一种梯度式石墨烯智能混凝土腐蚀检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种梯度式石墨烯智能混凝土腐蚀检测方法，包括以下步骤：混泥土制备、获得初始数据、制作检测实验体和实验体的腐蚀检测，通过腐蚀检测装置包括工作台、称重组件和电阻测量机构，可以实现半自动测量工作，并且根据称重组件和电阻测量机构，可以精确的实现重量测量工作以及精确的进行多点电阻率和总电阻率测量工作，这样就节约了工作人员的操作时间，提高精确率；在梯度式石墨烯基混凝土检测实验体上设置了两个网片状电极、多个杆状电极，并通过两个网片状电极、多个杆状电极形成多点电阻率测量点和总电阻率测量点，从而通过对多点电阻率测量点和总电阻率测量点进行测量工作，就可以提高测量数据的准确性。就可以提高测量数据的准确性。就可以提高测量数据的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种梯度式石墨烯智能混凝土腐蚀检测装置及方法


[0001]本专利技术属于混凝土结构健康检测相关
，具体涉及一种梯度式石墨烯智能混凝土腐蚀检测装置及方法。

技术介绍

[0002]智能混凝土是在混凝土原有组分基础上复合智能型组分，使混凝土具有自感知和记忆，自适应，自修复特性的多功能材料。根据这些特性可以有效地预报混凝土材料内部的损伤，满足结构自我安全检测需要，防止混凝土结构潜在脆性破坏，并能根据检测结果自动进行修复，显著提高混凝土结构的安全性和耐久性。正如上面所述，智能混凝士是自感知和记忆、自适应，自修复等多种功能的综合。为了制作具有自感知功能的智能混凝土，往往需要往混凝土里添加导电材料，譬如碳类、金属类等，包括碳纤维、炭黑、金属粉末、金属纤维等等。自2004年石墨烯被发现以来，由于石墨烯卓越的力学和导电性能，成为智能混凝土的新宠，吸引诸多国内外学者针对石墨烯水泥基复合智能材料展开研究。智能混凝土的应用主要有结构损伤监测、交通流量监控方面。
[0003]石墨烯是碳原子单层排列的二维蜂窝状晶格结构，即在分子结构上可理解为单原子层的石墨。石墨烯是已知材料中最薄的，仅有一个碳原子的厚度，然而却具有非常高的强度，其强度是钢材的100倍，杨氏模量达1100GPa，而且也是目前已知材料中导电性能最好的。将石墨烯应用于水泥基复合材料，能产生优良导电性能和腐蚀敏感性能。随腐蚀程度的增加，该智能材料沿电极方向的电阻逐渐下降；当智能混凝土出现微裂纹时，其电阻出现断崖式增加。基于上述特征，可将石墨烯基智能混凝土用于建筑结构混凝土的腐蚀检测，且具有与混凝土兼容性好和灵敏度高的特点。
[0004]如公开号为CN111257373A所公开的一种梯度式石墨烯智能混凝土腐蚀检测装置及方法，利用石墨烯制作的骨料形梯度式智能混凝土腐蚀检测装置具有体积小、与混凝土兼容性好和灵敏度高的特点。其制作方法包括：先将石墨烯在表面活性剂的作用下溶解于水中，然后按照一定的配合比配制成石墨烯基智能砂浆，分层按梯度浇筑成骨料式混凝土腐蚀检测装置，需先置入电极，可以为网片状、杆状或点状电极，待智能砂浆凝固并养护28天，然后进行标定。将该装置置入建筑结构混凝土中，用导线将电极引出，测量电极间电阻的变化以表征该部位混凝土的腐蚀程度和健康状态。
[0005]但是依然存在一些问题：1、测量的时候，依然需要工作人员手动完成测量工作，这样就会耽误操作时间；2、由于测量的是总电阻率，所以通过总电阻率的变化，来判断梯度式石墨烯智能混凝土腐蚀检测装置腐蚀深度，就会产生偏差，从而就会降低测量数据的准确性。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种梯度式石墨烯智能混凝土腐蚀检测装置及方法，以解决上述
技术介绍
中提出的测量的时候，依然需要工作人员手动完成测量工作，这样就会耽
