混凝土中鋼筋宏電池腐蝕的檢測(cè)裝置與方法
【專利摘要】本發(fā)明公布了混凝土中鋼筋宏電池腐蝕的檢測(cè)裝置與方法，裝置包括兩個(gè)鋼筋混凝土腐蝕測(cè)試單元，包括鋼筋混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)、管道、導(dǎo)線，鋼筋混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)，包括混凝土試塊和鋼筋，鋼筋設(shè)置在混凝土試塊的中央位置；在鋼筋伸出混凝土試塊的部位設(shè)置密封層；鋼筋的一端與導(dǎo)線相連；在混凝土試塊上設(shè)置孔道，孔道的兩端分別與管道密封相連；兩個(gè)鋼筋混凝土腐蝕測(cè)試單元設(shè)置在同一個(gè)盛放容器中，并在盛放容器中設(shè)置水，兩個(gè)鋼筋混凝土腐蝕測(cè)試單元的導(dǎo)線連通并設(shè)置開(kāi)關(guān)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、分析方法簡(jiǎn)單明了，能夠?qū)︿摻畹奈㈦姵馗g效果和宏電池腐蝕效果進(jìn)行全面綜合的評(píng)價(jià)，能夠闡明各腐蝕環(huán)境下鋼筋宏電池腐蝕的控制模式。
【專利說(shuō)明】
混凝土中鋼筋宏電池腐蝕的檢測(cè)裝置與方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于鋼筋腐蝕防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及混凝土中鋼筋宏電池腐蝕 的檢測(cè)裝置與方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鋼筋混凝土材料因其成本低、易施工和具有良好的可塑性和耐久性，從而被廣泛 應(yīng)用于各種工業(yè)民用建筑、水工或海工構(gòu)造物中。通常在混凝土結(jié)構(gòu)中，水泥水化產(chǎn)生的高 堿性環(huán)境，可使鋼筋表面形成一層能夠抵抗鋼筋腐蝕的鐵氧化物保護(hù)層。然而，隨著氯離 子，硫酸根離子和二氧化碳等有害物不斷從外部環(huán)境往混凝土中滲透以及外部環(huán)境和載荷 引起的混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的開(kāi)展，該鐵氧化物保護(hù)層逐漸變得的不穩(wěn)定而遭破壞，進(jìn)而激發(fā) 鋼筋的銹蝕。
[0003] 目前對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋腐蝕的研究，主要基于微電池腐蝕理論，通過(guò)分析鋼筋 的半電池電位和腐蝕速度來(lái)評(píng)價(jià)其腐蝕狀況，很少基于宏電池腐蝕理論，通過(guò)分析陰極鋼 筋和陽(yáng)極鋼筋的宏電池極化特性來(lái)評(píng)價(jià)其腐蝕狀況。半電池電位的評(píng)價(jià)依據(jù)是ASTM C876 標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)鋼筋是否處于鈍化狀態(tài)或者腐蝕狀態(tài)，僅僅給出了一個(gè)概率性判定，且該 判定遭受干濕環(huán)境的影響很大;其次，該標(biāo)準(zhǔn)僅適用于堿性混凝土結(jié)構(gòu)，對(duì)于碳化混凝土結(jié) 構(gòu)并不適用，而且當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)中存在宏電池腐蝕時(shí)，使用半電池電位法將引起較大的誤 判。由線性極化阻抗法、電化學(xué)阻抗圖譜法或電化學(xué)噪音法獲得的鋼筋腐蝕速度，通常作為 微電池腐蝕速度，該腐蝕速度僅在宏電池腐蝕被忽略時(shí)才接近于鋼筋的真實(shí)腐蝕速度。由 于鋼筋真實(shí)腐蝕速度是微電池腐蝕速度和宏電池腐蝕速度之和，又由于在現(xiàn)役混凝土結(jié)構(gòu) 中鋼筋的宏電池腐蝕是普遍存在的，所以使用線性極化阻抗法和電化學(xué)阻抗圖譜法將會(huì)低 估鋼筋的腐蝕速度，影響鋼筋腐蝕防護(hù)效果的合理評(píng)價(jià)。因此基于微電池腐蝕理論，通過(guò)分 析鋼筋的半電池電位和腐蝕速度來(lái)評(píng)價(jià)其腐蝕狀況是不準(zhǔn)確和不可靠的。
[0004] 在微電池腐蝕中，陰極區(qū)和陽(yáng)極區(qū)是交互共存的，腐蝕也是均勻的；而在現(xiàn)實(shí)的混 凝土結(jié)構(gòu)中，陰極區(qū)和陽(yáng)極區(qū)是分開(kāi)的且相距較遠(yuǎn)，腐蝕是不均為的，這就易于導(dǎo)致鋼筋宏 電池腐蝕的形成。當(dāng)鋼筋處于宏電池腐蝕狀態(tài)下時(shí)，陽(yáng)極鋼筋腐蝕釋放的電子被轉(zhuǎn)移至陰 極鋼筋并被陰極鋼筋所消耗，從而形成從陰極鋼筋流向陽(yáng)極鋼筋的宏電池電流，進(jìn)而導(dǎo)致 陽(yáng)極鋼筋的腐蝕電位朝著正電位方向增加（陽(yáng)極鋼筋的宏電池極化)和陰極鋼筋的腐蝕電 位朝著負(fù)方向降低（陰極鋼筋的宏電池極化）。因此評(píng)價(jià)混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋的腐蝕應(yīng)考慮其 宏電池腐蝕的極化特性和控制機(jī)理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，針對(duì)上述問(wèn)題，提出針對(duì)混凝土中鋼筋 宏電池腐蝕的檢測(cè)裝置與方法。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于操作，能夠?qū)崿F(xiàn)鋼筋的微電池腐蝕狀 態(tài)和宏電池腐蝕狀態(tài)的交替循環(huán)變化，直觀地分析陰極鋼筋和陽(yáng)極鋼筋之間的宏電池電位 差、宏電池腐蝕電流、陰極鋼筋和陽(yáng)極鋼筋的極化比率和極化斜率，能有效的評(píng)價(jià)各腐蝕防 護(hù)技術(shù)對(duì)鋼筋宏電池腐蝕的抑制效果，還能夠闡明各種腐蝕環(huán)境下鋼筋宏電池腐蝕的控制 機(jī)理。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明提出如下技術(shù)方案：
[0007] 一種鋼筋混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)，包括混凝土試塊和鋼筋，其中：鋼筋設(shè)置在混凝土試塊 的中央位置;沿混凝土試塊長(zhǎng)度方向，鋼筋貫穿整個(gè)混凝土試塊，且鋼筋兩端伸出混凝土試 塊;在混凝土試塊上設(shè)置孔道，所述孔道均勻設(shè)置在一個(gè)以設(shè)置在混凝土試塊中央位置的 鋼筋為圓心的圓周上，且沿混凝土試塊長(zhǎng)度方向，孔道貫穿整個(gè)混凝土試塊。
[0008] 在上述技術(shù)方案中，孔道的數(shù)量為2-6個(gè)，優(yōu)選4 一6個(gè)。
[0009] 在上述技術(shù)方案中，混凝土試塊長(zhǎng)度為160-200mm，寬度為60-100mm，高度為60-100mm〇
[0010] 在上述技術(shù)方案中，孔道的直徑為6-20mm，孔道中心距離鋼筋中心的距離為6-20mm 〇
[0011] 采用上述技術(shù)方案，將鋼筋和孔道進(jìn)行位置配合，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便且能夠有效 地模擬鋼筋的腐蝕環(huán)境，便于對(duì)鋼筋腐蝕的研究。
