一种快速评定钢筋混凝土抗腐蚀性能的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了属于钢铁抗腐蚀性检测设备范围的一种快速评定钢筋混凝土抗腐蚀性能的装置。由电渗池、电源系统、数据采集系统和控制系统组成；利用本装置可以加速氯离子渗透到钢筋表面，引起钢筋腐蚀，减少试验时间，同时，采用了３－２０的低电压，不会在混凝土内部产生热量，不会对实验结果有影响；零电阻安培表的采用大大降低了宏电池电流测量的误差；可以对宏电池电流进行连续监控，实现连续自动控制，可以定量的确定钢筋的腐蚀速率。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于钢铁抗腐蚀性检测设备范围，更具体地说，本技术是一种快速评定钢筋混凝土抗腐蚀性能的装置。
技术介绍
对于土木工程而言，20世纪是钢筋混凝土的时代。从享誉世界的悉尼歌剧院的薄壳建筑，到马来西亚世界最高的摩天大楼；从挪威北海的世界上最深的石油钻井平台，到世界上最高的中国三峡水电大坝；从日本的海上空港、超长跨海大桥，到连接英国法国的英吉利海峡深海隧道；从核电站到高速公路，桥梁，各种工业、商业和住宅建筑，到国防军事设施，绝大多数是钢筋混凝土建筑。很难想象没有钢筋混凝土，今天的社会发展会是什么模样。但是，在标志社会发展进步的钢筋混凝土新构筑物不断完成的同时，给人民生命安全带来重大隐患的钢筋混凝土构筑物因腐蚀破坏产生的耐久性问题比比皆是，触目惊心。氯离子引起的钢筋腐蚀已广泛造成的混凝土结构破坏，严重影响甚至危及房屋建筑、桥梁等建筑物的安全性。目前通常采用干湿循环法钢筋加速混凝土中钢筋腐蚀，此方法的缺点是测试时间长，同时不能对腐蚀电池进行实施连续监控。虽然电渗试验方法已广泛用于测试氯离子在混凝土中的扩散系数，但是所采用的电渗电压为30-60伏，其缺点是所加的电压过高，在实验过程中会在混凝土时间内部产生一定的热量，影响试验结果。目前用于定量测定混凝土中钢筋腐蚀速率的方法有：重量法、线性极化法、交流阻抗谱法等，但是重量法需要破坏混凝土结构，线性极化法不能对钢筋腐蚀状态进行连续自动测量，交流阻抗谱法测试时间长而且谱图求解困难。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术的上述不足而提供了一种快速评定钢筋混凝土抗腐蚀性能的装置，其特征在于，本技术由电渗池、电源系统、数据采集系统和控制系统组成；在电渗池的电渗槽7内安装混凝土试样3，电渗槽7-->左右两边的正极板1和负极板6分别连接直流电源11的正、负极；混凝土试样3通过浸泡工作电极9和非浸泡工作电极4和数据采集系统、控制系统连接，然后通过数据采集卡的A/D模块、D/A模块连接到PC机。所述电渗池的电渗槽7内安装混凝土试样3，混凝土试样3将电渗槽7分为左右两部分，电渗槽7左边部分陈放左电渗液10，电渗槽7右边部分陈放右电渗液8，温度计5固定在电渗池盖2上，插入右电渗液8内；电渗槽7两边分别放置正极板1和负极板6，正极板1通过电流表A、开关12和直流电源11的正极连接，负极板6通过继电器RLA2连接直流电源11的负极。所述混凝土试样3的上部固定非浸泡参比电极4，下部固定浸泡工作电极9，两电极与铜导线连接；混凝土试样3下部的浸泡工作电极9浸入电渗液中，上部非浸泡参比电极4暴露在空气中，非浸泡参比电极4和浸泡工作电极9与铜导线连接的一侧采用环氧树脂13进行封涂，另一侧暴露在电渗液中。所述数据采集系统由数据卡的A/D模块，由集成运放-1、电阻R3组成的零电阻安培计，由集成运放-2、电阻R4、R5组成的信号放大器组成；浸泡工作电极9通过继电器RLA1和组成零电阻安培计的集成运放-1的负极连接，非浸泡工作电极4连接集成运放-1、集成运放-2的正极，并和采集卡的A/D模块的一端连接；零电阻安培计的输出信号放大器的电阻R4，信号放大器的输出接到采集卡的A/D模块的另一端。所述控制系统包括硬件和软件两大部分，硬件部分包括数据卡的D/A模块、继电器RLA1、RLA2、三极管Q1和Q2；继电器RLA1连接三极管Q1的集电极，三极管Q1的基极通过可变电阻R1及三极管Q1的发射极连接在D/A模块1的两端，同理，继电器RLA2连接三极管Q2的集电极，三极管Q2的基极通过可变电阻R2及三极管Q2的发射极连接在D/A模块2的两端；A/D模块、D/A模块1、D/A模块2的集成转换器的输出连接PC机。本技术与现有技术相比较有如下的有益效果：利用本装置可以加速氯离子渗透到钢筋表面，引起钢筋腐蚀，减少试验时间，同时，采用了3-20的低电压，不会在混凝土内部产生热量，不会对实验结果有影响；零电阻安培表的采用-->大大降低了宏电池电流测量的误差；可以对宏电池电流进行连续监控，实现连续自动控制，可以定量的确定钢筋的腐蚀速率，附图说明图1为电极加速氯离子渗透试验装置示意图。图2为钢筋混凝土试样结构示意图。具体实施方式本技术提供了一种快速评定钢筋混凝土抗腐蚀性能的装置。