误操作时间和由于测量的是总电阻率，所以通过总电阻率的变化，来判断梯度式石墨烯智能混凝土腐蚀检测装置腐蚀深度，就会产生偏差，从而就会降低测量数据的准确性问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种梯度式石墨烯智能混凝土腐蚀检测方法，包括以下步骤：
[0008]步骤一，混泥土制备，采用石墨烯、水泥以及砂石混合制作成块状，并混合制作的过程中，置入网片状电极、杆状电极或点状电极，在制作而成后，摆放一天；
[0009]步骤二，获得初始数据，一天后拆模，并将拆模的混泥土块放置在腐蚀检测装置上，通过腐蚀检测装置中的称重组件以及电阻测量机构，测出初始重量和电阻率；
[0010]步骤三，制作检测实验体，将得出初始数据的混泥土块放置到标准养护室中养护30天，得到梯度式石墨烯基混凝土检测实验体；
[0011]步骤四，实验体的腐蚀检测，在达到养护时间之后，养护后的检测实验体放置在腐蚀检测装置中，并通过腐蚀检测装置中的称重组件以及电阻测量机构，测出现有的重量和电阻率，判断其腐蚀情况。
[0012]优选的，所述的石墨烯采用原状石墨烯粉末，石墨烯片层厚度为<1nm，大小<1μm。
[0013]优选的，所述的石墨烯的掺量为水泥用量的4.5％
‑
10.5％。
[0014]优选的，所述梯度式石墨烯基混凝土检测实验体包括混泥土测试块、点状电极、网片状电极和杆状电极。
[0015]优选的，一种梯度式石墨烯智能混凝土腐蚀检测装置，其特征在于：所述腐蚀检测装置包括工作台、称重组件和电阻测量机构，所述称重组件安装在工作台上，所述称重组件用于检测实验体的重量测量工作，所述电阻测量机构安装在工作台上表面，所述电阻测量机构用于测量检测实验体的电阻率，所述电阻测量机构的测量方式分为总测量和多点测量两种。
[0016]优选的，所述称重组件包括支撑托板、称重传感器、驱动电机、支撑柱、偏心轮和凸字形支撑板，所述驱动电机安装在支撑柱上，所述驱动电机的电机轴的外壁上套接有偏心轮，且偏心轮的轮边与凸字形支撑板的下表面始终接触，所述凸字形支撑板的上表面安装有多个称重传感器，多个所述称重传感器的上表面安装有支撑托板，通过支撑托板和多个称重传感器，测量梯度式石墨烯基混凝土检测实验体的重量。
[0017]优选的，所述电阻测量机构包括凹字形支撑架、第一丝杆模组、第二丝杆模组、智能控制器、混凝土电阻率仪、电动液压杆、探针、四个第二接触开关和多个接触块，所述凹字形支撑架的顶部安装有用于左右方向的位置调节工作的第一丝杆模组，所述第一丝杆模组包括第一伺服电机、两个导杆、滑动安装座和第二丝杆，所述第一伺服电机安装在凹字形支撑架的上侧右端面上，所述第二丝杆转动连接在凹字形支撑架的上侧，且第一伺服电机的电机轴与第二丝杆的连接轴固定连接，两个所述导杆固定在凹字形支撑架的上侧内壁上，且两个导杆位于第二丝杆前后两侧，所述第二丝杆的中部外壁上螺纹连接有滑动安装座，所述滑动安装座的两侧与两个导杆滑动连接，且两个导杆贯穿滑动安装座，所述第一伺服电机驱动第二丝杆旋转，并带动滑动安装座在两个导杆左右滑动，调节位置，所述滑动安装座的前后两端中部安装有第三接触开关，所述凹字形支撑架的顶部左右两侧固定连接有第二安装板，且两个第二安装板与两个导杆固定连接，同时第二丝杆与两个第二安装板转动连接，两个所述第二安装板上靠近第二丝杆的前后两侧贯穿安装有第二接触开关，所述凹
字形支撑架的顶部前后两侧固定连接有多个横向等间距的第一安装板，多个所述第一安装板靠近滑动安装座的外壁上安装有接触块，且第三接触开关与多个接触块接触，完成对第一伺服电机的控制，所述滑动安装座的下表面安装有用于高度调节工作的电动液压杆，所述电动液压杆的伸缩杆的底部安装有可拆式安装座，所述可拆式安装座的中部贯穿安装有用于探测工作的探针，所述凹字形支撑架的左端下侧固定连接有用于安装混凝土电阻率仪的第二安装套座，所述凹字形支撑架的右端下侧固定连接有用于安装智能控制器的第一安装套座，所述凹字形支撑架的底部两侧安装有第二丝杆模组，且通过第二丝杆模组，驱动凹字形支撑架