一种钢筋混凝土结构腐蚀深度监测装置及其使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种钢筋混凝土结构腐蚀深度监测装置及其使用方法，该装置包括导电陶瓷电阻传感器、监测接口装置和导线，导电陶瓷电阻传感器由钢试片和多个导电陶瓷电板构成，多个导电陶瓷电板的第一接口分别与钢试片的不同电阻位连接，连接部位外侧设有电板保护盒，多个导电陶瓷电板的第二接口延伸至混凝土内部，并分别通过导线与监测接口装置连接；监测接口装置包括支撑架和设置于其下侧的多个监测端导电陶瓷电板，支撑架包括嵌入部分和外露部分，外露部分上侧设有多个测量触头，监测端导电陶瓷电板的内侧端分别与相应的导线连接，外侧端分别透过支撑架与相应的测量触头连接。该装置有利于对钢筋混凝土结构进行长期稳定监测。测。测。

【技术实现步骤摘要】
一种钢筋混凝土结构腐蚀深度监测装置及其使用方法


[0001]本专利技术属于土木工程结构监测领域，具体涉及一种钢筋混凝土结构腐蚀深度监测装置及其使用方法。

技术介绍

[0002]沿海工程结构如跨海桥梁、港口码头等所处环境较为复杂，常年受到涨落潮、浪花拍打、干湿环境交替、砂石冲刷、高盐雾及风吹等不利因素影响，导致结构材料性能随时间发生劣化，影响结构的耐久性和安全性。
[0003]对钢筋混凝土结构而言，腐蚀造成的混凝土保护层碳化、剥落及钢筋锈蚀是影响结构耐久性的主要因素。其中混凝土碳化与氯离子侵蚀是钢筋锈蚀的重要原因，直接影响结构的安全性。因此，现实中可通过有效的监测手段，尽早发现可能引起钢筋腐蚀的隐患，以便采取措施进行针对性防范。与钢筋开始腐蚀后再进行防腐处理相比，结构寿命周期内的维养成本更低，对安全性和耐久性的维护效果更佳。
[0004]近年来，国内外已研究开发了多种形式的混凝土结构腐蚀监测和检测装置，但大都较为复杂，制作成本较高。现有大部分传感器包含易腐蚀金属和电子元器件，长期处于高盐雾反复浸润区环境下极易被腐蚀，导致测量的数据正确与否无法保证，对后续桥梁安全性分析有着严重影响，甚至会做出错误判断。
[0005]传统检测方法有钻芯取样法、半电池电位法、线性极化法、宏电流法、脉冲电流法等，后面几种用于电化学传感器。钻芯取样法能较准确地测量钢筋腐蚀率，但会破坏结构的完整性；电化学测试技术对结构影响较小，测量原理成熟，理论上测量结果也较为可靠，但传感器对内部环境要求较高，检测结果的可靠性极易受到自身线路的质量和周围环境的影响。较新的腐蚀监测技术可以采用光纤光栅传感器，较传统电化学传感器具备更优的耐腐蚀性。但由于沿海钢筋混凝土结构几何尺寸大，导致内部受腐蚀程度的差异性较大，各部位腐蚀情况多受自身结构和施工或外部环境影响，同时传感器的封装对腐蚀监测也存在一定影响。
[0006]针对沿海钢筋混凝土结构的腐蚀监测，对浸润区传感器的抗腐蚀性能及测量稳定性提出了更高的要求，因此，有必要开发一种耐久性和精度都满足要求的腐蚀传感器。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种钢筋混凝土结构腐蚀深度监测装置及其使用方法，该装置有利于对钢筋混凝土结构进行长期稳定监测。
[0008]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种钢筋混凝土结构腐蚀深度监测装置，包括导电陶瓷电阻传感器、监测接口装置和导线，所述导电陶瓷电阻传感器在结构浇筑前置于混凝土保护层区间内，所述测接口装置设置于干燥区或方便检测的位置，待整体装置安装完成后再浇筑结构；所述导电陶瓷电阻传感器由钢试片和多个导电陶瓷电板构成，所述钢试片具有多个不同的电阻位，所述多个导电陶瓷电板的第一接口分别与钢试片
的不同电阻位连接，所述多个导电陶瓷电板的第一接口与钢试片的不同电阻位的连接部位外侧设有电板保护盒，所述多个导电陶瓷电板的第二接口延伸至混凝土内部，并分别通过导线沿钢筋布设方向与监测接口装置连接；所述监测接口装置包括支撑架和多个监测端导电陶瓷电板，所述支撑架包括嵌入混凝土内的嵌入部分和暴露在外部环境中的外露部分，所述支撑架的外露部分上侧设有多个测量触头，所述多个监测端导电陶瓷电板设置于支撑架下侧，且其内侧端分别与相应的导线连接，外侧端分别透过支撑架与相应的测量触头连接。
[0009]进一步地，所述导电陶瓷电板的第一接口与钢试片的不同电阻位通过螺丝卡扣连接；所述导电陶瓷电板的第二接口与导线通过螺丝卡扣连接；所述监测端导电陶瓷电板的外侧端与测量触头通过螺丝卡扣连接。
[0010]进一步地，所述导电陶瓷电阻传感器的导电陶瓷电板、导电陶瓷监测接口装置的监测端导电陶瓷电板和螺丝卡扣均由碳化硅导电陶瓷材料制成。
[0011]进一步地，所述导线为铁氟龙导线。
[0012]进一步地，所述电板保护盒内填充环氧树脂，以进一步密封电路结构。
[0013]进一步地，所述支撑架的嵌入部分至外露部分向下倾斜设定角度，用于雨雪天气快速排水。
[0014]进一步地，所述钢试片的低电阻位靠近混凝土表面，高电阻位靠近受力钢筋。
