本發(fā)明涉及鋼筋銹蝕狀況測定，尤其涉及一種鋼筋銹蝕率的遞進式測試裝置和方法。
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背景技術：
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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，據統(tǒng)計可知目前80％的建筑結構均是由混凝土澆筑而成的。但由于外界環(huán)境因素如氯離子、二氧化碳等作用的侵蝕作用使得混凝土中的鋼筋產生銹蝕，銹蝕會使得鋼筋的截面減少，引起應力集中和鋼筋力學性能的下降，這嚴重影響了結構物的安全性和耐久性。鋼筋的銹蝕率和鋼筋剩余截面沿截面的軸向分布狀況是研究鋼筋銹蝕的重要參數。
專利號為CN201410151435.6的發(fā)明公開了一種鋼筋銹蝕率的測定裝置及測定方法。鋼筋銹蝕率的測定裝置包括稱重儀、計算機系統(tǒng)，夾具和裝液體的容器，計算機系統(tǒng)包括處理器、輸入裝置和顯示裝置，稱重儀的數據輸出端接計算機系統(tǒng)的處理器，包括鋼筋下降裝置，鋼筋下降裝置包括機架、所述的夾具、夾具升降機構和感知夾具升降距離的直線位移傳感器，直線位移傳感器的位移數據輸出端接計算機系統(tǒng)的處理器。該發(fā)明操作簡單、檢測效率高、檢測精度高，能夠準確得到沿鋼筋長度方向最大銹蝕率和沿鋼筋長度方向的銹蝕率曲線。但是該發(fā)明的鋼筋銹蝕率的測定裝置結構復雜，造價高。
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技術實現要素：
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本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種結構簡單，造價低的鋼筋銹蝕率的遞進式測試裝置。
本發(fā)明另一個要解決的技術問題是提供一種測試裝置結構簡單，造價低的鋼筋銹蝕率的遞進式測試方法。
為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是，一種鋼筋銹蝕率的遞進式測試裝置，包括機架、稱重儀、計算機系統(tǒng)、鋼筋下降裝置和裝液體的容器，計算機系統(tǒng)包括處理器、輸入裝置和顯示裝置，稱重儀的數據輸出端接計算機系統(tǒng)的處理器；鋼筋下降裝置包括鋼筋夾頭和夾頭下降機構；夾頭下降機構包括微量泵、浮子、液槽，吊索、第一定滑輪和第二定滑輪，液槽布置在容器上方，浮子放置在液槽中；第一定滑輪布置在液槽的下部，位于浮子的下方；第二定滑輪布置在液槽的上端的一側，位于鋼筋夾頭的正上方；吊索的下端與鋼筋夾頭連接，從鋼筋夾頭引出的吊索先后繞過第二定滑輪和第一定滑輪，上端與浮子連接；微量泵的入口與液槽下部連通。
以上所述的遞進式測試裝置，包括擾動阻尼器，擾動阻尼器包括密封的殼體，殼體中包括與液槽中同樣的液體，殼體中液面的上方為密封的氣體，擾動阻尼器中的液體通過管道與液槽中的液體連通；微量泵的入口與擾動阻尼器下部的液體連通。
以上所述的遞進式測試裝置，所述的浮子為泡沫塊。
以上所述的遞進式測試裝置，所述的浮子為半球形或上大下小的圓臺形。
以上所述的遞進式測試裝置，所述的稱重儀是自動稱重記錄儀。
以上所述的遞進式測試裝置，擾動阻尼器和液槽中的液體是飽和食鹽水。
一種鋼筋銹蝕率的遞進式測試方法，包括以上述的測試裝置，測定過程包括以下步驟：
701、容器中盛測試液，受測鋼筋的下端插入到測試液的液面中；
702、根據微量泵的流量和液槽內部的橫截面積，計算微量泵開動時，液槽中液面下降的速率；
703、開動微量泵，隨著液槽中液面下降，受測鋼筋逐漸進入到容器的測試液中；自動稱重記錄儀按設定的時間間隔對讀取的質量數據并將質量數據和對應的時間值輸送到計算機系統(tǒng)；
704、計算機系統(tǒng)根據所述的速率、質量數據和對應的時間值計算銹蝕鋼筋剩余截面值沿軸向分布的數據和/或銹蝕率。
本發(fā)明鋼筋銹蝕率的遞進式測試裝置結構簡單、造價低、操作簡便，測試精度可以滿足檢測需要。
[附圖說明]
下面結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
圖1是本發(fā)明實施例鋼筋銹蝕率的遞進式測試裝置的結構示意圖。
[具體實施方式]
本發(fā)明實施例鋼筋銹蝕率的遞進式測試裝置的結構如圖1所示，包括機架13、自動稱重記錄儀10、計算機系統(tǒng)、鋼筋下降裝置和裝液體的容器。
