一種精確測試鋼筋沿長度方向銹蝕率的裝置及測試方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種精確測試鋼筋沿長度方向銹蝕率的裝置及測試方法，包括鋼筋、固定裝置、測試裝置及數(shù)據(jù)采集裝置，測試裝置包括容器、水及自動稱重儀，水位于容器內(nèi)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括一臺計算機、數(shù)據(jù)傳輸線，自動稱重儀通過數(shù)據(jù)傳輸線連接至計算機，所述的固定裝置包括固定架、自動升降臺及夾具，自動升降臺放置在固定架的下橫梁上，自動升降臺的升降速度可以調(diào)節(jié)，容器放置在自動升降臺上，自動稱重儀安裝在固定架的上橫梁上，夾具的上端與自動稱重儀相連接，夾具的下端與鋼筋相連接，自動升降臺與計算機相連接。本發(fā)明測試裝置的特點是組裝拆卸簡單，操作方便，試驗所需儀器較少，可重復使用，能準確測出鋼筋沿長度方向的銹蝕率。
【專利說明】一種精確測試鋼筋沿長度方向銹蝕率的裝置及測試方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種精確測試鋼筋沿長度方向銹蝕率的裝置及測試方法，屬于混凝土建筑領域。
【背景技術】
[0002]土木工程領域中，鋼筋與混凝土是目前世界上運用最為廣泛的建筑材料，但由于混凝土碳化及氯化物的侵蝕等，引起鋼筋的銹蝕，降低結構物的安全性及耐久性，因此，鋼筋銹蝕的研究是目前工程中急需解決的耐久性問題。
[0003]目前測試鋼筋銹蝕率的方法大多數(shù)采用《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法》(GBJ82-85)中規(guī)定的方法:取出試件中鋼筋，刮去鋼筋上沾附的混凝土，用12%鹽酸溶液進行酸洗，經(jīng)清水漂凈后，用石灰水中和，最后再以清水沖洗干凈。擦干后在干燥器中至少存放4小時，用分析天平稱重計算銹蝕失重。但實際上鋼筋銹蝕是不均勻的，沿長度方向的單位長度的銹蝕率并不一樣，因此，按上述方法測試的銹蝕率是鋼筋的平均銹蝕率，并不是每一段鋼筋的真實銹蝕率。而實際上平均銹蝕率對計算結構的承載力并不細致和具體，承載力受沿鋼筋長度方向的最大銹蝕率的影響最大。
[0004]CN 102854125 A的文獻公開了一種測試鋼筋沿長度方向銹蝕率的裝置及測試方法。該裝置在固定架上設置刻度，通過人工操作來調(diào)節(jié)鋼筋的上下移動，比較麻煩，精確度也較低；固定架放置在自動稱重儀上，由于每次人工調(diào)節(jié)鋼筋上下移動時，都會帶來自動稱重儀數(shù)字上的波動，對計算機自動計算實驗結果帶來麻煩。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種精確測試鋼筋沿長度方向銹蝕率的裝置及測試方法。
[0006]為解決上述技術問題，本發(fā)明的一種精確測試鋼筋沿長度方向銹蝕率的裝置，包括鋼筋、固定裝置、測試裝置及數(shù)據(jù)采集裝置，所述的測試裝置包括容器、水及自動稱重儀，水位于容器內(nèi)，所述的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括一臺計算機、數(shù)據(jù)傳輸線，自動稱重儀通過數(shù)據(jù)傳輸線連接至計算機，所述的固定裝置包括固定架、自動升降臺及夾具，自動升降臺放置在固定架的下橫梁上，自動升降臺的升降速度可以調(diào)節(jié)，容器放置在自動升降臺上，自動稱重儀安裝在固定架的上橫梁上，固定架的上橫梁上開有孔，夾具的上端穿過上橫梁上的孔與自動稱重儀相連接，夾具的下端與鋼筋的上端相連接，鋼筋的下端伸入容器內(nèi)，自動升降臺與計算機相連接。
[0007]優(yōu)選地:所述的自動升降臺通過液壓控制。
