一种FRP材料的侵蚀扩散深度的测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种FRP材料的侵蚀扩散深度的测量装置。该测量装置包括：FRP试样、隔水密封层和浓度检测阵列；所述FRP试样的下端的外表面的预设区域内涂覆有防水涂层，形成隔水密封层；所述隔水密封层的底端的中部设置有预设的侵蚀区域；所述侵蚀区域的外表面未涂覆防水涂层；所述侵蚀区域为具有预设面积的半圆形；所述浓度检测阵列设置在所述隔水密封层的上方；所述浓度检测阵列包括多个检测器；所述多个检测器均匀地预埋在所述FRP试样中，用于检测侵蚀液体的浓度。应用本发明专利技术可以直观、方便地观测FRP材料的侵蚀扩散深度。

【技术实现步骤摘要】
一种FRP材料的侵蚀扩散深度的测量装置
本申请涉及土木工程
，尤其涉及一种FRP材料的侵蚀扩散深度的测量装置。
技术介绍
纤维增强复合材料(FiberReinforcedPlastic，FRP)材料作为一种新型材料，具有轻度高、质量轻、耐久性好等优点，在航空航天、建筑结构、海洋工程、核电工程等领域已经得到了广泛的应用。随着FRP材料的应用领域越来越广，所涉及的环境也越来越恶劣。研究人员发现，虽然FRP材料具有很好的耐久性能，但是在高温、海水、干湿循环、酸碱盐等复杂恶劣环境下依旧会发生不同程度的侵蚀和老化，从而严重影响FRP材料的使用性能。FRP材料和结构由两部分构成：主要受力部分的纤维和粘结固定纤维的环氧树脂基体，两者均为高分子化合物，在酸、碱等环境下高分子化合物的长链会断开分解成小分子化合物，从而侵蚀FRP材料。随着FRP材料的普及，其在加固翻新以及新建结构中的应用越来越多，随之发现的耐久性问题也越来越多，因此急需研究人员完善FRP材料耐久性的理论基础。目前，国内外许多学者都对FRP材料的耐久性能进行了试验及理论研究，但其研究思路均是将试件完全置于恶劣环境下，待试件老化后再测量力学性能，并通过极限强度、弹性模量、延伸率等参数间接地研究FRP材料的侵蚀情况，不能够从直观上反映FRP材料的侵蚀情况，也无法准确地测量FRP材料侵蚀老化深度。而要从侵蚀的本质上去研究FRP材料的耐久性，仅仅通过极限强度、弹性模量等力学性能难以得到直观的FRP材料侵蚀深度数据。因此，上述问题的出现为FRP材料耐久性理论研究带来了困难，限制了FRP材料及其结构的应用与发展。因此，亟需提出一种能够直观观测FRP材料侵蚀扩散深度的试验装置。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种FRP材料的侵蚀扩散深度的测量装置，从而可以直观、方便地观测FRP材料的侵蚀扩散深度。本专利技术的技术方案具体是这样实现的：一种FRP材料的侵蚀扩散深度的测量装置，该测量装置包括：FRP试样、隔水密封层和浓度检测阵列；所述FRP试样的下端的外表面的预设区域内涂覆有防水涂层，形成隔水密封层；所述隔水密封层的底端的中部设置有预设的侵蚀区域；所述侵蚀区域的外表面未涂覆防水涂层；所述侵蚀区域为具有预设面积的半圆形；所述浓度检测阵列设置在所述隔水密封层的上方；所述浓度检测阵列包括多个检测器；所述多个检测器均匀地预埋在所述FRP试样中，用于检测侵蚀液体的浓度。较佳的，所述浓度检测阵列为化学显色阵列；所述检测器为化学显色探针；所述化学显色探针，用于根据检测到的侵蚀液体的浓度显示相应的颜色。较佳的，所述化学显色探针包括：底板、显色剂、毛细板、保护层和成像装置；所述保护层垂直设置在所述底板的上表面；所述保护层和所述底板所围成的空腔中设置有多块毛细板；所述多块毛细板垂直设置在所述底板的上表面；所述多块毛细板之间填充有显色剂；所述成像装置覆盖在所述保护层的顶部。较佳的，所述显色剂为酚酞或紫色石蕊。较佳的，所述成像装置包括：凸透镜和成像面；所述凸透镜用于汇集光线，并在成像面上成像。较佳的，所述浓度检测阵列为电信号阵列；所述检测器为电信号探针；所述电信号探针，用于根据检测到的侵蚀液体的浓度输出相应的电信号。较佳的，所述电信号探针包括：外壳、吸水膨胀材料和应变片；所述外壳上设置有透水部；所述外壳内侧的顶部和底部分别设置有正电极和负电极；所述外壳的外侧设置有两个接头；所述正电极和负电极分别与所述两个接头电连接；所述吸水膨胀材料设置在所述外壳内部；所述应变片包裹在所述吸水膨胀材料的外侧，且所述应变片的两端分别所述外壳内侧的正电极和负电极连接。较佳的，所述吸水膨胀材料为氧化钙、氧化镁或无水硫酸铜。较佳的，所述FRP试样包括：FRP纤维布和基体树脂。较佳的，所述FRP纤维布所使用的纤维是玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维、植物纤维中的任意一种或多种。如上可见，在本专利技术中的FRP材料的侵蚀扩散深度的测量装置中，由于在FRP试样上设置了隔水密封层，并在隔水密封层的底端中部设置了侵蚀区域，因此可以使得侵蚀液体仅在上述的侵蚀区域与FRP试样直接接触，而在其它区域则并不与FRP试样直接接触，因而可以形成点源扩散或线源扩散，并形成特定的扩散区域及扩散路径。另外，由于在上述隔水密封层的上方还预先埋设了多个检测器，形成了浓度检测阵列，因此还可以通过各个检测器检测得到在FRP试样内部扩散的侵蚀液体的浓度，从而可以直观地反映出酸、碱等侵蚀液体在侵蚀FRP材料后的侵蚀区域的形状和形成过程，以直观地反映侵蚀溶液在FRP试件中的传递和分布，以及FRP试样内部的侵蚀液体的浓度分布，直观地反映侵蚀液体在FRP材料中的扩散规律。附图说明图1为本专利技术实施例中的FRP材料的侵蚀扩散深度的测量装置的结构示意图。图2为图1的A-A剖面示意图。图3为图1的B-B剖面示意图。图4为本专利技术实施例中的化学显色探针的正视图。图5为本专利技术实施例中的化学显色探针的俯视图。图6为本专利技术实施例中的电信号探针的正视图。图7为图6的A-A剖面示意图。具体实施方式为使本专利技术的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本专利技术作进一步详细的说明。图1为本专利技术实施例中的FRP材料的侵蚀扩散深度的测量装置的结构示意图。图2为图1的A-A剖面示意图。图3为图1的B-B剖面示意图。如图1～图3所示，本专利技术实施例中的FRP材料的侵蚀扩散深度的测量装置包括：FRP试样11、隔水密封层12和浓度检测阵列13；所述FRP试样11的下端的外表面的预设区域内涂覆有防水涂层，形成隔水密封层12；所述隔水密封层12的底端设置有预设的侵蚀区域14；所述侵蚀区域14的外表面未涂覆防水涂层；所述浓度检测阵列13设置在所述隔水密封层12的上方；所述浓度检测阵列13包括多个检测器；所述多个检测器均匀地预埋在所述FRP试样11中，用于检测侵蚀液体的浓度。另外，在本专利技术的技术方案中，可以根据实际应用环境的需要，预先设置上述侵蚀区域的位置、大小或形状，以形成合适的点源侵蚀区域或线源侵蚀区域。例如，作为示例，在本专利技术的一个较佳的具体实施例中，所述侵蚀区域可以是具有预设面积的半圆形。该半圆形的侵蚀区域可以作为合适的点源侵蚀区域。再例如，作为示例，在本专利技术的一个较佳的具体实施例中，所述侵蚀区域设置在所述隔水密封层的底端的中部。在制作上述FRP材料的侵蚀扩散深度的测量装置时，可以先根据所需测试的FRP材料制作相应规格的FRP试样(例如，FRP试样的大小可以为10cm*10cm等规格)；然后，在FRP试样的预设区域的外表面上均匀涂覆防水涂层，形成隔水密封层，以防止侵蚀液体在隔水密封层处与FRP试样直本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种FRP材料的侵蚀扩散深度的测量装置，其特征在于，该测量装置包括：FRP试样、隔水密封层和浓度检测阵列；/n所述FRP试样的下端的外表面的预设区域内涂覆有防水涂层，形成隔水密封层；/n所述隔水密封层的底端的中部设置有预设的侵蚀区域；所述侵蚀区域的外表面未涂覆防水涂层；所述侵蚀区域为具有预设面积的半圆形；/n所述浓度检测阵列设置在所述隔水密封层的上方；/n所述浓度检测阵列包括多个检测器；/n所述多个检测器均匀地预埋在所述FRP试样中，用于检测侵蚀液体的浓度。/n