容器11放置在自動稱重記錄儀10上。
計算機系統(tǒng)包括處理器、輸入裝置和顯示裝置，自動稱重記錄儀10的數據輸出端接計算機系統(tǒng)的處理器。
鋼筋下降裝置包括鋼筋夾頭1和夾頭下降機構。
夾頭下降機構包括微量泵2、擾動阻尼器、浮子3、液槽4，尼龍線5、定滑輪6和定滑輪7，液槽4固定在機架13上，布置在容器11上方，浮子3放置在液槽4中，液槽4中有飽和濃度的食鹽水401，浮子3為矩形、或半球形、或上大下小的圓臺形的泡沫塊，漂浮在飽和食鹽水401的液面上。
定滑輪6安裝在液槽4的下部，位于浮子3的下方；定滑輪7安裝在液槽4的上端的一側，位于鋼筋夾頭1的正上方。
作為吊索的尼龍線5的下端與鋼筋夾頭1連接，從鋼筋夾頭1引出的尼龍線5先后繞過定滑輪7和定滑輪6，最后，尼龍線5上端與浮子3連接。
擾動阻尼器包括密封的殼體8，殼體8中裝有與液槽4中同樣的飽和濃度的食鹽水801，殼體8中飽和濃度的食鹽水801液面的上方有密封的氣體802，擾動阻尼器中的飽和食鹽水801通過管道15與液槽4中的飽和食鹽水401連通。微量泵2的入口與擾動阻尼器下部的飽和食鹽水801連通。
鋼筋夾頭1夾在受測鋼筋100的頂端，容器11中盛測試液1101，受測鋼筋100下落，下端進入到測試液的液面中。測試液1101最好采用甲醇、乙醇或者汽油等比重較小的液體。
微量泵2的類型很多，本實施例采用每轉排量為0.2CC/rev的JONSN的微型齒輪泵，當轉速為750rpm時，流量為0.15L/min，當轉速為3300rpm時，流量為0.66L/min。
如果轉速為750rpm，流量為0.15L/min，當液槽4內部的橫截面為0.25M2時，液槽4液面下降的速率為0.01mm/s，受測鋼筋下降浸入測試液的速率也是0.01mm/s。
如果轉速為3300rpm，流量為0.66L/min，當液槽4內部的橫截面為1.1M2時，液槽4液面下降的速率為0.01mm/s，受測鋼筋下降浸入測試液的速率也是0.01mm/s。
本發(fā)明以上實施例的試驗原理是，通過微量泵2抽水導致液槽4內飽和食鹽水401的液面下降，抽出的飽和食鹽水經微量泵2的排液管202排出，微量泵2的抽水速度控制液槽4中液面下降速度，帶動漂浮于液槽4內液面上的浮子3下降，從而使受測鋼筋100沒入容器11內的測試液1101中，微量泵2抽水的流量決定了鋼筋入水的速率以及深度，可以避免了試驗操作人員目測鋼筋下降深度帶來的誤差。采用的自動稱重記錄儀不僅能夠稱取數據，還能夠根據一定的時間間隔自動對所讀取的質量數據進行記錄，避免了繁瑣的人為操作、實現了整套轉置的全自動化。
采用面積大的輕質泡沫板作為浮子，保證浮子有足夠的浮力浮于液面上并且減小試驗的誤差。
容器11中所裝的測試液是甲醇、乙醇或者汽油。擾動阻尼器和液槽4內裝液體為飽和氯化鈉溶液。
鋼筋下降i個位移間隔值的稱重數值mi，則鋼筋下降i個位移間隔值后的截面積S i：
其中，mi——i時刻時的稱重數值；
g——重力加速度；
ρ——液體的密度；
h—單位時間內鋼筋下降的距離；
設鋼筋原始橫截面積為S0，根據S0和Si得到沿鋼筋長度方向下降i個設定位移間隔值時的銹蝕率Ci：
本發(fā)明鋼筋銹蝕率的測試裝置簡易、操作簡單、檢測效率高、檢測精度高，整個檢測全自動化，除試驗開始時啟動設備外，無需人為操作，能夠準確得到沿鋼筋長度方向最大銹蝕率。
受測鋼筋100沒入容器11中時，沒入深度的不同，浮力值不同，會導致浮子3在測量過程中吃水深度的變化，對于受測鋼筋100沒入的容器11時，其選用密度較小的溶液能夠減小由于浮力值改變所帶來的誤差?？蛇x溶液有：甲醇、乙醇和汽油。(假設選用直徑為16mm的受測鋼筋，其長度為50cm，受測鋼筋100的密度為7.8g/cm3，由m＝ρπr2h可得，其質量為783.7g，由G＝mg可知重力為7.68N,其全部沒入容器內的汽油中時，汽油的密度為0.7g/cm3，由F＝ρgv排＝ρgπr2h可得，其浮力值為：0.689N，若容器內裝水，其浮力值為：0.985N，采用的汽油溶液已較采用水將誤差減少了如果不考慮浮力影響，采用最大面積為0.5平方米的泡沫板作為浮子，飽和氯化鈉溶液的密度為1.12g/cm3，由可得，泡沫板在飽和氯化鈉溶液中的下沉深度為：1.4mm，若考慮浮力影響，則泡沫板在飽和氯化鈉溶液中的下沉深度為：1.27mm，即測試液浮力對于受測鋼筋100移動精度的影響為0.026％，可以忽略不計；如果對測量精度不是很高，浮子和液槽的尺寸都可以減??；半球體或上大下小的圓臺形的浮子因上大下小有利于減小測試液浮力對于受測鋼筋移動精度的影響。
本發(fā)明以上實施例的銹蝕鋼筋剩余截面軸向分布狀況測試裝置結構簡單、造價低、操作簡便，測試精度可以滿足檢測需要。