[0012] 用于腐蝕測(cè)試的鋼筋混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)，包括鋼筋混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)、管道、導(dǎo)線，其 中：鋼筋混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)，包括混凝土試塊和鋼筋，鋼筋設(shè)置在混凝土試塊的中央位置;沿 混凝土試塊長(zhǎng)度方向，鋼筋貫穿整個(gè)混凝土試塊，且鋼筋兩端伸出混凝土試塊;在鋼筋的兩 端設(shè)置密封層，鋼筋的一端與導(dǎo)線相連；
[0013] 在混凝土試塊上設(shè)置孔道，所述孔道均勻設(shè)置在一個(gè)以設(shè)置在混凝土試塊中央位 置的鋼筋為圓心的圓周上，且沿混凝土試塊長(zhǎng)度方向，孔道貫穿整個(gè)混凝土試塊;孔道的兩 端分別與管道密封相連;管道豎直向上開(kāi)口，且管道開(kāi)口高于混凝土試塊，以實(shí)現(xiàn)液體充滿 孔道。
[0014] 在上述技術(shù)方案中，孔道的數(shù)量為2-6個(gè)，優(yōu)選4 一6個(gè)。
[0015] 在上述技術(shù)方案中，混凝土試塊長(zhǎng)度為160-200mm，寬度為60-100mm，高度為60-100mm〇
[0016] 在上述技術(shù)方案中，孔道的直徑為6-20mm，孔道中心距離鋼筋中心的距離為6-20mm 〇
[0017] 在上述技術(shù)方案中，在鋼筋的一端設(shè)置螺絲和墊圈，螺絲穿過(guò)墊圈擰入鋼筋內(nèi)部， 導(dǎo)線與螺絲或者墊圈相連，以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)線與鋼筋的測(cè)試線路的聯(lián)通;且導(dǎo)線穿出密封層。
[0018] 在上述技術(shù)方案中，密封層為聚苯乙烯樹(shù)脂層。
[0019] 在上述技術(shù)方案中，密封層覆蓋伸出混凝土試塊的鋼筋的兩端，且延伸至混凝土 試塊中覆蓋混凝土試塊內(nèi)的鋼筋。
[0020] 在上述技術(shù)方案中，在混凝土試塊中，密封層覆蓋的鋼筋長(zhǎng)度為30-50mm。
[0021] 采用上述技術(shù)方案，利用豎直向上開(kāi)口的管道向混凝土試塊加載溶液(例如氯離 子溶液、水、砂漿等），并利用連通器原理使管道內(nèi)液面高于混凝土試塊，以維持溶液在混凝 土試塊中的擴(kuò)散，進(jìn)而連續(xù)測(cè)試鋼筋的腐蝕情況，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便且能夠有效地模擬鋼 筋的腐蝕環(huán)境，便于對(duì)鋼筋腐蝕的研究。
[0022] 一種鋼筋混凝土腐蝕測(cè)試單元，包括鋼筋混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)、管道、導(dǎo)線，其中：鋼筋 混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)，包括混凝土試塊和鋼筋，鋼筋設(shè)置在混凝土試塊的中央位置;沿混凝土試 塊長(zhǎng)度方向，鋼筋貫穿整個(gè)混凝土試塊，且鋼筋兩端伸出混凝土試塊;在鋼筋的兩端設(shè)置密 封層，鋼筋的一端與導(dǎo)線相連；
[0023] 在混凝土試塊上設(shè)置孔道，所述孔道均勻設(shè)置在一個(gè)以設(shè)置在混凝土試塊中央位 置的鋼筋為圓心的圓周上，且沿混凝土試塊長(zhǎng)度方向，孔道貫穿整個(gè)混凝土試塊;孔道的兩 端分別與管道密封相連;管道與儲(chǔ)液箱相連，并在管道上設(shè)置栗和流量計(jì)，以實(shí)現(xiàn)將儲(chǔ)液箱 中液體由孔道的一端進(jìn)入混凝土試塊，另一端流出并回流至儲(chǔ)液箱，同時(shí)利用栗和流量計(jì) 的配合，實(shí)現(xiàn)對(duì)液體在管道和孔道內(nèi)流速的控制和調(diào)整。
[0024] 在上述技術(shù)方案中，孔道的數(shù)量為2-6個(gè)，優(yōu)選4 一6個(gè)。
[0025] 在上述技術(shù)方案中，混凝土試塊長(zhǎng)度為160-200mm，寬度為60-100mm，高度為60-100mm〇
[0026] 在上述技術(shù)方案中，孔道的直徑為6-20mm，孔道中心距離鋼筋中心的距離為6-20mm 〇
[0027]在上述技術(shù)方案中，在鋼筋的一端設(shè)置螺絲和墊圈，螺絲穿過(guò)墊圈擰入鋼筋內(nèi)部， 導(dǎo)線與螺絲或者墊圈相連，以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)線與鋼筋的測(cè)試線路的聯(lián)通;且導(dǎo)線穿出密封層。 [0028]在上述技術(shù)方案中，密封層為聚苯乙烯樹(shù)脂層。
[0029]在上述技術(shù)方案中，密封層覆蓋伸出混凝土試塊的鋼筋的兩端，且延伸至混凝土 試塊中覆蓋混凝土試塊內(nèi)的鋼筋。
[0030] 在上述技術(shù)方案中，在混凝土試塊中，密封層覆蓋的鋼筋長(zhǎng)度為30-50mm。
[0031] 采用上述技術(shù)方案，利用管道、栗和流量計(jì)向混凝土試塊加載溶液(例如氯離子溶 液、水、砂漿等），并實(shí)現(xiàn)對(duì)流速的直接控制，簡(jiǎn)介控制溶液在混凝土試塊中的擴(kuò)散，進(jìn)而連 續(xù)測(cè)試鋼筋的腐蝕情況，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便且能夠有效地模擬鋼筋的腐蝕環(huán)境，便于對(duì)鋼 筋腐蝕的研究。
[0032]混凝土中鋼筋宏電池腐蝕的檢測(cè)裝置，包括兩個(gè)鋼筋混凝土腐蝕測(cè)試單元，盛放 容器，其中兩個(gè)鋼筋混凝土腐蝕測(cè)試單元設(shè)置在同一個(gè)盛放容器中，并在盛放容器中設(shè)置 水;兩個(gè)鋼筋混凝土腐蝕測(cè)試單元結(jié)構(gòu)相同，且每個(gè)鋼筋混凝土腐蝕測(cè)試單元，包括鋼筋混 凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)、管道和導(dǎo)線，兩個(gè)鋼筋混凝土腐蝕測(cè)試單元選擇第一種鋼筋混凝土腐蝕測(cè) 試單元的結(jié)構(gòu)或者第二種鋼筋混凝土腐蝕測(cè)試單元的結(jié)構(gòu):其中
[0033]在第一種鋼筋混凝土腐蝕測(cè)試單元的結(jié)構(gòu)中，鋼筋混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)，包括混凝土 試塊和鋼筋，鋼筋設(shè)置在混凝土試塊的中央位置;沿混凝土試塊長(zhǎng)度方向，鋼筋貫穿整個(gè)混 凝土試塊，且鋼筋兩端伸出混凝土試塊；在鋼筋的兩端設(shè)置密封層，鋼筋的一端與導(dǎo)線相 連;在混凝土試塊上設(shè)置孔道，所述孔道均勻設(shè)置在一個(gè)以設(shè)置在混凝土試塊中央位置的 鋼筋為圓心的圓周上，且沿混凝土試塊長(zhǎng)度方向，孔道貫穿整個(gè)混凝土試塊;孔道的兩端分 別與管道密封相連；管道豎直向上開(kāi)口，且管道開(kāi)口高于混凝土試塊，以實(shí)現(xiàn)液體充滿孔 道；