[0008]一種精確測試鋼筋沿長度方向銹蝕率的裝置的測試方法:
1)、取出試件中的銹蝕鋼筋，刮去銹蝕鋼筋上沾附的混凝土，用12%鹽酸溶液進行酸洗，經(jīng)清水漂凈后，用石灰水中和，最后再以清水沖洗干凈；
2)、將自動稱重儀放置在固定架的上橫梁上，夾具的上端穿過上橫梁上的孔與自動稱重儀相連接；
3)、將容器放置在自動升降臺面上，設定自動升降臺面的升降速度；
4)、將未銹蝕鋼筋夾在夾具上，使夾具處于豎直狀態(tài)，并使未銹蝕鋼筋的下端伸入容器內(nèi)，向容器中注入水，并使水面與未銹蝕鋼筋的下表面齊平；
5)、將自動稱重儀連接至計算機，通過計算機讀取自動稱重儀稱重的讀數(shù)Hltl;
6)、開始測試，當自動升降臺面上升單位長度h時，自動稱重儀稱得未銹蝕鋼筋質(zhì)量，計算機讀取讀數(shù)，記為Hl1 ;當自動升降臺面上升i個單位長度h時，自動稱重儀稱得質(zhì)量，計算機讀取讀數(shù)，記為IV其中i > I ;
7)、自動升降臺面上升i個單位長度h后底i個長度單位未銹蝕鋼筋的排水體積Vi: Vi=On1-1V1) / P 水，其中 i ≥ I,
其中:Vi——第i個單位長度的未銹蝕鋼筋的排水體積，m3 ；
h-單位長度，m ；
In1-自動稱重儀稱得重量，kg,當i=l時，!!!^!^0=0 ；
P水——水的密度，1.0*103 kg/m3 ；
8)、取出未銹蝕鋼筋，把銹蝕鋼筋夾在夾具上，重復步驟4，通過計算機讀取自動稱重儀稱重的讀數(shù)IiZci ；
9)、開始測試，當自動升降臺面上升單位長度h時，自動稱重儀稱得銹蝕鋼筋質(zhì)量，計算機讀取讀數(shù)，記為IiZ1 ;當自動升降臺面上升i個單位長度h時，自動稱重儀稱得質(zhì)量，計算機讀取讀數(shù)，記為IiZi，其中i≥I ;
10)、自動升降臺面上升i個單位長度A后銹蝕鋼筋的排水體積人:
V7i= CnZ1-TiZ^1) / P 水，其中 i ≥ I
其中?人——第i個單位長度的銹蝕鋼筋的排水體積，Hl3 ;
h-單位長度，m ；
IH71-自動稱重儀稱得重量，kg,當i=l時，HiVi=Iii7O=O ；
P水——水的密度，1.0*103 kg/m3 ；
11):計算鋼筋銹蝕率Ci；
Ci=P (V1-V7i)/ Xh，其中 i ≥ I 其中:P——鋼筋的密度，7.85*103kg/m3 ； λ——鋼筋的線密度，單位kg/m ；
得到每一個單位長度內(nèi)的銹蝕率。
[0009]有益效果:本發(fā)明基于鋼筋銹蝕的不均勻性和非線性，提出了一種通過阿基米德原理測試鋼筋長度方向上不同位置的排水體積，從而得到不同位置的銹蝕率，整個測試裝置的特點是組裝簡單，操作方便，試驗所需儀器較少，可重復使用，能準確測出鋼筋沿長度方向的銹蝕率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明裝置示意圖。
[0011]附圖標記名稱如下:
1、固定架；2、自動升降臺；3、容器；4、水；5、鋼筋；6、夾具；7、計算機；8、自動稱重儀；9、數(shù)據(jù)傳輸線。
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖對本發(fā)明進一步詳細說明。
[0013]如圖1所示:一種精確測試鋼筋沿長度方向銹蝕率的裝置，包括鋼筋5、固定裝置、測試裝置及數(shù)據(jù)采集裝置，所述的測試裝置包括容器3、水4及自動稱重儀8，水4位于容器3內(nèi)，所述的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括一臺計算機7、數(shù)據(jù)傳輸線9，自動稱重儀8通過數(shù)據(jù)傳輸線9連接至計算機7，所述的固定裝置包括固定架1、自動升降臺2及夾具6，固定架I由上橫梁、下橫梁及二根立柱組成，上橫梁、下橫梁分別與二根立柱通過螺栓連接在一起形成一整體，自動升降臺2放置在固定架I的下橫梁上，自動升降臺2的升降速度可以調(diào)節(jié)，容器3放置在自動升降臺2上，自動稱重儀8安裝在固定架I的上橫梁上，上橫梁上開有孔，夾具6的上端穿過上橫梁上的孔與自動稱重儀8相連接，當然如果在上橫梁上開槽也可以，其目的在于使夾具6的上端與自動稱重儀8相連接，也可以使用其他公知的方法，夾具6的下端與鋼筋5的上端相連接，鋼筋5的下端伸入容器內(nèi)，自動升降臺2與計算機7相連接。
