一种用于钢筋混凝土平面结构锈蚀的试验装置

摘要

本发明属于混凝土建筑技术领域，尤其涉及一种用于钢筋混凝土平面结构锈蚀的试验装置，包括透明外罩，所述透明外罩由四块透明侧板密封拼接而成；所述透明外罩的外部，沿所述透明外罩的周向及透明侧板的连接部安装有用于固定所述透明外罩的固定钢笼；所述透明外罩下部开口端固定粘接有防水垫，所述防水垫用于与钢筋混凝土平面结构试件底座密封连接，用以构成容纳钢筋混凝土平面结构试件及氯盐溶液的容纳体。本发明结构简单，操作简易，组装方便，安全可靠，成本低廉，可重复使用，能够用于锈蚀钢筋混凝土平面结构耐久性试验。

说明书

技术领域

本发明属于混凝土建筑技术领域，尤其涉及一种用于钢筋混凝土平面结构锈蚀的试验装置。

背景技术

随着我国第一批建造的钢筋混凝土结构服役期增长，钢筋混凝土结构的耐久性问题逐渐显现，而钢筋锈蚀正是钢筋混凝土结构耐久性问题的最主要表现。钢筋锈蚀将会造成钢筋截面面积的减小及延性、强度降低，引起外包混凝土出现锈胀开裂、混凝土剥落、钢筋与混凝土之间的粘结性能减弱，使得结构的承载力发生衰减，并最终造成结构失效。

目前国内外结构工程研究人员针对钢筋混凝土结构的耐久性问题做了大量的试验研究，但绝大多数止步于构件层次。通过加速锈蚀由实验室制备混凝土构件主要有两种途径，一是人工环境模拟实验室制备，二是氯盐浸泡加钢筋通电锈蚀制备，而氯盐浸泡加钢筋通电锈蚀方法因为其较人工环境模拟实验室制备成本低、试件尺寸灵活等优点应用最广。而若要从整体结构层次研究锈蚀后钢筋混凝土结构的抗震性能，就需制备大比例缩尺甚至足尺锈蚀钢筋混凝土结构构件，然而钢筋混凝土结构由于其尺寸较大，不能放入人工环境模拟箱中，目前来说仅能通过氯盐浸泡加钢筋通电锈蚀方法制备。对于钢筋混凝土平面结构来说，若采用锈蚀池对其进行锈蚀，需将其竖向放置，制备长宽高均大于构件的锈蚀池，其不仅造价高，且对于试验场地要求较高。因此需要一种可用于钢筋混凝土平面结构锈蚀的试验装置，用于实验室环境制备锈蚀钢筋混凝土平面结构。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供安装简单便捷、使用安全可靠、成本低廉、可重复使用的用于钢筋混凝土平面结构锈蚀的试验装置，用于快速且方便在实验室内制备锈蚀钢筋混凝土平面结构。

本发明提供了一种用于钢筋混凝土平面结构锈蚀的试验装置，包括透明外罩，透明外罩由四块透明侧板密封拼接而成；透明外罩的外部，沿透明外罩的周向及透明侧板的连接部安装有用于固定透明外罩的固定钢笼；透明外罩下部开口端固定粘接有防水垫，防水垫用于与钢筋混凝土平面结构试件底座密封连接，用以构成容纳钢筋混凝土平面结构试件及氯盐溶液的容纳体。