[0034]在第二種鋼筋混凝土腐蝕測(cè)試單元的結(jié)構(gòu)中，鋼筋混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)，包括混凝土 試塊和鋼筋，鋼筋設(shè)置在混凝土試塊的中央位置;沿混凝土試塊長(zhǎng)度方向，鋼筋貫穿整個(gè)混 凝土試塊，且鋼筋兩端伸出混凝土試塊；在鋼筋的兩端設(shè)置密封層，鋼筋的一端與導(dǎo)線相 連;在混凝土試塊上設(shè)置孔道，所述孔道均勻設(shè)置在一個(gè)以設(shè)置在混凝土試塊中央位置的 鋼筋為圓心的圓周上，且沿混凝土試塊長(zhǎng)度方向，孔道貫穿整個(gè)混凝土試塊;孔道的兩端分 別與管道密封相連;管道與儲(chǔ)液箱相連，并在管道上設(shè)置栗和流量計(jì)，以實(shí)現(xiàn)將儲(chǔ)液箱中液 體由孔道的一端進(jìn)入混凝土試塊，另一端流出并回流至儲(chǔ)液箱，同時(shí)利用栗和流量計(jì)的配 合，實(shí)現(xiàn)對(duì)液體在管道和孔道內(nèi)流速的控制和調(diào)整；
[0035] 兩個(gè)鋼筋混凝土腐蝕測(cè)試單元之間設(shè)置開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)分別與兩個(gè)鋼筋混凝土腐蝕測(cè) 試單元中的導(dǎo)線相連。
[0036] 在上述技術(shù)方案中，孔道的數(shù)量為2-6個(gè)，優(yōu)選4 一6個(gè)。
[0037] 在上述技術(shù)方案中，混凝土試塊長(zhǎng)度為160-200mm，寬度為60-100mm，高度為60-100mm〇
[0038] 在上述技術(shù)方案中，孔道的直徑為6-20mm，孔道中心距離鋼筋中心的距離為6-20mm 〇
[0039] 在上述技術(shù)方案中，在鋼筋的一端設(shè)置螺絲和墊圈，螺絲穿過(guò)墊圈擰入鋼筋內(nèi)部， 導(dǎo)線與螺絲或者墊圈相連，以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)線與鋼筋的測(cè)試線路的聯(lián)通;且導(dǎo)線穿出密封層。
[0040] 在上述技術(shù)方案中，密封層為聚苯乙烯樹(shù)脂層。
[0041]在上述技術(shù)方案中，密封層覆蓋伸出混凝土試塊的鋼筋的兩端，且延伸至混凝土 試塊中覆蓋混凝土試塊內(nèi)的鋼筋。
[0042]在上述技術(shù)方案中，在混凝土試塊中，密封層覆蓋的鋼筋長(zhǎng)度為30-50mm。
[0043] 混凝土中鋼筋宏電池腐蝕的檢測(cè)方法，一個(gè)鋼筋混凝土腐蝕測(cè)試單元中的鋼筋為 陽(yáng)極鋼筋，另一個(gè)鋼筋混凝土腐蝕測(cè)試單元中的鋼筋為陰極鋼筋，按照下列步驟進(jìn)行：
[0044] 步驟1，使用平底器皿中的水對(duì)兩個(gè)鋼筋混凝土腐蝕測(cè)試單元進(jìn)行潤(rùn)濕，以使兩個(gè) 鋼筋混凝土腐蝕測(cè)試單元之間形成電通性；
[0045]在步驟1中，將兩個(gè)鋼筋混凝土腐蝕測(cè)試單元中混凝土試塊全部或者部分浸入水 中，以模擬不同濕度或水下混凝土的宏電池腐蝕，例如將兩個(gè)鋼筋混凝土腐蝕測(cè)試單元中 混凝土試塊浸入水中3_5mm。
[0046] 步驟2,通過(guò)管道向混凝土試塊的孔道內(nèi)注入實(shí)驗(yàn)液體；
[0047] 在步驟2中，實(shí)驗(yàn)液體為氯離子溶液或阻銹劑溶液。
[0048]步驟3,使用測(cè)定裝置與鋼筋混凝土腐蝕測(cè)試單元相連；
[0049] 所述的步驟3中，測(cè)定裝置為腐蝕診斷儀器或鋼筋銹蝕儀或電化學(xué)工作站或零電 阻電流計(jì)，在實(shí)際使用中，根據(jù)各個(gè)測(cè)定裝置的使用要求進(jìn)行連接即可。
[0050] 步驟4:斷開(kāi)陰極鋼筋與陽(yáng)極鋼筋之間的導(dǎo)線，持續(xù)測(cè)定陰極鋼筋的微電池腐蝕電 位Em-。和微電池腐蝕電流密度imi-。，陽(yáng)極鋼筋的微電池腐蝕電位Emi- a和微電池腐蝕電流密 度 imi-a ;
[0051] 步驟5:連接陰極鋼筋與陽(yáng)極鋼筋之間的導(dǎo)線，持續(xù)測(cè)量陰極鋼筋的宏電池腐蝕單 位Ema-。、陽(yáng)極鋼筋的宏電池腐蝕電位E ma-a、陰極鋼筋和陽(yáng)極鋼筋之間流動(dòng)的宏電池腐蝕電流 it I 11113 llHii-C 1?Π3-3 ?
[0052] 步驟6:將步驟4和步驟5作為一個(gè)循環(huán)周期，重復(fù)步驟4和步驟5進(jìn)行試驗(yàn)。
[0053] 所述的步驟4中，陽(yáng)極鋼筋和陰極鋼筋斷開(kāi)狀態(tài)（即微電池腐蝕狀態(tài))的時(shí)間為2- 4周（即一周為7天，每天為24小時(shí)），以便于陰極鋼筋和陽(yáng)極鋼筋之間微電池腐蝕狀態(tài)的恢 復(fù)和穩(wěn)定。
[0054] 所述的步驟5中，陽(yáng)極鋼筋和陰極鋼筋連接狀態(tài)（即宏電池腐蝕）的時(shí)間為2-4周 (即一周為7天，每天為24小時(shí)），以便于流經(jīng)陰極鋼筋和陽(yáng)極鋼鋼筋之間的宏電池腐蝕電流 的穩(wěn)定，以及宏電池極化的穩(wěn)定。
[0055] 在所述步驟6中，將步驟4和步驟5作為一個(gè)循環(huán)周期，一個(gè)陽(yáng)極鋼筋和陰極鋼筋斷 開(kāi)狀態(tài)和一個(gè)陽(yáng)極鋼筋和陰極鋼筋連接狀態(tài)組成一個(gè)循環(huán)周期，時(shí)間為4一8周（即一周為7 天，每天為24小時(shí)）。
[0056] 本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有以下有益效果:本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、分析方法 簡(jiǎn)單明了，能夠?qū)︿摻畹奈㈦姵馗g效果和宏電池腐蝕效果進(jìn)行全面綜合的評(píng)價(jià)，能夠闡 明各腐蝕環(huán)境下鋼筋宏電池腐蝕的控制模式。
【附圖說(shuō)明】
[0057] 圖1為本發(fā)明中的鋼筋混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖（1)。
[0058] 圖2為本發(fā)明中的鋼筋混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖（2)。
[0059]圖3為本發(fā)明的用于腐蝕測(cè)試的鋼筋混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0060]圖4為本發(fā)明的鋼筋混凝土腐蝕測(cè)試單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0061] 圖5為混凝土中鋼筋宏電池腐蝕的檢測(cè)裝置中的陰極鋼筋與陽(yáng)極鋼筋斷開(kāi)連接結(jié) 構(gòu)示意圖。
[0062] 圖6為混凝土中鋼筋宏電池腐蝕的檢測(cè)裝置中的陰極鋼筋與陽(yáng)極鋼筋連接結(jié)構(gòu)示 意圖。
[0063]圖7為混凝土中鋼筋宏電池腐蝕的檢測(cè)方法示意圖（1)。
[0064]圖8為混凝土中鋼筋宏電池腐蝕的檢測(cè)方法示意圖（2)。
[0065] 其中1為混凝土試塊，2為孔道，3為鋼筋，4密封層，5為螺絲，6為平墊圈，7為導(dǎo)線，8 為塑料管道，9為平底器皿，10為陰極鋼筋，11為陽(yáng)極鋼筋，12為儲(chǔ)液箱，13為栗，14為流量 計(jì)，15為開(kāi)關(guān)。
