[发明专利]测试角钢在大气-混凝土界面腐蚀速率的装置及方法

说明书

本发明公开了一种测试角钢在大气‑混凝土界面腐蚀速率的装置及方法。目前，并没有系统成熟的方案对大气‑混凝土界面处角钢的腐蚀程度进行检测、评估。本发明的装置包括海绵基座，所述的海绵基座上设有一用于穿角钢的L形定位槽孔，所述的海绵基座上装有不与角钢直接接触的辅助电极及不与角钢接触的参比电极；所述的辅助电极及参比电极各通过一导线与相应极化曲线测量仪器的接口连接。本发明的三电极装置，便于用电化学检测技术检测待测钢筋的电化学参数，并通过数值模拟提出了阳极面积的确定方式，通过极化曲线法原理以及理论分析得到锈蚀电流密度，定量分析钢筋锈蚀状况，实现电化学检测技术在大气‑混凝土界面处角钢锈蚀检测中的应用。

技术领域

本发明属于钢筋混凝土结构电化学腐蚀测试技术领域，具体地说是一种对处于大气-混凝土界面的角钢腐蚀速率进行电化学测试的装置及方法。

背景技术

输电铁塔作为高压输电线路的承重结构，是输电线路最重要的基础设施之一，其可靠运行对电力系统安全至关重要。工程实践发现，许多铁塔结构在投入使用后，都较早的出现了耐久性不足的问题，特别是环境侵蚀作用较为严重地区的铁塔塔脚，其耐久性失效问题更为显著，这不仅造成了经济损失和资源浪费，亦有可能引起塔脚的适用性和安全性上的问题。

而塔脚的耐久性问题主要由塔脚中钢筋锈蚀引起的，其钢筋锈蚀主要包括两类：一是混凝土内部角钢的吸氧腐蚀(或析氢腐蚀)；二是位于大气-混凝土界面处的角钢腐蚀，这类腐蚀是输电铁塔所有腐蚀的重点和难点，其具有如下特殊性：1)腐蚀环境复杂恶劣。腐蚀部位易发生氧浓差腐蚀、缝隙腐蚀，并且如若保护帽品质不良，还会因保护帽透水或表面积水而加剧腐蚀。2)腐蚀具有隐蔽性。塔脚包裹于保护帽中，其内部腐蚀形态及腐蚀程度无法直观观察，易被忽略而导致腐蚀隐蔽发展恶化。3)防腐工作难度较大。与铁塔其他部位防腐不同，关于保护帽内塔脚防腐目前未有系统性成熟方案，常采用的方式也仅仅是发现塔脚严重锈蚀时进行被动性的更换，缺乏提前预防处理方案。

因此，对输电铁塔中钢筋锈蚀检测方法和技术提出了新的要求。目前，在工程实践中，对铁塔塔脚腐蚀检测评估的方法是凿开混凝土保护帽直接观察，这种方法费时费力，人力物力成本较高，且检测后不利于结构的持续使用。另外，在对混凝土钢筋锈蚀检测的方法和装置中，应用最多的是一种基于线性极化法测量混凝土结构钢筋锈蚀的三电极装置。该装置是通过在混凝土外表面放置参比电极a和辅助电极b，与混凝土内部钢筋(工作电极c)形成三电极装置，再通过屏蔽环d作用将辅助电极正对的角钢面积确定为阳极面积A，进而测得极化曲线，定量分析钢筋的腐蚀速率，如图1，参比电极放置在海绵e上，没有直接与混凝土表面接触。但该装置只适用于埋入混凝土中的钢筋，并不是适用于位于大气-混凝土界面的钢筋锈蚀，不能应用于实际工程来解决塔脚角钢的腐蚀检测问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种对位于大气-混凝土界面处的角钢进行腐蚀速率检测的装置，以便于用电化学检测技术检测待测角钢的电化学参数。

为此，本发明采用如下的技术方案：测试角钢在大气-混凝土界面腐蚀速率的装置，包括海绵基座，

所述的海绵基座上设有一用于穿角钢的L形定位槽孔，所述的海绵基座上装有不与角钢直接接触的辅助电极及不与角钢接触的参比电极；

使用时，位于辅助电极下方的海绵基座底面与大气-混凝土界面接触，当海绵基座吸水后用于辅助电极与角钢之间的离子传输，角钢作为工作电极使用，辅助电极与角钢及海绵基座形成一回路；参比电极的测量探头直接与大气-混凝土界面接触，通过混凝土与工作电极形成另一回路；

所述的辅助电极及参比电极各通过一导线与相应极化曲线测量仪器的接口连接；

还包括一用于连接角钢与相应极化曲线测量仪器接口的工作电极导线。

作为上述技术方案的补充，所述L形定位槽孔的一端开口，另一端的一侧设所述的参比电极。利用定位槽孔的开口端及海绵基座本身的材料特性可以方便开合海绵基座，将海绵基座套在角钢上。