一种内置钢筋笼混凝土海洋试验方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及钢筋混凝土海洋试验方法，属于钢筋混凝土耐久性领域，也属于海洋环境试验领域。
【背景技术】
[0002]随着我国海洋经济的迅猛发展，海洋工程设施防腐已成为发展中急需解决的重要课题。海洋环境中，钢筋混凝土因氯离子侵蚀等海洋腐蚀因素作用引起的性能劣化、开裂等问题，给世界各海洋国家带来了巨额的经济损失。根据腐蚀损失占GDP的3%左右的统计规则，我国2014年腐蚀损失达1.9万亿，其中海洋腐蚀占非常大的比例。因此，对海洋环境中钢筋混凝土材料耐久性问题的研究正在引起土木工程界的高度重视，并成为混凝土学科研究的一个重点。
[0003]目前，国内外针对混凝土耐久性实验方法多是模拟实验法，包括内掺法、人工气候法、浸泡法、通电法等实现手段。该方法采取各种人工的方法对钢筋混凝土构件进行耐久性性能的加速退化，当达到所需的退化程度后，即可进行耐久性实验。该方法可控制程度高，实验周期缩短，实验的成本、难度与复杂程度可以不同程度地降低，同时实验的可重复性高，可以反复地进行。然而，在模拟实验条件中与在真实使用环境中的劣化发展机理可能有很大差异，同时如何通过模拟环境的实验结果来推理实际环境的使用情况还有待进一步研究。“失真”成为模拟实验法难以克服的限制。
[0004]随着我国海洋环境试验场的不断建设，自然暴露法已逐渐成为耐久性实验的重要手段。该方法将制作的试件放到特定的真实环境服役，并自然劣化发展，然后再检查试件的耐久性能。该方法最大优点是试件所处的劣化环境即为海洋工程服役真实环境，故其实验结果较为真实、可靠，具有较高的参考价值。随着青岛、舟山、厦门、湛江、万宁等海洋试验场的建设，长期实海服役将成为混凝土材料耐久性实验的必要手段。
[0005]在传统的海洋暴露试验中，由于实验条件的限制，之前多开展耗时数月的涂料、塑料、金属制品的暴露试验，较少开展耗时数年的混凝土服役试验。即使在报道的部分海洋试验，混凝土试件只是放置在海边大气环境，并没有接触海水，造成服役结果出现偏差。在试验过程中，除了较大的构件外，按实验室常规模具制备的混凝土试件极易被潮汐作用冲散，离开原始位置。在实海潮汐区试验过程中，钢筋混凝土海洋试验尺寸显得非常重要。
[0006]另外，目前针对混凝土的耐久性实验方法多是针对混凝土材料本身，较少内置金属材料。在实际的海洋工程或涉海建筑中，混凝土结构内含有大量各种规格钢筋，故仅以混凝土材料耐久性能难以完整表达钢筋混凝土结构的耐久性能。模拟真实海洋工程结构，将满足钢筋规格和保护层厚度的钢筋笼内置于混凝土试件内，是钢筋混凝土的最好选择。所以，一种内置钢筋笼混凝土海洋试验方法显得非常重要。
【发明内容】
[0007]本发明要解决的技术问题是，克服现有混凝土耐久性实验常规手段的不足，提供一种内置钢筋笼混凝土海洋试验方法，该方法是符合海洋工程钢筋混凝土真实服役情况的海洋环境试验方法。
[0008]为解决技术问题，本发明的解决方案是:
[0009]提供一种内置钢筋笼混凝土海洋试验方法，是将块状的混凝土试件放置在海洋潮汐区试验位置，然后定期对混凝土试件进行检测；
[0010]所述混凝土试件内置了呈三维笼状结构的钢筋笼，钢筋笼的外侧在各方向上的混凝土保护层的厚度不小于35mm;
[0011 ]所述海洋潮汐区试验位置应具备海水潮汐作用能力，即保证混凝土试件在一天之中接触海水时间应在8h?16h之间。
[0012]本发明中，所述混凝土试件的质量大于lOOKg，其单边最小宽度大于300mm。
[0013]本发明中，对混凝土试件进行检测是指:钻芯取样测量不同深度氯离子浓度、表面裂缝宽度测试、锈蚀钢筋程度测试或氯离子电通量测试。
[0014]与现有钢筋混凝土耐久性方法相比，本发明的有益效果是:
[0015]选择海洋潮汐环境，为试件提供真实工作环境;选择大块混凝土试件，保障试件在试验过程中安全服役;采用内置钢筋笼形势，更为真实体现钢筋混凝土内部材料组成环境。
【附图说明】
[0016]图1为混凝土试件的结构示意图，图中粗黑线条为钢筋笼。
[0017]图2为图1中钢筋笼的结构示意图。
[0018]图1、2中尺寸单位均为mm。
【具体实施方式】
[0019]本发明的目的在于，提供一种符合海洋工程真实工作环境的钢筋混凝土海洋环境试验方法。利用长期服役检测数据，可以对钢筋混凝土材料耐久性进行科学评价，从而为海洋工程寿命预测提供基础数据。