【具體實(shí)施方式】
[0066] 下面結(jié)合附圖與具體的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述：
[0067]如附圖1和2所示，本發(fā)明的鋼筋混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)，包括混凝土試塊和鋼筋，其中： 鋼筋設(shè)置在混凝土試塊的中央位置;沿混凝土試塊長(zhǎng)度方向，鋼筋貫穿整個(gè)混凝土試塊，且 鋼筋兩端伸出混凝土試塊;在混凝土試塊上設(shè)置孔道，所述孔道均勻設(shè)置在一個(gè)以設(shè)置在 混凝土試塊中央位置的鋼筋為圓心的圓周上，且沿混凝土試塊長(zhǎng)度方向，孔道貫穿整個(gè)混 凝土試塊。
[0068]在上述技術(shù)方案中，孔道的數(shù)量為4個(gè)，分別位于鋼筋的正上方、正下方、正左方和 正右方，直徑為6mm，孔道中心距離鋼筋中心的距離為8mm;混凝土試塊長(zhǎng)度為160mm，寬度為 80mm，高度為80mm。
[0069] 如圖3所示，本發(fā)明的用于腐蝕測(cè)試的鋼筋混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)，包括如圖1和2所示的 鋼筋混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)、管道、導(dǎo)線，其中：鋼筋混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)，包括混凝土試塊和鋼筋，鋼 筋設(shè)置在混凝土試塊的中央位置;沿混凝土試塊長(zhǎng)度方向，鋼筋貫穿整個(gè)混凝土試塊，且鋼 筋兩端伸出混凝土試塊;在鋼筋的兩端設(shè)置密封層，鋼筋的一端與導(dǎo)線相連；
[0070] 在混凝土試塊上設(shè)置孔道，所述孔道均勻設(shè)置在一個(gè)以設(shè)置在混凝土試塊中央位 置的鋼筋為圓心的圓周上，且沿混凝土試塊長(zhǎng)度方向，孔道貫穿整個(gè)混凝土試塊;孔道的兩 端分別與管道密封相連;管道豎直向上開(kāi)口，且管道開(kāi)口高于混凝土試塊，以實(shí)現(xiàn)液體充滿 孔道。
[0071] 在上述技術(shù)方案中，孔道的數(shù)量為4個(gè)，分別位于鋼筋的正上方、正下方、正左方和 正右方，直徑為6mm，孔道中心距離鋼筋中心的距離為8mm;混凝土試塊長(zhǎng)度為160mm，寬度為 80mm，高度為80mm。
[0072] 在上述技術(shù)方案中，在鋼筋的一端設(shè)置螺絲和墊圈，螺絲穿過(guò)墊圈擰入鋼筋內(nèi)部， 導(dǎo)線與螺絲或者墊圈相連，以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)線與鋼筋的測(cè)試線路的聯(lián)通;且導(dǎo)線穿出密封層。 [0073]在上述技術(shù)方案中，密封層為聚苯乙烯樹(shù)脂層，密封層覆蓋伸出混凝土試塊的鋼 筋的兩端，且延伸至混凝土試塊中覆蓋混凝土試塊內(nèi)的鋼筋。在混凝土試塊中，密封層覆蓋 的鋼筋長(zhǎng)度為30mm。
[0074]如圖4所示，一種鋼筋混凝土腐蝕測(cè)試單元，包括如圖1和2所示的鋼筋混凝土復(fù)合 結(jié)構(gòu)、管道、導(dǎo)線，其中：鋼筋混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)，包括混凝土試塊和鋼筋，鋼筋設(shè)置在混凝土 試塊的中央位置;沿混凝土試塊長(zhǎng)度方向，鋼筋貫穿整個(gè)混凝土試塊，且鋼筋兩端伸出混凝 土試塊;在鋼筋的兩端設(shè)置密封層，鋼筋的一端與導(dǎo)線相連；
[0075]在混凝土試塊上設(shè)置孔道，所述孔道均勻設(shè)置在一個(gè)以設(shè)置在混凝土試塊中央位 置的鋼筋為圓心的圓周上，且沿混凝土試塊長(zhǎng)度方向，孔道貫穿整個(gè)混凝土試塊;孔道的兩 端分別與管道密封相連;管道與儲(chǔ)液箱相連，并在管道上設(shè)置栗和流量計(jì)，以實(shí)現(xiàn)將儲(chǔ)液箱 中液體由孔道的一端進(jìn)入混凝土試塊，另一端流出并回流至儲(chǔ)液箱，同時(shí)利用栗和流量計(jì) 的配合，實(shí)現(xiàn)對(duì)液體在管道和孔道內(nèi)流速的控制和調(diào)整。
[0076]在上述技術(shù)方案中，孔道的數(shù)量為4個(gè)，分別位于鋼筋的正上方、正下方、正左方和 正右方，直徑為6mm，孔道中心距離鋼筋中心的距離為8mm;混凝土試塊長(zhǎng)度為160mm，寬度為 80mm，高度為80mm。
[0077]在上述技術(shù)方案中，在鋼筋的一端設(shè)置螺絲和墊圈，螺絲穿過(guò)墊圈擰入鋼筋內(nèi)部， 導(dǎo)線與螺絲或者墊圈相連，以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)線與鋼筋的測(cè)試線路的聯(lián)通;且導(dǎo)線穿出密封層。 [0078]在上述技術(shù)方案中，密封層為聚苯乙烯樹(shù)脂層，密封層覆蓋伸出混凝土試塊的鋼 筋的兩端，且延伸至混凝土試塊中覆蓋混凝土試塊內(nèi)的鋼筋。在混凝土試塊中，密封層覆蓋 的鋼筋長(zhǎng)度為30mm。
[0079] 如圖1 一6所示，混凝土中鋼筋宏電池腐蝕的檢測(cè)裝置，包括兩個(gè)鋼筋混凝土腐蝕 測(cè)試單元，盛放容器，其中兩個(gè)鋼筋混凝土腐蝕測(cè)試單元設(shè)置在同一個(gè)盛放容器中，并在盛 放容器中設(shè)置水;兩個(gè)鋼筋混凝土腐蝕測(cè)試單元結(jié)構(gòu)相同，且每個(gè)鋼筋混凝土腐蝕測(cè)試單 元，包括鋼筋混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)、管道和導(dǎo)線，兩個(gè)鋼筋混凝土腐蝕測(cè)試單元選擇第一種鋼筋 混凝土腐蝕測(cè)試單元的結(jié)構(gòu)或者第二種鋼筋混凝土腐蝕測(cè)試單元的結(jié)構(gòu):其中
[0080] 在第一種鋼筋混凝土腐蝕測(cè)試單元的結(jié)構(gòu)中，鋼筋混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)，包括混凝土 試塊和鋼筋，鋼筋設(shè)置在混凝土試塊的中央位置;沿混凝土試塊長(zhǎng)度方向，鋼筋貫穿整個(gè)混 凝土試塊，且鋼筋兩端伸出混凝土試塊；在鋼筋的兩端設(shè)置密封層，鋼筋的一端與導(dǎo)線相 連;在混凝土試塊上設(shè)置孔道，所述孔道均勻設(shè)置在一個(gè)以設(shè)置在混凝土試塊中央位置的 鋼筋為圓心的圓周上，且沿混凝土試塊長(zhǎng)度方向，孔道貫穿整個(gè)混凝土試塊;孔道的兩端分 別與管道密封相連；管道豎直向上開(kāi)口，且管道開(kāi)口高于混凝土試塊，以實(shí)現(xiàn)液體充滿孔 道；