[0014]自動升降臺2通過液壓控制。[0015]一種精確測試鋼筋沿長度方向銹蝕率的裝置的測試方法:
第一步、取出試件中的鋼筋5，刮去鋼筋5上沾附的混凝土，用12%鹽酸溶液進行酸洗，經(jīng)清水漂凈后，用石灰水中和，最后再以清水沖洗干凈；
第二步、將自動稱重儀8放置在固定架I的上橫梁上，夾具6的上端穿過上橫梁上的孔與自動稱重儀8相連接；
第三步、將容器3放置在自動升降臺2面上，設定自動升降臺2面的升降速度；
第四步、將未銹蝕鋼筋5夾在夾具6上，使夾具6處于豎直狀態(tài)，使未銹蝕鋼筋5的下端伸入容器內(nèi)，向容器3中注入水4，并使水4面與鋼筋5的下表面齊平；
第五步、將自動稱重儀8連接至計算機7，通過計算機7讀取自動稱重儀8稱重的讀數(shù)mQ,在計算機上設定mQ=0,當然也可以通過對自動稱重儀8清零來設定mQ=0 ；
第六步、開始測試，當自動升降臺面2上升單位長度h時，自動稱重儀8稱得未銹蝕鋼筋5質(zhì)量，計算機7讀取讀數(shù)，記為Hi1 ;當自動升降臺面2上升i個單位長度h時，自動稱重儀8稱得質(zhì)量,計算機7讀取讀數(shù),記為Hii,其中i > I,當使用清零的方法來設定Iiici=O時，在計算機上設定每一個取得的數(shù)值為正數(shù)；
第七步、自動升降臺面2上升i個單位長度h后第i個單位長度未銹蝕鋼筋5的排水體積Vi:
Vi=On1-1V1)/r水，其中 i ≥ I,
其中:Vi——第i個單位長度的未銹蝕鋼筋的排水體積，m3 ；
h-單位長度，m ；
In1-自動稱重儀稱得重量，kg,當i=l時，!!!^!^0=0 ；
r 水-水的密度，1.0*103 kg/m3 ；
第八步、取出未銹蝕鋼筋5，把銹蝕鋼筋5夾在夾具6上，重復步驟第四步，通過計算機7讀取自動稱重儀8稱重的讀數(shù)HZtl ；
第九步、開始測試，當自動升降臺2面上升單位長度h時，自動稱重儀8稱得銹蝕鋼筋5的質(zhì)量，計算機7讀取讀數(shù)，記為HZ1 ;當自動升降臺2面上升i個單位長度h時，自動稱重儀8稱得質(zhì)量,計算機7讀取讀數(shù),記為IiZi,其中i > I,當使用清零的方法來設定Iiici=O時，在計算機上設定每一個取得的數(shù)值為正數(shù)；
第十步、自動升降臺面2上升i個單位長度A后第i個單位長度銹蝕鋼筋5的排水體積V、:
V7i= (π^-π/η)/ P 水，其中 i ≥ I
其中 '人——第i個單位長度的銹蝕鋼筋的排水體積，Hl3 ;
h-單位長度，m ；
IH71-自動稱重儀稱得重量，kg,當i=l時，HZh=IiZci=O ；
P水——水的密度，1.0*103 kg/m3 ；
第十一步:計算鋼筋銹蝕率Ci;
Ci=P (V1-V7i)/ Xh，其中 i ≥ I 其中:P——鋼筋的密度，7.85*103kg/m3 ；
λ——未銹蝕鋼筋的線密度，單位kg/m ；
得到每一個單位長度內(nèi)的銹蝕率。
【權利要求】
