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申请/专利权人：长江水利委员会长江科学院

摘要：本发明提供一种室内含缺陷预应力锚固结构腐蚀损伤试验系统及试验方法，该系统包括钢筋、注浆容器、腐蚀池、刚性槽、拉压力传感器、砂浆体、腐蚀液，腐蚀池容置于所述刚性槽内；注浆容器容置于所述腐蚀池内；钢筋的两端由内到外依次穿过所述注浆容器、腐蚀池后，可拆卸地固定于所述刚性槽的两侧壁上；腐蚀液容置于所述注浆容器和腐蚀池之间的容置空间内；砂浆体容置于所述钢筋与注浆容器之间的容置空间内；注浆容器上设置有缺陷通孔；当向所述钢筋施加拉拔力时，拉压力传感器用于获取所述拉拔力的数据。该方法基于该系统而实现。本发明能够较好地实现腐蚀后预应力锚固结构无扰动拆卸及注浆缺陷对预应力锚固结构产生的局部腐蚀。

主权项：1.一种室内含缺陷预应力锚固结构腐蚀损伤试验系统，其特征在于，包括钢筋1、注浆容器6、腐蚀池4、刚性槽24、拉压力传感器10、砂浆体2、腐蚀液7，所述腐蚀池4容置于所述刚性槽24内；所述注浆容器6容置于所述腐蚀池4内；所述钢筋1的两端由内到外依次穿过所述注浆容器6、腐蚀池4后，可拆卸地固定于所述刚性槽24的两侧壁上；所述腐蚀液容置于所述注浆容器6和腐蚀池4之间的容置空间内；所述砂浆体2容置于所述钢筋1与注浆容器6之间的容置空间内；所述注浆容器6上设置有缺陷通孔8；当向所述钢筋1施加拉拔力时，所述拉压力传感器10用于获取所述拉拔力的数据；系统还包括第一螺母13和第二螺母14，所述钢筋1为带肋钢筋，所述第一螺母13用于固定所述带肋钢筋和所述刚性槽24的第一侧壁；所述第二螺母14用于固定所述带肋钢筋和所述刚性槽24的第二侧壁；所述第一侧壁和所述第二侧壁为对应的侧壁；系统还包括辅助电极石墨棒25、参比电极饱和甘汞电极和电化学工作站5，其中，所述辅助电极石墨棒25设置于腐蚀液7中，饱和甘汞电极为外置电极，在进行电化学测试时将其置入腐蚀液7中，所述钢筋1用作工作电极，所述电化学工作站5与辅助电极石墨棒25、参比电极饱和甘汞电极和钢筋1连接，用于采集并处理电化学数据，所述电化学数据包括电化学极化曲线、电化学阻抗谱，通过所述电化学极化曲线获取瞬时腐蚀速率，并基于所述电化学阻抗谱特征曲线拟合等效电路，基于所述等效电路阐释含缺陷预应力锚固结构的时变腐蚀损伤机制；通过电化学极化曲线获取腐蚀电流密度，进而获取腐蚀速率： ；式中，CR为腐蚀速率，μma；K为腐蚀电流密度系数，3.27×10-3mm·gμA·cm·year；icorr为腐蚀电流密度，μAcm2；ρ为钢筋密度，gcm3；EW为钢筋摩尔当量；所述钢筋1与所述注浆容器6之间的连接处设置有第一密封件；所述钢筋1与所述腐蚀池4之间的连接处设置有第二密封件；所述拉压力传感器10设置于所述第一侧壁和所述第一螺母13之间，或者，所述拉压力传感器10设置于所述第二侧壁和所述第二螺母之间；系统还包括第一垫片11和第二垫片12，所述第一垫片11设置于所述第一螺母13和所述第一侧壁之间；所述第二垫片12设置于所述第二螺母14和所述第二侧壁之间；所述拉压力传感器10设置于所述第一垫片11和所述第一螺母13之间，或者，所述拉压力传感器10设置于所述第二垫片12和所述第二螺母之间；所述注浆容器6上设置有注浆孔，所述注浆孔包括第一注浆孔20和第二注浆孔21，所述第一注浆孔20和第二注浆孔21对称地设置于所述注浆容器6的轴向两端；所述注浆容器6呈圆柱体，并且，所述圆柱体沿相对应的两条母线劈开为第一半模16和第二半模17，处于使用状态时，所述第一半模16和第二半模17利用相对应的两母线对合为一体；通过系统进行室内可拆卸含缺陷预应力锚固结构腐蚀损伤试验方法，所述方法包括以下步骤：具体包括：步骤1：制备“目”字形钢筋混凝土锚固槽作为刚性槽24，在每一个区格根据需要均匀布置若干个预留孔供钢筋穿入用；步骤2：制备锚杆试件，选取带肋钢筋，在其一端加工成带螺纹，首先将钢筋用200～600目的砂纸逐层打磨直至光滑，对于锈蚀比较明显的钢筋则用稀盐酸清洗，然后使用丙酮除去表面油污，再用干抹布将表面水分擦去，放真空箱中备用；步骤3：制作腐蚀池4，使用材料为PMMA、厚度为3mm的板材加工为长30cm、宽20cm、高20cm的无盖立方体空心盒，腐蚀池的宽边方向两侧壁开设供锚固结构穿过的圆形孔洞，将腐蚀池固定于锚固槽区格壁；步骤4：制作砂浆浇注模具作为注浆容器6，将材料为PMMA、厚度为2mm、长度为20cm的圆管平分成两部分，在其上半部分两端各钻设一个圆孔作为注浆孔，中间根据缺陷设计类型钻至少一个圆孔作为缺陷通孔8，准备两片中心钻有圆孔的薄木板用于模具两端口的封堵；步骤5：制作含缺陷预应力锚固结构，将加工好的一端带螺纹的带肋钢筋依次穿过刚性槽24、腐蚀池4、经过环氧树脂胶粘合的注浆容器6，并将钢筋一端使用锚具固定，带螺纹一端安设拉压力传感器且使用螺母固定；步骤6：浇注砂浆，在浇注砂浆前检查模具缝隙处，确保钢筋与木板接触处及上下两部分模具粘合紧密，防止注浆过程中水分流失；钢筋绑扎导线并在绑扎处用环氧树脂作封水处理，导线引出模具，配制水泥砂浆，用不同直径的铁棒封堵缺陷通孔8，同时控制铁棒插入孔内深度，以作为缺陷的不同类型，使用砂浆注射器从浇注模具一端圆孔向模具内缓慢注入砂浆，直至另一端圆孔溢出砂浆停止注浆；步骤7：拆模养护，24h后拆除砂浆浇注模具，拔出缺陷处的小铁棒，并在锚固体表面洒水覆膜，保持砂浆包裹体表面一直处于湿润状态进行养护；步骤8：拉拔钢筋，根据规范，7d后对钢筋施加预应力，通过旋扭螺母对钢筋施加设计所需的预应力，其读数通过数据采集仪直接反映；步骤9：检查腐蚀池密闭性，两侧壁与钢筋接触位置通过密封胶作封水处理；将位于腐蚀池内的裸露钢筋表面涂防水胶，避免不必要的腐蚀；步骤10：确保无渗水后，向腐蚀池内注入浓度为10％的NaCl溶液，待溶液内离子相对稳定后测试含缺陷预应力锚固体的电化学阻抗、自腐蚀电位；步骤11：经过一段时间的浸泡后，逐步拆除腐蚀池，通过旋转螺母取出预应力锚固体，对其进行拉拔试验。

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百度查询： 长江水利委员会长江科学院 室内含缺陷预应力锚固结构腐蚀损伤试验系统及试验方法