下面结合附图和具体实施方式对本技术作详细描述。如图1所示，本技术由电渗池、电源系统、数据采集系统和控制系统组成；在电渗池的电渗槽7内安装混凝土试样3，电渗槽7左右两边的正极板1和负极板6分别连接直流电源11的正、负极；混凝土试样3通过浸泡工作电极9和非浸泡工作电极4和数据采集系统、控制系统连接，然后通过数据采集卡的A/D模块、D/A模块连接到PC机。安装在电渗槽7内混凝土试样3将电渗槽7分为左右两部分，电渗槽7左边部分陈放左电渗液10，其浓度为0.2mol/L的NaOH溶液，电渗槽7右边部分陈放右电渗液8，包括浓度为0.2mol/L的NaOH溶液和占NaOH溶液5wt％的NaCl，混凝土试样3两边液体液面高度一样，右电渗液9提供试验用的氯离子；电渗池盖7用于减少电渗液的蒸发，温度计5固定在电渗池盖2上，插入右电渗液8内，温度计5用来测定电渗池8中右电渗液8的温度变化。电渗槽7两边分别放置正极板1和负极板6，正极板1通过电流表A、开关12和直流电源11的正极连接，负极板6通过继电器RLA2连接直流电源11的负极。直流电源11可以通过正极板1和负极板6对混凝土试样3施加3-20伏的直流电压，氯离子在电场的作用下向浸泡工作电极9表面渗透，浸泡工作电极9和非浸泡工作电极4构成宏电池。上述混凝土试样3的上部固定非浸泡参比电极4，下部固定浸泡工作电极9，两电极与铜导线连接；混凝土试样3下部的浸泡工作电极9浸入电渗液中，上部非浸泡参比电极4暴露在空气中，非浸泡参比电极4和浸泡工作电极9与铜导线连接的一侧采用环氧树脂13进行封涂，另一侧暴露在电渗液中(如图2所示)。-->所述数据采集系统由数据卡的A/D模块，由集成运放-1、电阻R3组成的零电阻安培计，由集成运放-2、电阻R4、R5组成的信号放大器组成；浸泡工作电极9通过继电器RLA1和组成零电阻安培计的集成运放-1的负极连接，非浸泡工作电极4连接集成运放-1、集成运放-2的正极，并和采集卡的A/D模块的一端连接；零电阻安培计的输出信号放大器的电阻R4，信号放大器的输出接到采集卡的A/D模块的另一端。浸泡工作电极9和非浸泡工作电极4之间的微安级宏观腐蚀电流ICorr，经过零电阻安培计，变为电压信号V1＝R3*ICorr，然后再经过信号放大电路，变为可以采集的电压信号V2＝R5*V1/R4，通过数据采集卡的A/D模块，实现对电压信号V2的采集，最后得到Icorr＝V2*R4/(R3*R5)。所述控制系统包括硬件和软件两大部分，硬件部分包括数据卡的D/A模块、继电器RLA1、RLA2、三极管Q1和Q2；继电器RLA1连接三极管Q1的集电极，三极管Q1的基极通过可变电阻R1及三极管Q1的发射极连接在D/A模块1的两端，同理，继电器RLA2连接三极管Q2的集电极，三极管Q2的基极通过可变电阻R2及三极管Q2的发射极连接在D/A模块2的两端本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种快速评定钢筋混凝土抗腐蚀性能的装置，其特征在于，该装置由电渗池、电源系统、数据采集系统和控制系统组成；在电渗池的电渗槽（７）内安装混凝土试样（３），电渗槽（７）左右两边的正极板（１）和负极板（６）分别连接直流电源（１１）的正、负极；混凝土试样（３）通过浸泡工作电极（９）和非浸泡工作电极（４）和数据采集系统、控制系统连接，然后通过数据采集卡的Ａ／Ｄ模块、Ｄ／Ａ模块连接到ＰＣ机。

【技术特征摘要】
1.一种快速评定钢筋混凝土抗腐蚀性能的装置，其特征在于，该装置由电渗池、电源系统、数据采集系统和控制系统组成；在电渗池的电渗槽(7)内安装混凝土试样(3)，电渗槽(7)左右两边的正极板(1)和负极板(6)分别连接直流电源(11)的正、负极；混凝土试样(3)通过浸泡工作电极(9)和非浸泡工作电极(4)和数据采集系统、控制系统连接，然后通过数据采集卡的A/D模块、D/A模块连接到PC机。2.根据权利要求1所述快速评定钢筋混凝土抗腐蚀性能的装置，其特征在于，所述电渗池的电渗槽(7)内安装混凝土试样(3)，混凝土试样(3)将电渗槽(7)分为左右两部分，电渗槽(7)左边部分陈放左电渗液(10)，电渗槽(7)右边部分陈放右电渗液(8)，温度计(5)固定在电渗池盖(2)上，插入右电渗液(8)内；电渗槽(7)两边分别放置正极板(1)和负极板(6)，正极板(1通过电流表A、开关(12)和直流电源(11)的正极连接，负极板(6)通过继电器RLA2连接直流电源(11)的负极。3.根据权利要求1所述快速评定钢筋混凝土抗腐蚀性能的装置，其特征在于，所述混凝土试样(3)的上部固定非浸泡参比电极(4)，下部固定浸泡工作电极(9)，两电极与铜导线连接；混凝土试样(3)下部的浸泡工作电极(9)浸入电渗液中，上部非浸泡参比...

【专利技术属性】
技术研发人员：翁端，耿春雷，徐永模，周华林，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]