1.一種精確測試鋼筋沿長度方向銹蝕率的裝置，包括鋼筋(5)、固定裝置、測試裝置及數(shù)據(jù)采集裝置，所述的測試裝置包括容器(3)、水(4)及自動稱重儀(8)，水(4)位于容器(3)內(nèi)，所述的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括計算機(7)、數(shù)據(jù)傳輸線(9)，自動稱重儀(8)通過數(shù)據(jù)傳輸線(9)連接至計算機(7)，其特征在于:所述的固定裝置包括固定架(1)、自動升降臺(2)及夾具(6)，自動升降臺(2)放置在固定架(1)的下橫梁上，自動升降臺(2)的升降速度可以調(diào)節(jié)，容器(3)放置在自動升降臺(2)上，自動稱重儀(8)安裝在固定架(1)的上橫梁上，固定架(1)的上橫梁上開有孔，夾具(6)的上端穿過上橫梁上的孔與自動稱重儀(8)相連接，夾具(6)的下端與鋼筋(5)的上端相連接，鋼筋(5)的下端伸入容器內(nèi)，自動升降臺(2)與計算機(7)相連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于:所述的自動升降臺(2)通過液壓控制。
3.利用權利要求1所述的精確測試鋼筋沿長度方向銹蝕率的裝置的測試方法，其特征在于: 1)、取出試件中的銹蝕鋼筋(5)，刮去銹蝕鋼筋(5)上沾附的混凝土，用12%鹽酸溶液進行酸洗，經(jīng)清水漂凈后，用石灰水中和，最后再以清水沖洗干凈； 2)、將自動稱重儀(8)放置在固定架(1)的上橫梁上，夾具(6)的上端穿過上橫梁上的孔與自動稱重儀(8)相連接； 3)、將容器(3)放置在自動升降臺(2)面上，設定自動升降臺(2)面的升降速度； 4)、將未銹蝕鋼筋(5)夾在夾具(6)上,使夾具(6)處于豎直狀態(tài),并使未銹蝕鋼筋(5)的下端伸入容器內(nèi)，向容器(3)中注入水(4)，并使水(4)面與未銹蝕鋼筋(5)的下表面齊平; 5)、將自動稱重儀(8)連接至計算機(7)，通過計算機(7)讀取自動稱重儀(8)稱重的讀數(shù) Hl0 ; 6)、開始測試，當自動升降臺(2)面上升單位長度h時，自動稱重儀(8)稱得未銹蝕鋼筋(5)質(zhì)量,計算機(7)讀取讀數(shù),記為Iii1 ;當自動升降臺(2)面上升i個單位長度h時，自動稱重儀(8)稱得質(zhì)量，計算機(7)讀取讀數(shù)，記為Hii，其中i > I ; 7)、自動升降臺(2)面上升i個單位長度h后底i個長度單位未銹蝕鋼筋(5)的排水體積Vi:
Vi=On1-1V1) / P 水，其中 i ≥ I, 其中:Vi——第i個單位長度的未銹蝕鋼筋的排水體積，m3 ；
h-單位長度，m ；
In1-自動稱重儀稱得重量，kg,當i=l時，!!!^!^0=0 ；
P水——水的密度，1.0*103 kg/m3 ； 8)、取出未銹蝕鋼筋(5)，把銹蝕鋼筋(5)夾在夾具上，重復步驟4，通過計算機(7)讀取自動稱重儀(8)稱重的讀數(shù)IiZci ； 9)、開始測試，當自動升降臺(2)面上升單位長度h時，自動稱重儀(8)稱得銹蝕鋼筋(5)質(zhì)量,計算機(7)讀取讀數(shù),記為IiZ1 ;當自動升降臺(2)面上升i個單位長度h時，自動稱重儀(8)稱得質(zhì)量，計算機(7)讀取讀數(shù)，記為HZi，其中i≥I ; 10)、自動升降臺(2)面上升i個單位長度A后銹蝕鋼筋(5)的排水體積<:
V7i= (πι'-π/η)/ P 水，其中 i ≥ I其中 '人——第i個單位長度的銹蝕鋼筋的排水體積，Hl3 ; h-單位長度，m ；IH71-自動稱重儀稱得重量，kg,當i=l時，HiVi=Iii7O=O ；
P水——水的密度，1.0*103 kg/m3 ；11):計算鋼筋銹蝕率Ci ；Ci=P (V1-V7i)/ Xh，其中 i ≥ I其中:P——鋼筋的密度，7.85*103kg/m3 ；λ——鋼筋的線密度，單位kg/m ；得到每一個單位長度內(nèi)的銹蝕率。
【文檔編號】G01N5/00GK103645105SQ201310578858
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年11月19日 優(yōu)先權日:2013年11月19日
【發(fā)明者】沈德建, 江倩艷, 鄧樹成, 崔正華, 李明 申請人:河海大學