[0081] 在第二種鋼筋混凝土腐蝕測(cè)試單元的結(jié)構(gòu)中，鋼筋混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)，包括混凝土 試塊和鋼筋，鋼筋設(shè)置在混凝土試塊的中央位置;沿混凝土試塊長(zhǎng)度方向，鋼筋貫穿整個(gè)混 凝土試塊，且鋼筋兩端伸出混凝土試塊；在鋼筋的兩端設(shè)置密封層，鋼筋的一端與導(dǎo)線相 連;在混凝土試塊上設(shè)置孔道，所述孔道均勻設(shè)置在一個(gè)以設(shè)置在混凝土試塊中央位置的 鋼筋為圓心的圓周上，且沿混凝土試塊長(zhǎng)度方向，孔道貫穿整個(gè)混凝土試塊;孔道的兩端分 別與管道密封相連;管道與儲(chǔ)液箱相連，并在管道上設(shè)置栗和流量計(jì)，以實(shí)現(xiàn)將儲(chǔ)液箱中液 體由孔道的一端進(jìn)入混凝土試塊，另一端流出并回流至儲(chǔ)液箱，同時(shí)利用栗和流量計(jì)的配 合，實(shí)現(xiàn)對(duì)液體在管道和孔道內(nèi)流速的控制和調(diào)整；
[0082] 兩個(gè)鋼筋混凝土腐蝕測(cè)試單元之間設(shè)置開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)分別與兩個(gè)鋼筋混凝土腐蝕測(cè) 試單元中的導(dǎo)線相連。
[0083]在上述技術(shù)方案中，孔道的數(shù)量為4個(gè)，分別位于鋼筋的正上方、正下方、正左方和 正右方，直徑為6mm，孔道中心距離鋼筋中心的距離為8mm;混凝土試塊長(zhǎng)度為160mm，寬度為 80mm，高度為80mm。
[0084]在上述技術(shù)方案中，在鋼筋的一端設(shè)置螺絲和墊圈，螺絲穿過(guò)墊圈擰入鋼筋內(nèi)部， 導(dǎo)線與螺絲或者墊圈相連，以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)線與鋼筋的測(cè)試線路的聯(lián)通;且導(dǎo)線穿出密封層。 [0085]在上述技術(shù)方案中，密封層為聚苯乙烯樹(shù)脂層，密封層覆蓋伸出混凝土試塊的鋼 筋的兩端，且延伸至混凝土試塊中覆蓋混凝土試塊內(nèi)的鋼筋。在混凝土試塊中，密封層覆蓋 的鋼筋長(zhǎng)度為30mm。
[0086]混凝土中鋼筋宏電池腐蝕的檢測(cè)方法，一個(gè)鋼筋混凝土腐蝕測(cè)試單元中的鋼筋為 陽(yáng)極鋼筋，另一個(gè)鋼筋混凝土腐蝕測(cè)試單元中的鋼筋為陰極鋼筋，按照下列步驟進(jìn)行：
[0087] 步驟1，使用平底器皿中的水對(duì)兩個(gè)鋼筋混凝土腐蝕測(cè)試單元進(jìn)行潤(rùn)濕，以使兩個(gè) 鋼筋混凝土腐蝕測(cè)試單元之間形成電通性；
[0088]在步驟1中，將兩個(gè)鋼筋混凝土腐蝕測(cè)試單元中混凝土試塊全部或者部分浸入水 中，以模擬不同濕度或水下混凝土的宏電池腐蝕，例如將兩個(gè)鋼筋混凝土腐蝕測(cè)試單元中 混凝土試塊浸入水中3_5mm。
[0089]步驟2,通過(guò)管道向混凝土試塊的孔道內(nèi)注入實(shí)驗(yàn)液體；
[0090]在步驟2中，實(shí)驗(yàn)液體為氯離子溶液或阻銹劑溶液。
[0091] 步驟3,使用測(cè)定裝置與鋼筋混凝土腐蝕測(cè)試單元相連；
[0092] 所述的步驟3中，測(cè)定裝置為腐蝕診斷儀器或鋼筋銹蝕儀或電化學(xué)工作站或零電 阻電流計(jì)，在實(shí)際使用中，根據(jù)各個(gè)測(cè)定裝置的使用要求進(jìn)行連接即可。
[0093] 步驟4:斷開(kāi)陰極鋼筋與陽(yáng)極鋼筋之間的導(dǎo)線，持續(xù)測(cè)定陰極鋼筋的微電池腐蝕電 位Em-。和微電池腐蝕電流密度imi-。，陽(yáng)極鋼筋的微電池腐蝕電位Emi- a和微電池腐蝕電流密 度 imi-a ;
[0094] 步驟5:連接陰極鋼筋與陽(yáng)極鋼筋之間的導(dǎo)線，持續(xù)測(cè)量陰極鋼筋的宏電池腐蝕單 位Ema-。、陽(yáng)極鋼筋的宏電池腐蝕電位E ma-a、陰極鋼筋和陽(yáng)極鋼筋之間流動(dòng)的宏電池腐蝕電流 it I 11113 llHii-C 1?Π3-3 ?
[0095] 步驟6:將步驟4和步驟5作為一個(gè)循環(huán)周期，重復(fù)步驟4和步驟5進(jìn)行試驗(yàn)。
[0096] 所述的步驟4中，陽(yáng)極鋼筋和陰極鋼筋斷開(kāi)狀態(tài)（即微電池腐蝕狀態(tài))的時(shí)間為2- 4周（即一周為7天，每天為24小時(shí)），以便于陰極鋼筋和陽(yáng)極鋼筋之間微電池腐蝕狀態(tài)的恢 復(fù)和穩(wěn)定。
[0097] 所述的步驟5中，陽(yáng)極鋼筋和陰極鋼筋連接狀態(tài)（即宏電池腐蝕）的時(shí)間為2-4周 (即一周為7天，每天為24小時(shí)），以便于流經(jīng)陰極鋼筋和陽(yáng)極鋼鋼筋之間的宏電池腐蝕電流 的穩(wěn)定，以及宏電池極化的穩(wěn)定。
[0098] 在所述步驟6中，將步驟4和步驟5作為一個(gè)循環(huán)周期，一個(gè)陽(yáng)極鋼筋和陰極鋼筋斷 開(kāi)狀態(tài)和一個(gè)陽(yáng)極鋼筋和陰極鋼筋連接狀態(tài)組成一個(gè)循環(huán)周期，時(shí)間為4一8周（即一周為7 天，每天為24小時(shí)）。
[0099] 在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，腐蝕電位，通常也稱為半電池電位，由腐蝕診斷儀器或鋼筋銹蝕儀 或電化學(xué)工作站測(cè)得。微電池腐蝕電流密度imi，由Stern-Geary等式計(jì)算獲得，即：imi = B/ Rp，式中：Rp是鋼筋阻抗(kQ .cm2)，B是Stern-Geary常數(shù)。鋼筋阻抗Rp由腐蝕診斷儀器或鋼 筋銹蝕儀或電化學(xué)工作站測(cè)得。宏電池腐蝕電流密度i ma，由下式計(jì)算獲得：ima=Ima/Aa，S 中：Ima是宏電池腐蝕電流(從）43是陽(yáng)極鋼筋的腐蝕面積(一般為鋼筋徑向橫截面街，cm 2)。 陽(yáng)極鋼筋被定義為釋放電子的鋼筋，可從宏電流的流動(dòng)方向進(jìn)行判斷得出。宏電池腐蝕電 流Ima使用零電阻電流計(jì)測(cè)得。
[0100] 在斷開(kāi)狀態(tài)下，測(cè)量陰極鋼筋的微電池腐蝕電位Emi-。和微電池腐蝕電流密度1+。、 陽(yáng)極鋼筋的微電池腐蝕電位E mi-JP微電池腐蝕電流密度在連接狀態(tài)下，測(cè)量陰極鋼筋 的宏電池腐蝕單位Ema-。、陽(yáng)極鋼筋的宏電池腐蝕電位E ma-a、陰極鋼筋和陽(yáng)極鋼筋之間流動(dòng)的 宏電池腐蝕電流密度ima = ima-。= ima-a。
[0101] 在一個(gè)循環(huán)周期或者幾個(gè)循環(huán)周期內(nèi)檢測(cè)得到上述電流和電位信號(hào)進(jìn)行分析測(cè) 評(píng)，給出的測(cè)定參數(shù)如下：
[0102] 斷開(kāi)狀態(tài)（微電池腐蝕狀態(tài)）下陰極鋼筋和陽(yáng)極鋼筋之間的電位差Δ EmrrI = / Emi-C-Emi-a/ ；
[0103] 連接狀態(tài)（宏電池腐蝕狀態(tài)）下陰極鋼筋和陽(yáng)極鋼筋之間的電位差A(yù)Ec^d = / Ema-C-Ema-a/ ；
[0104] 陰極鋼筋的極化電位差即其在斷開(kāi)(微電池)狀態(tài)和連接(宏電池)狀態(tài)下的電位 τΦ Δ Ecorr2 - /Emi-C-Ema-c/ ；
[0105] 陽(yáng)極鋼筋的極化電位差即其在斷開(kāi)(微電池）狀態(tài)和連接(宏電池)狀態(tài)下的電位 差ΔΕ corr 3 = /Ema-a_Emi-a/，且 A E corr 1= ΔΕ corr 2+Δ E corr 3+Δ E corr4 ；
