的上部箱体下部左右侧有入/出水口(25)，所述的入/出水口(25)带有控制阀门；所述的下部箱体由外层板(1)构成，所述的外层板(1)上有散热孔(17)，所述的下部箱体内有压缩机(28)和雾化器(33)，所述的下部箱体底部安装有滚轮(31)，所述的下部箱体前部有控制箱(32)，所述的试验箱后侧有散热箱体(10)，所述的散热箱体(10)内有制冷系统；所述的喷洒装置包括雾化器(33)，高压管(34)，喷头(12)，水箱(35)及第三连接管(36)；所述的雾化器(33)连接有高压管(34)和第三连接管(36)，所述的高压管(34)与上部箱体的喷头(12)连接，所述的第三连接管(36)通往下部箱体外侧与水箱(35)连接，所述的水箱(35)有刻度；所述的通电锈蚀装置包括混凝土试件(18)，钢筋(19)，弹簧(20)，阴极钢筋板(21)和阳极卡槽(22)；所述的钢筋(19)内嵌于混凝土试件(18)内，所述的钢筋(19)与阳极卡槽(22)连接，所述的混凝土试件(18)与弹簧(20)连接，所述的弹簧(20)与阴极钢筋板(21)连接，所述的阳极卡槽(22)与直流电源正极连接，所述的阴极钢筋板(21)与直流电源负极连接；所述的控制箱(32)内有可视化控制装置，可视化控制装置包括电源控制开关，可视化湿度控制面板，可视化温度控制面板，可视化雾化控制面板，可视化气体浓度监测控制面板和直流电电流控制面板。
2.根据权利要求1所述的一种多环境因素耦合作用下钢筋混凝土快速锈蚀试验装置，其特征在于：所述的试验箱为耐腐蚀轻质绝缘材料。
3.根据权利要求2所述的一种多环境因素耦合作用下钢筋混凝土快速锈蚀试验装置，其特征在于：所述的试验箱内部的网状托盘(23)为耐腐蚀耐高温绝缘材料，可拆卸。
4.根据权利要求3所述的一种多环境因素耦合作用下钢筋混凝土快速锈蚀试验装置，其特征在于：所述的试验箱内部的通电锈蚀装置的线路均为暗线布置于保温隔热层(2)间。
5.根据权利要求4所述的一种多环境因素耦合作用下钢筋混凝土快速锈蚀试验装置，其特征在于：所述的弹簧(20)，阴极钢筋板(21)和阳极卡槽(22)均为耐腐蚀耐高温材料。
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20221115 |
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