进一步地，该装置还包括吊装把手，吊装把手固定安装于透明外罩的上部。

进一步地，吊装把手安装于吊装把手钢板上，吊装把手钢板通过吊装把手钢板固定螺栓与透明外罩固定安装。

进一步地，吊装把手的安装位置高于试验进行时添加的氯盐溶液水平面的高度。

进一步地，透明侧板为PVC板或钢化玻璃板，透明侧板粘接并涂有乳胶漆防水层。

进一步地，透明侧板的连接部栓接有薄铁皮。

进一步地，固定钢笼包括钢笼钢条及固定钢笼角钢，钢笼钢条及固定钢笼角钢分别沿透明外罩的周向及透明侧板的连接部通过固定钢笼螺栓与透明外罩固定连接。

进一步地，防水垫为橡胶垫，橡胶垫的长度与透明外罩下部开口端外边缘的长度相等，橡胶垫的宽度大于透明侧板的厚度。

进一步地，透明外罩开设有多个透明开门，透明开门对应布置于相对的一对透明侧板上。

进一步地，透明开门通过透明开门铰链及透明开门铰链轴与所述透明外罩活动连接，透明开门上设有透明开门把手及透明开门锁扣，透明开门与透明外罩接触部分设有与透明开门锁扣相配合的透明开门锁扣孔，透明开门外缘设有透明开门橡胶圈。

借由上述方案，该用于钢筋混凝土平面结构锈蚀的试验装置，结构简单，操作简易，组装方便，安全可靠，成本低廉，可重复使用，能够用于锈蚀钢筋混凝土平面结构耐久性试验。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本发明一种用于钢筋混凝土平面结构锈蚀的试验装置的三维结构示意图；

图2是本发明一种用于钢筋混凝土平面结构锈蚀的试验装置的前视图；

图3是本发明一种用于钢筋混凝土平面结构锈蚀的试验装置的左视图及右视图；

图4是本发明一种用于钢筋混凝土平面结构锈蚀的试验装置透明开门的前视图；

图5是本发明一种用于钢筋混凝土平面结构锈蚀的试验装置透明开门的左斜视视图；

图6是本发明一种用于钢筋混凝土平面结构锈蚀的试验装置透明开门的右斜视视图；

图7是本发明一种用于钢筋混凝土平面结构锈蚀的试验装置透明开门与透明外罩接触部分的细节图；

图8是本发明一种用于钢筋混凝土平面结构锈蚀的试验装置固定钢笼与透明外罩四角部分固定的细节图；

图9是本发明一种用于钢筋混凝土平面框架锈蚀的试验装置锈蚀工作的三维示意图。

图中标号：

1-透明外罩，2-固定钢笼，3-吊装把手，4-橡胶垫，5-透明开门，6-固定钢笼螺栓，7-薄铁皮，8-吊装把手钢板，9-吊装把手钢板固定螺栓，10-钢筋混凝土平面结构试件，11-钢筋混凝土平面结构试件底座，12-钢丝网，13-电源线，14-电源，15-透明开门把手，16-透明开门铰链，17-透明开门锁扣，18-透明开门锁扣孔，19-透明开门橡胶圈，20-透明开门铰链轴，21-透明侧板，22-固定钢笼钢条，23-固定钢笼角钢。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参图1至图8所示，本实施例提供了一种用于钢筋混凝土平面框架锈蚀的试验装置：主体包括透明外罩1、固定钢笼2、吊装把手3和橡胶垫4(防水垫)四部分。透明外罩1由四块透明侧板21拼装而成，透明侧板21可采用PVC板、钢化玻璃板或其他任何透明的具有防水效果的板材，透明外罩的大小及厚度并非固定，需按照试验实际情况而定，采用胶水粘结。采用PVC胶水(PVC板时)或玻璃胶(钢化玻璃时)对PVC板(或钢化玻璃板)进行粘结并涂乳胶漆作防水处理。

PVC板(或钢化玻璃板)拼接的两侧预留薄铁皮螺栓孔，表面预留固定钢笼螺栓孔，在透明PVC板(或钢化玻璃板)连接处用薄铁皮7通过螺栓进行初步固定，随后用固定钢笼钢条22、固定钢笼角钢23及固定钢笼螺栓6组成固定钢笼2对透明外罩1进行整体加固。固定钢笼其钢条尺寸、角钢尺寸及螺栓数量、位置并非固定，需按照试验实际情况而定。透明外罩固定四边的薄铁皮，其螺栓数量及位置并非固定，需按照试验实际情况而定。