[0020]实施案例:
[0021]位置选择:浙江省舟山市浙江大学摘箬山科技岛海洋工程材料及足尺寸构件海洋环境试验场。海洋潮汐区试验位置应具备海水潮汐作用能力，即保证混凝土试件在一天之中接触海水时间应在8h?16h之间。
[0022]试件I制造:选择C40等级混凝土，试件尺寸:360mm X 360mm X 360mm。
[0023]内置钢筋笼:内置各边长为210mmX230mmX250mm边长的六面钢筋笼，其结构如图所示，控制保护层厚度为75mm、65mm、55mm。
[0024]试件2制造:选择C50等级混凝土，试件尺寸:300mm X 300mm X 5000mm。
[0025]内置钢筋笼:内置各边长为210mmX230mmX420mm边长的六面钢筋笼，其结构如图所示，控制保护层厚度为45mm、35mm、40mm。
[0026]试件3制造:选择C30等级混凝土，试件尺寸:400mm X 350mm X 300mm。
[0027]内置钢筋笼:内置各边长为300mmX250mmX200mm边长的六面钢筋笼，其结构如图所示，控制保护层厚度为50mm、50mm、50mm。
[0028]测试安排:服役时间为I年、3年对钢筋混凝土试件进行检测，包括钻芯取样测量不同深度氯离子浓度、表面裂缝宽度测试、锈蚀钢筋程度测试等、氯离子电通量等。并将在服役时间为7年、12年、18年、25年、30年对钢筋混凝土试件进行检测。
[0029]该实施案例以舟山地区某海洋工程为基础，采用实际工程混凝土原料和配合比，选择实际工程近似海洋环境服役。在服役时间I年和3年测试过程中，我们发现:1、试件表面有小贝类、藻类等生物附着，而模拟实验法中没有这个现象;2、钻芯取样后从不同深度氯离子含量来看，干湿循环作用的潮汐环境服役试件氯离子含量比模拟实验全浸法所测结果要高，更接近真实情况;3、混凝土试件表面存在不同程度的表层泥浆因海水冲刷导致的损失，而模拟实验法中没有这个现象。
[0030]模拟实验法试验条件有限，很难进行长期服役试验。与采用模拟实验法相比，实海服役试验更接近工程真实服役环境，所取样检测数据更能接近真实服役状态。
[0031]最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例子。显然，本发明不限于以上实施例子，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种内置钢筋笼混凝土海洋试验方法，其特征在于，是将块状的混凝土试件放置在海洋潮汐区试验位置，然后定期对混凝土试件进行检测； 所述混凝土试件内置了呈三维笼状结构的钢筋笼，钢筋笼的外侧在各方向上的混凝土保护层的厚度不小于35mm; 所述海洋潮汐区试验位置应具备海水潮汐作用能力，即保证混凝土试件在一天之中接触海水时间应在8h?16h之间。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述混凝土试件的质量大于lOOKg，其单边最小宽度大于300mm。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对混凝土试件进行检测是指:钻芯取样测量不同深度氯离子浓度、表面裂缝宽度测试、锈蚀钢筋程度测试或氯离子电通量测试。
【专利摘要】本发明涉及钢筋混凝土耐久性领域，旨在提供一种内置钢筋笼混凝土海洋试验方法。该方法是将块状的混凝土试件放置在海洋潮汐区试验位置，然后定期对混凝土试件进行检测；混凝土试件内置了呈三维笼状结构的钢筋笼，所选海洋潮汐区试验位置应具备海水潮汐作用能力，即保证混凝土试件在一天之中接触海水时间应在8h～16h之间。本发明通过选择海洋潮汐环境，为试件提供真实工作环境；通过选择混凝土试件，保障试件在试验过程中安全服役；采用内置钢筋笼形势，更为真实体现钢筋混凝土内部材料组成环境。
【IPC分类】G01N17/00
【公开号】CN105675477
【申请号】CN201610025204
【发明人】徐强, 詹树林, 杨辉, 樊先平, 周岳年, 徐秉政, 泽龙, 陈良辅
【申请人】浙江大学
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年1月14日