[0106] 陰極鋼筋的宏電池腐蝕極化比率PRsteel-C= Δ Eccirr2/ Δ EccirrI;
[0107] 陽(yáng)極鋼筋的宏電池腐蝕極化比率PRsteel-a= Δ Eccirr3/ Δ EccirrI;
[0108] 混凝土阻抗的宏電池腐蝕極化比率PRccjn= Δ EcxxrrV Δ Ecxxrrl，且PRsteel-c+PRsteel-a+ PRcon=I ；
[0109]陰極鋼筋的宏電池腐蝕極化斜率fina-c= Δ EcraT2/[l0g(imi-c)-l0g(ima-c)];
[0110]陽(yáng)極鋼筋的宏電池腐蝕極化斜率fina-a= Δ EcraT3/[l0g(ima-a)_l0g(imi-a)]。
[0111] 基于上述參數(shù)的測(cè)定，評(píng)價(jià)出混凝土中鋼筋宏電池腐蝕的控制模式如下：
[0112] (1)陰極鋼筋控制模式（gpPRsteeI-C 2 60%、PRsteei-a < 30%、PRccin〈10% );
[0113] (2)陽(yáng)極鋼筋控制模式（SPPRsteei-30%、PRsteei- a 2 60%、PR_〈10% );
[0114] (3)混合控制模式（即30%〈PRsteei-c〈60%、30%〈PR steei-a〈60%、PRcon〈40% );
[0115] (4)混凝土阻抗控制模式（即PRsteel-Z 30%、PRsteei-a < 30%、PU 40% ) 〇
[0116] 在混凝土中鋼筋宏電池腐蝕的檢測(cè)和分析評(píng)價(jià)中，電位差，是決定宏電池腐蝕電 流大小的主要因素之一，通過(guò)分析電位差A(yù)ECQrrl、AE CQrr2、AECQrr3和AECQrr4與宏電池腐 蝕電流密度i ma的關(guān)系，能夠更好的評(píng)價(jià)陰極鋼筋、陽(yáng)極鋼筋和混凝土阻抗對(duì)宏電池腐蝕電 流的影響。極化比率，通過(guò)下述方式獲得，即：以橫坐標(biāo)為Δ EcxjrrI、縱坐標(biāo)為Δ Ecxxrri(i = 2， 3,4)繪制散點(diǎn)圖，并用線性函數(shù)進(jìn)行擬合，則直線的斜率分別被定義為陰極鋼筋的極化比 率、陽(yáng)極鋼筋的極化比率和混凝土的極化比率。極化比率，能夠評(píng)價(jià)陰極鋼筋、陽(yáng)極鋼筋和 混凝土阻抗對(duì)宏電池腐蝕的相對(duì)貢獻(xiàn)程度;能夠闡明各腐蝕環(huán)境下鋼筋宏電池腐蝕的控制 模式;反映出陽(yáng)極和陰極鋼筋在宏電池腐蝕狀態(tài)下極化釋放電子和極化消耗電子的能力， 能夠評(píng)價(jià)陰極鋼筋和陽(yáng)極鋼筋在宏電池腐蝕狀態(tài)下抵抗腐蝕能力的強(qiáng)弱。
[0117] 在具體實(shí)施中，鋼筋是指混凝土結(jié)構(gòu)中的普通鋼筋（如HPB300，HRB335，HRBF335， HRB400，HRBF400，HRB500，HRBF500)。所述混凝土的強(qiáng)度等級(jí)為C20~C60。本實(shí)施例選用的 是HPB300光圓鋼筋和強(qiáng)度等級(jí)為C30混凝土，具體實(shí)施如下。
[0118] 本實(shí)施例選用的是HPB300光圓鋼筋，直徑20mm、長(zhǎng)180mm，鋼筋兩端部40mm長(zhǎng)的部 位均用聚苯乙烯樹(shù)脂密封涂裹，鋼筋被澆筑于80X80X 160mm混凝土試塊的正中心位置，且 四周均勻分布著4個(gè)直徑6mm的小孔。混凝土澆筑時(shí)在小孔位置預(yù)置4根直徑6mm的HPB300光 圓鋼筋，在混凝土凝結(jié)硬化前抽出以形成小孔，待混凝土試塊硬化后，將試塊端部的小孔與 塑料吸管用聚苯乙烯樹(shù)脂密封連接。
[0119] 所用混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，其配合比為水泥:粉煤灰:河砂:碎石:外加劑:水=1: 0.43:3.11:3.8:0.014:0.6。陰極混凝土試塊在澆筑時(shí)摻入0 % Cl-(占膠凝材料質(zhì)量），陽(yáng)極 混凝土試塊在澆筑時(shí)摻入3%C1-(占膠凝材料質(zhì)量），以使陰極鋼筋和陽(yáng)極鋼筋之間呈現(xiàn)出 顯著的腐蝕電位差，便于在宏電池腐蝕狀態(tài)下，能夠清晰的觀測(cè)到陰極鋼筋和陽(yáng)極鋼筋的 極化行為。
[0120]陰極混凝土試塊和陽(yáng)極混凝土試塊均在澆筑1天后脫模，然后繼續(xù)放在20°C的恒 溫室中進(jìn)行水中養(yǎng)護(hù)至齡期。之后取出，將一個(gè)陰極試塊和一個(gè)陽(yáng)極試塊放置于含有少量 水的平底塑料器皿中，器皿中的水剛好超過(guò)試塊的下邊緣3-5_左右。然后將其在室溫中放 置2周，使試塊的濕度與室內(nèi)的濕度保持相對(duì)穩(wěn)定。
[0121] 本實(shí)施例中使用的腐蝕診斷器為新日鐵技研會(huì)社開(kāi)發(fā)的CM-SEl型腐蝕診斷器，使 用的零電阻電流計(jì)為北斗電工株式會(huì)社的HM-103A型零電阻電流計(jì)。
[0122] 首先，陰極鋼筋試塊的導(dǎo)線和陽(yáng)極鋼筋試塊的導(dǎo)線先處于斷開(kāi)狀態(tài)2周，此時(shí)陰極 鋼筋和陽(yáng)極鋼筋分別處于微電池腐蝕狀態(tài);使用CM-SEl腐蝕診斷器分別測(cè)量陰極鋼筋和陰 極鋼筋在微電池狀態(tài)下的腐蝕電位E mi-C和Emi-a、腐蝕阻抗RP- C和RP-a、以及砂漿（即混凝土試 塊)的電阻抗R_;測(cè)量的時(shí)間間隔為1天，以便獲得各腐蝕參數(shù)的時(shí)變曲線;測(cè)量過(guò)程中，飽 水脫脂棉放置于腐蝕診斷器探頭和混凝土試塊表面之間，以確保良好的電流傳導(dǎo)性；陰極 鋼筋和陰極鋼筋在斷開(kāi)狀態(tài)下的腐蝕電流密度稱之為微電池腐蝕電流密度i mi-。和in，可 由Stern-Geary等式計(jì)算獲得，即：imi = B/RP，式中，imi是微電池腐蝕電流密度(μΑ/cm2)，RP 是鋼筋阻抗(k Ω . cm2)，B是Stern-Geary常數(shù)，當(dāng)鋼筋處于腐蝕狀態(tài)是取值為26mV，當(dāng)鋼筋 處于鈍化狀態(tài)時(shí)取值為52mV。試驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。
[0123] 然后，陰極鋼筋試塊的導(dǎo)線和陽(yáng)極鋼筋試塊的導(dǎo)線再處于連接狀態(tài)2周，此時(shí)陰極 鋼筋和陽(yáng)極鋼筋分別處于宏電池腐蝕狀態(tài);使用CM-SEl腐蝕診斷器分別測(cè)量陰極鋼筋和陰 極鋼筋在宏電池狀態(tài)下的腐蝕電位Ema-。和Ema-a;使用HM-103A型零電阻電流計(jì)測(cè)得流經(jīng)陰極 鋼筋和陽(yáng)極鋼筋間的電流，即宏電流;宏電池腐蝕電流密度由下式計(jì)算獲得，即： =：[111 3-3=11113/%1，式中，；[111 3是宏電池腐蝕電流密度（4八/0]12)，11113是宏電池腐蝕電流（4八），八 ￡1是 陽(yáng)極鋼筋的腐蝕面積(cm2);陽(yáng)極鋼筋被定義為釋放電子的鋼筋，可從宏電流的流動(dòng)方向進(jìn) 行判斷得出；測(cè)量的時(shí)間間隔為1天，以便獲得各腐蝕參數(shù)的時(shí)變曲線。