[0015]进一步地，导电陶瓷电阻传感器通过在结构内部钢筋上搭接一根外伸钢筋用于绑扎固定，外伸钢筋不超过钢试片。
[0016]本专利技术还提供了上述钢筋混凝土结构腐蚀深度监测装置的使用方法，其用于钢筋混凝土结构的任何待测部位；首先，在结构浇筑前，将导电陶瓷电阻传感器置于混凝土保护层区间内，并让钢试片的低电阻位靠近混凝土表面，高电阻位靠近受力钢筋，在结构内部钢筋上搭接一根外伸钢筋用于绑扎固定导电陶瓷电阻传感器，外伸钢筋不超过钢试片；将导电陶瓷电阻传感器的接口指向混凝土内部，然后用导线连接导电陶瓷电阻传感器的接口，并沿着钢筋布设至监测接口装置；安装监测接口装置：先将监测接口装置的支撑架安装于干燥区或方便检测的位置，支撑架一部分嵌入混凝土内，其余部分暴露在外部环境中，并采用与传感器相同的固定方法，即通过在钢筋上搭接外伸钢筋来绑扎固定支撑架；将监测端导电陶瓷电板安装于支撑架下侧，监测端导电陶瓷电板的内侧端分别与相应的导线连接，外侧端分别透过支撑架与支撑架上侧的测量触头连接，用于监测触点；整体装置安装完成后浇筑结构；浇筑完成后，用万用表监测高电阻位和低电阻位的检测电路是否正常，同时使用电阻测量仪获取初始状态电阻值；通过长期监测高、低电阻位的电阻大小变化来判断腐蚀深度以及腐蚀速率。
[0017]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：提供了一种钢筋混凝土结构腐蚀深度监测装置及其使用方法，该装置基于导电陶瓷电阻传感器进行腐蚀监测，具有更好的抗腐蚀性，性能更稳定、成本更低；且电路板可按需定制，具有良好的抗压性能，嵌入测量部位后对混凝土结构的影响较小，具有良好的工程适用性。该装置的导电陶瓷电阻传感器构造简单、不易损坏，施工安装方便。该装置将需要被腐蚀的钢试片充分暴露在腐蚀环境中，保证了测量结果的稳定可靠。
附图说明
[0018]图1是本专利技术实施例的钢筋混凝土结构腐蚀深度监测装置的安装结构示意图；图2是本专利技术实施例中导电陶瓷电阻传感器的结构示意图；图3是本专利技术实施例中监测接口装置的支撑架的结构示意图；图4是本专利技术实施例中监测接口装置的监测端导电陶瓷电板的结构示意图；图5是本专利技术实施例中钢筋混凝土结构腐蚀深度监测装置的工作原理图。
[0019]图中：1
‑
钢试片；2
‑
环氧树脂密封胶；3
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碳化硅导电陶瓷电板；4
‑
电板保护盒；5、6、7
‑
低、中、高电阻位导电陶瓷电板的第二接口；8、9、10
‑
低、中、高电阻位导电陶瓷电板的第一接口；11
‑
螺丝卡扣；100
‑
导电陶瓷电阻传感器；200
‑
监测接口装置；300
‑
铁氟龙导线。
具体实施方式
[0020]下面结合附图及实施例对本专利技术做进一步说明。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢筋混凝土结构腐蚀深度监测装置，其特征在于，包括导电陶瓷电阻传感器、监测接口装置和导线，所述导电陶瓷电阻传感器在结构浇筑前置于混凝土保护层区间内，所述测接口装置设置于干燥区或方便检测的位置，待整体装置安装完成后再浇筑结构；所述导电陶瓷电阻传感器由钢试片和多个导电陶瓷电板构成，所述钢试片具有多个不同的电阻位，所述多个导电陶瓷电板的第一接口分别与钢试片的不同电阻位连接，所述多个导电陶瓷电板的第一接口与钢试片的不同电阻位的连接部位外侧设有电板保护盒，所述多个导电陶瓷电板的第二接口延伸至混凝土内部，并分别通过导线沿钢筋布设方向与监测接口装置连接；所述监测接口装置包括支撑架和多个监测端导电陶瓷电板，所述支撑架包括嵌入混凝土内的嵌入部分和暴露在外部环境中的外露部分，所述支撑架的外露部分上侧设有多个测量触头，所述多个监测端导电陶瓷电板设置于支撑架下侧，且其内侧端分别与相应的导线连接，外侧端分别透过支撑架与相应的测量触头连接。2.根据权利要求1所述的一种钢筋混凝土结构腐蚀深度监测装置，其特征在于，所述导电陶瓷电板的第一接口与钢试片的不同电阻位通过螺丝卡扣连接；所述导电陶瓷电板的第二接口与导线通过螺丝卡扣连接；所述监测端导电陶瓷电板的外侧端与测量触头通过螺丝卡扣连接。3.根据权利要求2所述的一种钢筋混凝土结构腐蚀深度监测装置，其特征在于，所述导电陶瓷电阻传感器的导电陶瓷电板、导电陶瓷监测接口装置的监测端导电陶瓷电板和螺丝卡扣均由碳化硅导电陶瓷材料制成。4.根据权利要求1所述的一种钢筋混凝土结构腐蚀深度监测装置，其特征在于，所述导线为铁氟龙导线。5.根据权利要求1所述的一种钢筋混凝土结构腐蚀深度监测装置，其特征在于，所述电板保护盒内填充环氧树脂，以进一步密封电路结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：方圣恩，程东春，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：