前后方向移动，完成位置调节工作，所述第二丝杆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种梯度式石墨烯智能混凝土腐蚀检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，混泥土制备，采用石墨烯、水泥以及砂石混合制作成块状，并混合制作的过程中，置入网片状电极(24)、杆状电极(25)或点状电极(23)，在制作而成后，摆放一天；步骤二，获得初始数据，一天后拆模，并将拆模的混泥土块放置在腐蚀检测装置上，通过腐蚀检测装置中的称重组件以及电阻测量机构，测出初始重量和电阻率；步骤三，制作检测实验体，将得出初始数据的混泥土块放置到标准养护室中养护30天，得到梯度式石墨烯基混凝土检测实验体；步骤四，实验体的腐蚀检测，在达到养护时间之后，养护后的检测实验体放置在腐蚀检测装置中，并通过腐蚀检测装置中的称重组件以及电阻测量机构，测出现有的重量和电阻率，判断其腐蚀情况。2.根据权利要求1所述的一种梯度式石墨烯智能混凝土腐蚀检测方法，其特征在于：所述的石墨烯采用原状石墨烯粉末，石墨烯片层厚度为<1nm，大小<1μm。3.根据权利要求1所述的一种梯度式石墨烯智能混凝土腐蚀检测方法，其特征在于：所述的石墨烯的掺量为水泥用量的4.5％
‑
10.5％。4.根据权利要求1所述的一种梯度式石墨烯智能混凝土腐蚀检测方法，其特征在于：所述梯度式石墨烯基混凝土检测实验体包括混泥土测试块(14)、点状电极(23)、网片状电极(24)和杆状电极(25)。5.一种梯度式石墨烯智能混凝土腐蚀检测装置，其特征在于：所述腐蚀检测装置包括工作台、称重组件和电阻测量机构，所述称重组件安装在工作台上，所述称重组件用于检测实验体的重量测量工作，所述电阻测量机构安装在工作台上表面，所述电阻测量机构用于测量检测实验体的电阻率，所述电阻测量机构的测量方式分为总测量和多点测量两种。6.根据权利要求5所述的一种梯度式石墨烯智能混凝土腐蚀检测装置，其特征在于：所述称重组件包括支撑托板(26)、称重传感器(27)、驱动电机(28)、支撑柱(29)、偏心轮(30)和凸字形支撑板(31)，所述驱动电机(28)安装在支撑柱(29)上，所述驱动电机(28)的电机轴的外壁上套接有偏心轮(30)，且偏心轮(30)的轮边与凸字形支撑板(31)的下表面始终接触，所述凸字形支撑板(31)的上表面安装有多个称重传感器(27)，多个所述称重传感器(27)的上表面安装有支撑托板(26)，通过支撑托板(26)和多个称重传感器(27)，测量梯度式石墨烯基混凝土检测实验体的重量。7.根据权利要求6所述的一种梯度式石墨烯智能混凝土腐蚀检测装置，其特征在于：所述电阻测量机构包括凹字形支撑架(15)、第一丝杆模组、第二丝杆模组、智能控制器(4)、混凝土电阻率仪(18)、电动液压杆(2)、探针(16)、四个第二接触开关(20)和多个接触块(33)，所述凹字形支撑架(15)的顶部安装有用于左右方向的位置调节工作的第一丝杆模组，所述第一丝杆模组包括第一伺服电机(3)、两个导杆(19)、滑动安装座(21)和第二丝杆(34)，所述第一伺服电机(3)安装在凹字形支撑架(15)的上侧右端面上，所述第二丝杆(34)转动连接在凹字形支撑架(15)的上侧，且第一伺服电机(3)的电机轴与第二丝杆(34)的连接轴固定连接，两个所述导杆(19)固定在凹字形支撑架(15)的上侧内壁上，且两个导杆(19)位于第二丝杆(34)前后两侧，所述第二丝杆(34)的中部外壁上螺纹连接有滑动安装座(21)，所述滑动安装座(21)的两侧与两个导杆(19)滑动连接，且两个导杆(19)贯穿滑动安装座(21)，所述第一伺服...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦丽婷，李雪松，李璐，张文斌，魏丽丹，
申请(专利权)人：黑龙江工业学院，
类型：发明
国别省市：