透明外罩1前后两侧上部预留吊装把手钢板螺栓孔，用吊装把手钢板固定螺栓9固定吊装把手钢板8，吊装把手钢板8其上有吊装把手3方便实验室吊装运输。吊装把手可为圆形、椭圆形、方形。

透明外罩1前后两侧(较大侧板)设有透明开门5，透明开门5主要组成部分有透明开门把手15，透明开门铰链16，透明开门锁扣17三部分，透明开门5与透明外罩1接触部分留有透明开门锁扣孔18，透明开门铰链轴20及用于保证氯盐溶液不外渗的透明开门橡胶圈19，可保证透明开门5在试验过程中不漏水及试验中期更换钢丝网12时可以顺利开启。透明外罩外部所开透明开门大小需介于10cm至40cm，大小、数量并非固定，需按照试验实际情况而定，可为其形状可为圆形、椭圆形、方形等。

装置下部设有防水垫，本实施例中防水垫采用橡胶垫4，橡胶垫4用橡胶胶水固定在透明外罩1下部。橡胶垫沿透明外罩开口端外边缘布置，使用橡胶胶水将橡胶垫粘结于透明外罩下部开口处，其长度与透明外罩外边缘长度相等，宽度大于透明PVC板或钢化玻璃厚度，橡胶垫4固定在钢筋混凝土平面结构试件底座11上。

参图9所示，本发明的工作原理为：将钢筋混凝土平面结构试件10外部包裹钢丝网12，然后将本试验装置的橡胶垫4通过橡胶胶水粘结并用乳胶漆和沥青作防水处理，固定在钢筋混凝土平面结构试件底座11上。待粘结牢固后可往装置内添加氯盐溶液，同时将待锈钢筋通过电源线13连接于电源14的阳极之上，将钢丝网12通过电源线13连接于电源14的阴极之上。在钢筋混凝土平面结构试件10锈蚀过程中，可通过透明外罩1观察因钢筋锈蚀产物体积膨胀造成的外包混凝土开裂及裂缝发展进程，便于试验记录。待钢筋混凝土平面结构试件10内部钢筋锈蚀到一定程度时，锈蚀产物将会使氯盐溶液变浑浊，此时可停止通电，同时用抽水泵将氯盐溶液排出，打开透明开门5更换钢丝网12，随后倒入新的氯盐溶液后继续通电。待钢筋达到试验方案规定锈蚀率后，可断开电源14，将氯盐溶液排出本试验装置，并将本装置由钢筋混凝土平面结构试件底座11上卸除。

本发明提供的用于钢筋混凝土平面框架锈蚀的试验装置，具有如下技术效果：

1)各构件组装连接简单可靠，成本低廉，且可重复使用，能够节省对钢筋混凝土柱构件锈蚀所需的建造锈蚀池的费用，且钢筋混凝土平面结构在锈蚀过程中无需过多操作。

2)可对平面钢筋混凝土结构竖向放置进行锈蚀，避免了横向放置重力作用造成的锈蚀过程中下部受拉侧的锈蚀裂缝过早开展，同时避免了钢筋混凝土平面结构试件底座钢筋的锈蚀，更符合试验需求。

3)因外罩采用透明材质，因此可在整个试验周期观察因钢筋锈蚀导致的裂缝开展情况，可用裂缝观测仪进行观测记录。

4)对钢筋混凝土整体结构进行锈蚀时产生的锈蚀产物量比较大，锈蚀产物将会造成氯盐溶液浑浊从而影响由外部观察裂缝开展情况，因此，在钢筋混凝土平面结构在锈蚀一定程度时需要更换电源阴极所连钢丝网以及氯盐溶液，本试验装置预留透明开门可方便用抽水装置将氯盐溶液抽取完毕后更换钢丝网。

5)该装置不仅可用于钢筋混凝土平面结构锈蚀，也可用于足尺钢筋混凝土柱锈蚀。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。