【技术特征摘要】
1.一种FRP材料的侵蚀扩散深度的测量装置，其特征在于，该测量装置包括：FRP试样、隔水密封层和浓度检测阵列；
所述FRP试样的下端的外表面的预设区域内涂覆有防水涂层，形成隔水密封层；
所述隔水密封层的底端的中部设置有预设的侵蚀区域；所述侵蚀区域的外表面未涂覆防水涂层；所述侵蚀区域为具有预设面积的半圆形；
所述浓度检测阵列设置在所述隔水密封层的上方；
所述浓度检测阵列包括多个检测器；
所述多个检测器均匀地预埋在所述FRP试样中，用于检测侵蚀液体的浓度。


2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于：
所述浓度检测阵列为化学显色阵列；所述检测器为化学显色探针；
所述化学显色探针，用于根据检测到的侵蚀液体的浓度显示相应的颜色。


3.根据权利要求2所述的测量装置，其特征在于，所述化学显色探针包括：底板、显色剂、毛细板、保护层和成像装置；
所述保护层垂直设置在所述底板的上表面；
所述保护层和所述底板所围成的空腔中设置有多块毛细板；
所述多块毛细板垂直设置在所述底板的上表面；
所述多块毛细板之间填充有显色剂；
所述成像装置覆盖在所述保护层的顶部。


4.根据权利要求3所述的测量装置，其特征在于：
所述显色剂为酚酞或紫色石蕊。

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【专利技术属性】
技术研发人员：杨勇新，李彪，李文枭，赵进阶，廉杰，李家兴，
申请(专利权)人：中冶建筑研究总院有限公司，中冶检测认证有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11