[0124] 斷開(kāi)狀態(tài)2周和連接狀態(tài)2周，這4周被定義為1次試驗(yàn)循環(huán)，本實(shí)施例在進(jìn)行6次試 驗(yàn)循環(huán)后，往陽(yáng)極試塊的小孔中注入8mol/L的亞硝酸離子溶液(NaNO 2),然后繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn) 循環(huán)至20次。試驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。
[0125] 計(jì)算斷開(kāi)（微電池）狀態(tài)下陰極鋼筋和陽(yáng)極鋼筋之間的電位差Δ EmrrI = /Emi-。-Emi V，連接(宏電池)狀態(tài)下陰極鋼筋和陽(yáng)極鋼筋之間的電位差A(yù) E?rr4 = /Ema-C^EmaV，陰 極鋼筋的極化電位差即其在斷開(kāi)(微電池）狀態(tài)和連接(宏電池)狀態(tài)下的電位差△ Ec^rr2 = /Εη?ι-Ε_-。/，陽(yáng)極鋼筋的極化電位差即其在斷開(kāi)(微電池)狀態(tài)和連接(宏電池)狀態(tài)下的 電位差Δ Eccirr3 = /Ema-a-Emi-a/，陰極鋼筋的宏電池腐蝕極化比率PRsteel-C = Δ Ec〇rr2/ Δ EcorrI，陽(yáng)極鋼筋的宏電池腐蝕極化比率PRsteel-a= Δ Ec〇rr3/ Δ EccjrrI，混凝土阻抗的宏電池 腐蝕極化比率PRccm= Δ Ec〇rr4/ Δ EccirrI，陰極鋼筋的宏電池腐蝕極化斜率Pma-C= Δ Ec〇rr2/ [l0g(imi-c)-l0g(ima-c)]，陽(yáng)極鋼筋的宏電池腐蝕極化斜率fina-a= Δ Ec〇rr3/[l0g(ima-a)-l0g (imi-a)]。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。
[0126] 分析電位差ΔE。。rrl、ΔE。。rr2、ΔE。。rr3和ΔE。。 rr4與宏電池腐蝕電流密度ima的關(guān) 系，評(píng)價(jià)陰極鋼筋、陽(yáng)極鋼筋和混凝土 (砂漿)阻抗對(duì)宏電池腐蝕電流的影響。由表1可知，當(dāng) 陽(yáng)極試塊的小孔中注入8mol/L的亞硝酸離子溶液后，隨著宏電池電位差逐漸減小，宏電池 腐蝕電流密度亦隨之降低，亞硝酸離子對(duì)鋼筋宏電池腐蝕的抑制效果得以確認(rèn)。
[0127] 分析極化比率，評(píng)價(jià)陰極鋼筋、陽(yáng)極鋼筋和混凝土 (砂漿)阻抗對(duì)宏電池腐蝕的相 對(duì)貢獻(xiàn)程度，闡明該腐蝕環(huán)境下鋼筋宏電池腐蝕的控制模式。由表1可知，本實(shí)施例中陰極 鋼筋的極化比率較大，在宏電池腐蝕中起主要貢獻(xiàn)，故本實(shí)施例中鋼筋的宏電池腐蝕控制 模式為陰極鋼筋控制。
[0128] 分析極化斜率，評(píng)價(jià)陽(yáng)極鋼筋和陰極鋼筋在宏電池腐蝕狀態(tài)下極化釋放電子和極 化消耗電子的能力，評(píng)價(jià)陰極鋼筋和陽(yáng)極鋼筋在宏電池腐蝕狀態(tài)下抵抗腐蝕能力的強(qiáng)弱。 由表1可知，當(dāng)陽(yáng)極試塊的小孔中注入8mol/L的亞硝酸離子溶液后，陽(yáng)極鋼筋的極化斜率逐 漸逆時(shí)針?lè)较蛟龃?，?duì)宏電池腐蝕的抑制能力逐漸增強(qiáng)，亞硝酸離子對(duì)鋼筋宏電池腐蝕的 抑制效果得以確認(rèn)。
[0130] 表1實(shí)施例數(shù)據(jù)及結(jié)果分析
[0131] 注:本實(shí)施例在進(jìn)行6次試驗(yàn)循環(huán)后，往陽(yáng)極試塊的小孔中注入8mol/L的亞硝酸離 子溶液(NaN〇2)，然后繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)循環(huán)至20次。表中給出的數(shù)據(jù)Emi-c、Emi-a、Rp-c、Rp-a、 Rcon、Ema-c、Ema-a、ima、ima-c、ima-a，均為各個(gè)階段所測(cè)數(shù)據(jù)的平均值。
[0132] 以上所述，僅為本發(fā)明的實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0133] 除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形 成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 混凝土中鋼筋宏電池腐蝕的檢測(cè)裝置，其特征在于：包括兩個(gè)鋼筋混凝土腐蝕測(cè)試 單元，盛放容器，其中兩個(gè)鋼筋混凝土腐蝕測(cè)試單元設(shè)置在同一個(gè)盛放容器中，并在盛放容 器中設(shè)置水;兩個(gè)鋼筋混凝土腐蝕測(cè)試單元結(jié)構(gòu)相同，且每個(gè)鋼筋混凝土腐蝕測(cè)試單元，包 括鋼筋混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)、管道和導(dǎo)線，兩個(gè)鋼筋混凝土腐蝕測(cè)試單元選擇第一種鋼筋混凝 土腐蝕測(cè)試單元的結(jié)構(gòu)或者第二種鋼筋混凝土腐蝕測(cè)試單元的結(jié)構(gòu):其中 在第一種鋼筋混凝土腐蝕測(cè)試單元的結(jié)構(gòu)中，鋼筋混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)，包括混凝土試塊 和鋼筋，鋼筋設(shè)置在混凝土試塊的中央位置;沿混凝土試塊長(zhǎng)度方向，鋼筋貫穿整個(gè)混凝土 試塊，且鋼筋兩端伸出混凝土試塊;在鋼筋的兩端設(shè)置密封層，鋼筋的一端與導(dǎo)線相連;在 混凝土試塊上設(shè)置孔道，所述孔道均勻設(shè)置在一個(gè)以設(shè)置在混凝土試塊中央位置的鋼筋為 圓心的圓周上，且沿混凝土試塊長(zhǎng)度方向，孔道貫穿整個(gè)混凝土試塊;孔道的兩端分別與管 道密封相連;管道豎直向上開(kāi)口，且管道開(kāi)口高于混凝土試塊，以實(shí)現(xiàn)液體充滿孔道； 在第二種鋼筋混凝土腐蝕測(cè)試單元的結(jié)構(gòu)中，鋼筋混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)，包括混凝土試塊 和鋼筋，鋼筋設(shè)置在混凝土試塊的中央位置;沿混凝土試塊長(zhǎng)度方向，鋼筋貫穿整個(gè)混凝土 試塊，且鋼筋兩端伸出混凝土試塊;在鋼筋的兩端設(shè)置密封層，鋼筋的一端與導(dǎo)線相連;在 混凝土試塊上設(shè)置孔道，所述孔道均勻設(shè)置在一個(gè)以設(shè)置在混凝土試塊中央位置的鋼筋為 圓心的圓周上，且沿混凝土試塊長(zhǎng)度方向，孔道貫穿整個(gè)混凝土試塊;孔道的兩端分別與管 道密封相連;管道與儲(chǔ)液箱相連，并在管道上設(shè)置栗和流量計(jì)，以實(shí)現(xiàn)將儲(chǔ)液箱中液體由孔 道的一端進(jìn)入混凝土試塊，另一端流出并回流至儲(chǔ)液箱，同時(shí)利用栗和流量計(jì)的配合，實(shí)現(xiàn) 對(duì)液體在管道和孔道內(nèi)流速的控制和調(diào)整； 兩個(gè)鋼筋混凝土腐蝕測(cè)試單元之間設(shè)置開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)分別與兩個(gè)鋼筋混凝土腐蝕測(cè)試單 元中的導(dǎo)線相連。2. 如權(quán)利要求1所述的混凝土中鋼筋宏電池腐蝕的檢測(cè)裝置，其特征在于:所述的孔道 的數(shù)量為2-6個(gè)，孔道的直徑為6-20mm，孔道中心距離鋼筋中心的距離為6-20mm。