[發(fā)明專利]一種應(yīng)用于混凝土內(nèi)部長期監(jiān)測鋼筋腐蝕狀況的傳感器裝置

無效

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• 申請日: 2012-07-13
• 公開（公告）號: CN102721642A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 衛(wèi)軍;劉棟;樊玲;董榮珍;陳文標
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學
• 主分類號: G01N17/02
• 分類號: G01N17/02
• 代理公司: 長沙市融智專利事務(wù)所 43114
• 代理人: 鄧建輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于混凝土內(nèi)部的傳感器裝置，具體涉及一種埋置于混凝土內(nèi)部監(jiān)測混凝土內(nèi)部鋼筋腐蝕狀況的傳感器裝置，特別是涉及一種應(yīng)用于混凝土內(nèi)部長期監(jiān)測鋼筋腐蝕狀況的傳感器裝置。

背景技術(shù)

混凝土內(nèi)鋼筋腐蝕是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性不足的重要原因之一。因此，采用一種有效的監(jiān)測手段，實時監(jiān)測混凝土內(nèi)部鋼筋的腐蝕狀況，達到實時了解服役鋼筋的工作狀態(tài)并采取相應(yīng)的防范和補強措施的目的是十分必要的。

目前，市場上有幾種監(jiān)測鋼筋腐蝕狀況的傳感器，其基本原理有依據(jù)混凝土電阻率來推測鋼筋腐蝕情況的，也有依據(jù)鋼筋腐蝕電位來判斷鋼筋腐蝕情況的。第一種方法不用連接鋼筋來形成回路，操作簡單，但判斷依據(jù)比較粗糙，不能定量的來判斷鋼筋腐蝕的真實程度；另一種方法雖操作稍復(fù)雜，卻能判斷鋼筋腐蝕的基本階段，但依然不能定量的來判斷鋼筋的銹蝕率。

因此，研制一種新型的應(yīng)用于混凝土內(nèi)部長期監(jiān)測鋼筋腐蝕狀況的傳感器裝置已為急需。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種操作簡單，能定量來判斷鋼筋腐蝕的真實程度的應(yīng)用于混凝土內(nèi)部長期監(jiān)測鋼筋腐蝕狀況的傳感器裝置。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的應(yīng)用于混凝土內(nèi)部長期監(jiān)測鋼筋腐蝕狀況的傳感器裝置，由三個傳感器經(jīng)第一環(huán)氧樹脂和第二環(huán)氧樹脂膠結(jié)而成，其中一個傳感器是能用于混凝土構(gòu)件中的參比電極傳感器，所述的參比電極傳感器是層狀二氧化錳電極，所述的層狀二氧化錳電極設(shè)置在PVC管內(nèi)，所述的PVC管內(nèi)從下往上依次灌裝了水泥膠體、氫氧化鈣混合膠體層、二氧化錳膠體層、石墨層和環(huán)氧樹脂層，與外部電連接的第一銅導(dǎo)線從所述的PVC管上部穿過所述的環(huán)氧樹脂層插入至所述的石墨層中；另一個傳感器為鋼筋腐蝕監(jiān)測電極傳感器，所述的鋼筋腐蝕監(jiān)測電極傳感器為一鋼筋電極，所述的鋼筋電極的結(jié)構(gòu)是：截取一段與埋置于混凝土內(nèi)部的鋼筋同型號的鋼筋，所述的鋼筋的頂面與第二銅導(dǎo)線連接且側(cè)面和頂面包裹有第三環(huán)氧樹脂、所述的鋼筋的底面裸露于所述的第三環(huán)氧樹脂外；最后一個傳感器為輔助傳感器，所述的輔助傳感器的結(jié)構(gòu)是：鉑絲與第三銅導(dǎo)線焊接、其焊接位置包裹有第四環(huán)氧樹脂且所述的鉑絲露出于所述的第四環(huán)氧樹脂外。

所述的水泥膠體層是由水泥與蒸餾水按質(zhì)量比范圍為2.5～1.7:1比例混合的膠體充填在所述的PVC管1的底部制成。

所述的氫氧化鈣混合膠體層是由氫氧化鈣和蒸餾水按質(zhì)量比范圍為0.5～1:1混合后，在所述的水泥膠體層上填充一定質(zhì)量的混合膠體硬化后形成。

所述的二氧化錳混合膠體層是由二氧化錳、氫氧化鈣和蒸餾水按二氧化錳、氫氧化鈣和水的質(zhì)量比范圍為：100:1:15～100:5:20混合后，在所述的氫氧化鈣混合膠體層上硬化后形成。

所述的石墨層是由高純度的石墨散體壓實后形成。

所述的鋼筋的長度為1cm。

所述的鉑絲的直徑為0.5mm、長度1cm。

采用上述技術(shù)方案的應(yīng)用于混凝土內(nèi)部長期監(jiān)測鋼筋腐蝕狀況的傳感器裝置，水泥膠體層是該參比電極傳感器的首層，用來傳導(dǎo)電極反應(yīng)的離子，導(dǎo)通電極；水泥膠體層上面是氫氧化鈣混合膠體層，該層是由氫氧化鈣、氫氧化鉀、氫氧化鈉和蒸餾水按一定質(zhì)量比混合后，在水泥膠體層上填充一定質(zhì)量的混合膠體硬化后形成，該層的主要目的是導(dǎo)通電極，并使電極反應(yīng)離子通過首層較好的過渡到電極反應(yīng)主要區(qū)；氫氧化鈣混合膠體層上面為二氧化錳混合膠體層，該層是由氫氧化鈣和蒸餾水按一定質(zhì)量混合后，在氫氧化鈣混合膠體層上填充一定質(zhì)量的混合膠體硬化后形成，該層為電極反應(yīng)的發(fā)生區(qū)，是該傳感器電極的主要部分。二氧化錳混合膠體層上面為石墨層，該層是由高純度的石墨散體壓實后形成，主要目的是通過在該層插入導(dǎo)線來導(dǎo)通電極，防止導(dǎo)線直接插入二氧化錳膠體層引起腐蝕，影響傳感器的長期性；石墨層上面為環(huán)氧樹脂層，主要目的是用來封裝電極。

鋼筋腐蝕監(jiān)測電極傳感器使用與埋置于混凝土內(nèi)部同型號的鋼筋經(jīng)過切割、打磨，然后與銅導(dǎo)線焊接后形成焊點，包裹環(huán)氧樹脂研制而成。這樣制成的鋼筋腐蝕監(jiān)測電極傳感器不僅具有與埋置于混凝土內(nèi)部使用的鋼筋相同的化學性能，且能通過與使用鋼筋同時埋置達到同步監(jiān)測混凝土內(nèi)部使用鋼筋腐蝕性能的目的。

輔助傳感器為直徑0.5mm、長度1cm的鉑絲與銅導(dǎo)線焊接，焊接形成焊點，再在焊點附近位置包裹環(huán)氧樹脂研制而成。這樣制成的針狀鉑絲電極傳感器符合電化學三電極測試體系中輔助電極要求，能用來測試鋼筋電極的腐蝕電流。