[发明专利]用于荷载与环境耦合作用下钢筋原位电化学性能监测装置及其方法

权利要求书

1.一种用于荷载与环境耦合作用下钢筋原位电化学性能监测装置，其特征在于，包括

应力加载单元，包括第一加载螺杆、第二加载螺杆、第一承力板、第二承力板以及限位机构，第一承力板和第二承力板上下设置且第一承力板和第二承力板两端分别开设有供第一加载螺杆和第二加载螺杆穿过的第一通孔；当需对待测钢筋试样施加拉力时，第一加载螺杆和第二加载螺杆上的限位机构位于第一承力板上侧面的上方、第二承力板上侧面的上方和下侧面的下方；当需对待测钢筋试样施加压力时，第一加载螺杆和第二加载螺杆上的限位机构位于第一承力板下侧面的下方、第二承力板上侧面的上方和下侧面的下方；第一承力板和第二承力板的中部还开设有供待测钢筋试样穿过的第二通孔；

电化学性能测试单元，包括电解池容器，位于第一承力板和第二承力板之间，电解池容器上开设有供待测钢筋试样穿过的工作电极孔洞，待测钢筋试样的工作段设置在电解池容器中；

以及应力应变监测单元，包括轮辐式压力传感器和电阻应变片；轮辐式压力传感器上具有供待测钢筋试样穿过的第三通孔，电阻应变片设置在待测钢筋试样的工作段上；轮辐式压力传感器与测力传感器数显仪表连接，以供试验人员实时监测钢筋试件应力值大小的变化；电阻应变片与应变测试分析仪连接，以供试验人员实时监测钢筋试件应变值大小的变化。

2.如权利要求1所述的一种用于荷载与环境耦合作用下钢筋原位电化学性能监测装置，其特征在于，所述限位机构包括第一加载螺母、第二加载螺母、第一固定螺母、第二固定螺母、第三固定螺母、第四固定螺母、第一承力螺母和第二承力螺母；所述待测钢筋试样的两端刻有螺纹，以便于与所述第一承力螺母和第二承力螺母螺纹连接；根据加载条件的不同，第一加载螺母和第二加载螺母位于所述第一承力板上侧面的上方或下侧面的下方；所述第一固定螺母和第二固定螺母位于所述第二承力板上侧面的上方，所述第三固定螺母和第四固定螺母位于所述第二承力板下侧面的下部。

3.如权利要求2所述的一种用于荷载与环境耦合作用下钢筋原位电化学性能监测装置，其特征在于，所述应力加载单元还包括用于承受压力的圆垫板；所述圆垫板位于轮辐式压力传感器和第一承力螺母之间。

4.如权利要求3所述的一种用于荷载与环境耦合作用下钢筋原位电化学性能监测装置，其特征在于，所述电解池容器为透明亚克力材料或透明耐酸碱腐蚀材料制成。

5.如权利要求1所述的一种用于荷载与环境耦合作用下钢筋原位电化学性能监测装置，其特征在于，所述电解池容器上分别开设有用于插入参比电极的圆形通孔和辅助电极的长条形通孔。

6.一种采用如权利要求1～5之一所述的一种用于荷载与环境耦合作用下钢筋原位电化学性能监测装置的加载监测方法，其特征在于，所述加载监测方法的步骤如下：

S1，将贴有电阻应变片的待测钢筋试样插入电解池容器工作电极孔洞中并对工作电极孔洞进行密封处理，以达到防漏目的；

S2，进行加载：

当需对待测钢筋试样施加拉力时，将待测钢筋试样和容器一起插入第一承力板、第二承力板和轮辐式传感器的第三通孔中，并将第一承力螺母和第二承力螺母与待测钢筋试样进行连接，拧紧第一加载螺杆第二加载螺杆下端的第一固定螺母、第二固定螺母、第三固定螺母和第四固定螺母，第一加载螺母和第二加载螺母放置在第一承力板的下方，并通过同时旋拧第一加载螺母和第二加载螺母对第一承力板施加压力，从而使待测钢筋试样产生拉力；

当需对待测钢筋试样施加压力时，与上述施加拉力时不同，需先将轮辐式压力传感器和圆垫板位置改变，依次放在第一承力板的下方，然后，待测钢筋试样先与第一承力螺母和第二承力螺母连接，再将待测钢筋试样和容器一起插入上第一承力板、第二承力板和轮辐式传感器的第三通孔中，并将第一加载螺母和第二加载螺母的位置改变，放在第一承力板的上方，通过同时旋拧第一加载螺母和第二加载螺母对第一承力板施加压力，从而使钢筋产生压力；

S3，通过测力传感器数显仪表和应变测试分析仪显示的读数，控制加载力的大小，维持待测钢筋试样的应力状态保持不变，随后将模拟混凝土孔隙溶液倒入电解池容器中，并将参比电极和辅助电极插入电解池容器后与电化学工作站连接，进行电化学性能试验，实时监测待测钢筋试样钝化和锈蚀等状态，并且实时监测应力和应变的变化，实现钢筋试件轴向持力状态下的原位电化学性能监测。