3. 如權(quán)利要求1所述的混凝土中鋼筋宏電池腐蝕的檢測(cè)裝置，其特征在于:所述的混凝 土試塊長(zhǎng)度為160-200mm，寬度為60_100mm，高度為60_100mm。4. 如權(quán)利要求1所述的混凝土中鋼筋宏電池腐蝕的檢測(cè)裝置，其特征在于:在鋼筋的一 端設(shè)置螺絲和墊圈，螺絲穿過(guò)墊圈擰入鋼筋內(nèi)部，導(dǎo)線與螺絲或者墊圈相連，以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)線與 鋼筋的測(cè)試線路的聯(lián)通;且導(dǎo)線穿出密封層。5. 如權(quán)利要求1所述的混凝土中鋼筋宏電池腐蝕的檢測(cè)裝置，其特征在于:所述的密封 層為聚苯乙烯樹(shù)脂層，密封層覆蓋伸出混凝土試塊的鋼筋的兩端，且延伸至混凝土試塊中 覆蓋混凝土試塊內(nèi)的鋼筋，在混凝土試塊中，密封層覆蓋的鋼筋長(zhǎng)度為30-50mm。6. 混凝土中鋼筋宏電池腐蝕的檢測(cè)方法，其特征在于：一個(gè)鋼筋混凝土腐蝕測(cè)試單元 中的鋼筋為陽(yáng)極鋼筋，另一個(gè)鋼筋混凝土腐蝕測(cè)試單元中的鋼筋為陰極鋼筋，按照下列步 驟進(jìn)行： 步驟1，使用平底器皿中的水對(duì)兩個(gè)鋼筋混凝土腐蝕測(cè)試單元進(jìn)行潤(rùn)濕，以使兩個(gè)鋼筋 混凝土腐蝕測(cè)試單元之間形成電通性； 步驟2，通過(guò)管道向混凝土試塊的孔道內(nèi)注入實(shí)驗(yàn)液體； 步驟3，使用測(cè)定裝置與鋼筋混凝土腐蝕測(cè)試單元相連； 步驟4:斷開(kāi)陰極鋼筋與陽(yáng)極鋼筋之間的導(dǎo)線，持續(xù)測(cè)定陰極鋼筋的微電池腐蝕電位 Emi-。和微電池腐蝕電流密度imi-。，陽(yáng)極鋼筋的微電池腐蝕電位Emi-4P微電池腐蝕電流密度 lmi-a ; 步驟5:連接陰極鋼筋與陽(yáng)極鋼筋之間的導(dǎo)線，持續(xù)測(cè)量陰極鋼筋的宏電池腐蝕單位 Ema-。、陽(yáng)極鋼筋的宏電池腐蝕電位Ema-a、陰極鋼筋和陽(yáng)極鋼筋之間流動(dòng)的宏電池腐蝕電流密 1? Ima - Ima-C - ima-a ; 步驟6:將步驟4和步驟5作為一個(gè)循環(huán)周期，重復(fù)步驟4和步驟5進(jìn)行試驗(yàn)。7. 如權(quán)利要求6所述的混凝土中鋼筋宏電池腐蝕的檢測(cè)方法，其特征在于:所述的步驟 1中，將兩個(gè)鋼筋混凝土腐蝕測(cè)試單元中混凝土試塊全部或者部分浸入水中，以模擬不同濕 度或水下混凝土的宏電池腐蝕，例如將兩個(gè)鋼筋混凝土腐蝕測(cè)試單元中混凝土試塊浸入水 中3-5mm;所述的步驟2中，實(shí)驗(yàn)液體為氯離子溶液或阻銹劑溶液。8. 如權(quán)利要求6所述的混凝土中鋼筋宏電池腐蝕的檢測(cè)方法，其特征在于:所述的步驟 3中，測(cè)定裝置為腐蝕診斷儀器或鋼筋銹蝕儀或電化學(xué)工作站或零電阻電流計(jì)。9. 如權(quán)利要求6所述的混凝土中鋼筋宏電池腐蝕的檢測(cè)方法，其特征在于:所述的步驟 4中，陽(yáng)極鋼筋和陰極鋼筋斷開(kāi)狀態(tài)（即微電池腐蝕狀態(tài))的時(shí)間為2-4周，以便于陰極鋼筋 和陽(yáng)極鋼筋之間微電池腐蝕狀態(tài)的恢復(fù)和穩(wěn)定;所述的步驟5中，陽(yáng)極鋼筋和陰極鋼筋連接 狀態(tài)（即宏電池腐蝕）的時(shí)間為2-4周，以便于流經(jīng)陰極鋼筋和陽(yáng)極鋼鋼筋之間的宏電池腐 蝕電流的穩(wěn)定，以及宏電池極化的穩(wěn)定;所述步驟6中，將步驟4和步驟5作為一個(gè)循環(huán)周期， 一個(gè)陽(yáng)極鋼筋和陰極鋼筋斷開(kāi)狀態(tài)和一個(gè)陽(yáng)極鋼筋和陰極鋼筋連接狀態(tài)組成一個(gè)循環(huán)周 期，時(shí)間為4 一8周。10. 如權(quán)利要求6所述的混凝土中鋼筋宏電池腐蝕的檢測(cè)方法，其特征在于:在斷開(kāi)狀 態(tài)下，測(cè)量陰極鋼筋的微電池腐蝕電位Emi-。和微電池腐蝕電流密度i mi-。、陽(yáng)極鋼筋的微電池 腐蝕電位Emi-JP微電池腐蝕電流密度在連接狀態(tài)下，測(cè)量陰極鋼筋的宏電池腐蝕單位 E ma-。、陽(yáng)極鋼筋的宏電池腐蝕電位Ema-a、陰極鋼筋和陽(yáng)極鋼筋之間流動(dòng)的宏電池腐蝕電流密 1? Ima - Ima-C - lma-a ； 在一個(gè)循環(huán)周期或者幾個(gè)循環(huán)周期內(nèi)檢測(cè)得到上述電流和電位信號(hào)進(jìn)行分析測(cè)評(píng)，給 出的測(cè)定參數(shù)如下： 斷開(kāi)狀態(tài)（微電池腐蝕狀態(tài)）下陰極鋼筋和陽(yáng)極鋼筋之間的電位差A(yù) EmrrI = /Emi-。-Emi-a/ ; 連接狀態(tài)（宏電池腐蝕狀態(tài)）下陰極鋼筋和陽(yáng)極鋼筋之間的電位差A(yù)Ec^r4 = /Ema-。- Ema-a/ ; 陰極鋼筋的極化電位差即其在斷開(kāi)(微電池)狀態(tài)和連接(宏電池)狀態(tài)下的電位差△ Ecorr2 - /Emi-C-Ema-c/ ； 陽(yáng)極鋼筋的極化電位差即其在斷開(kāi)(微電池)狀態(tài)和連接(宏電池)狀態(tài)下的電位差A(yù) Ecorr 3 = /Ema-a_Emi-a/，且 A E corr 1= ΔΕ corr 2+ΔΕ corr 3+ΔΕ corr4 ； 陰極鋼筋的宏電池腐蝕極化比率PRsteel-C= Δ ECOTr2/ Δ EccirrI ; 陽(yáng)極鋼筋的宏電池腐蝕極化比率PRSteel-a= Δ Ec〇rr3/ Δ EccirrI; 混凝土阻抗的宏電池腐蝕極化比率PRccm= Δ EccirrV Δ EccirrI，且PRsteei-c+PRsteei- a+PRcon =1; 陰極鋼筋的宏電池腐蝕極化斜率ftna-c = Δ Ecffrr2/[ IOg( imi-c)-IOg( ima-c)]; 陽(yáng)極鋼筋的宏電池腐蝕極化斜率ftna-a = Δ EcOTr3/[ IOg( ima-a)-IOg( imi-a)]; 基于上述參數(shù)的測(cè)定，評(píng)價(jià)出混凝土中鋼筋宏電池腐蝕的控制模式如下： (1 )陰極鋼筋控制模式（即 PRsteel-2 60 %、PRsteel-a < 30 %、PRccin〈 10 % ); (2 )陽(yáng)極鋼筋控制模式（SP PRsteel-30 %、PRsteel-a 2 60 %、PRccin〈 10 % ); (3) 混合控制模式（即 30 %〈PRsteel-c〈60 %、30 %〈PRsteel-a〈60 %、PRc〇n〈40 % ); (4) 混凝土阻抗控制模式（即PRsteei-Z 30%、PRsteei-a < 30%、PU 40% ) 〇
【文檔編號(hào)】G01N17/02GK105891101SQ201610397694
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年6月5日
【發(fā)明人】曹忠露, 米勝東, 陳浩宇, 李沛, 蘇忠純, 王娜, 張鵬, 楊建軍, 雷周, 周曉朋, 周佰祥, 朱明軒, 夏志遠(yuǎn), 謝麗霞
【申請(qǐng)人】中交第航務(wù)工程局有限公司, 中交第一航務(wù)工程局有限公司, 中交天津港灣工程研究院有限公司, 天津港灣工程質(zhì)量檢測(cè)中心有限公司