[發明專利]一種基于石墨烯/水泥復合材料對混凝土中氯離子含量的檢測裝置和檢測方法

有效

• 申請號: 201611126800.3
• 申請日: 2016-12-08
• 公開（公告）號: CN106596650B
• 公開（公告）日: 2019-03-12
• 發明（設計）人: 蔣林華;金鳴;盧夢婷;白舒雅;姜少博;吳丹;吳宜銳;何俊橋;宋睿桐
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01N27/04
• 分類號: G01N27/04;G01N33/38
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李倩

本發明公開了一種基于石墨烯/水泥復合材料對混凝土中氯離子含量的檢測裝置，包括位于混凝土保護層中的復合材料和濕度傳感器，還包括位于混凝土外部的阻抗測試儀和濕度檢測儀；復合材料為長方體，長方體水平向兩個端面上分別貼合有不銹鋼網，不銹鋼網上分別焊接有導線，復合材料通過導線與混凝土外部的阻抗測試儀連接，復合材料外還包覆有密封層；其中，復合材料由水泥以及摻雜在水泥里的石墨烯、硅粉和消泡劑組成，所述石墨烯的摻雜量為水泥質量的0.5～3％，硅粉的摻雜量為水泥質量的5～20％，消泡劑的摻雜量為水泥質量的0.05～0.3％。該檢測裝置不僅能與混凝土環境兼容，還能在不同濕度環境下對氯離子濃度發展進行實時監測。

技術領域

本發明涉及一種基于石墨烯/水泥復合材料對混凝土中氯離子含量的檢測裝置，還涉及一種基于石墨烯/水泥復合材料對混凝土中氯離子含量的檢測方法。

背景技術

鋼筋銹蝕是影響混凝土結構安全性的主要因素，嚴重威脅混凝土結構的服役壽命。氯離子侵入是導致鋼筋銹蝕的主要原因，當氯離子濃度超過鋼筋銹蝕的臨界濃度就會誘發腐蝕。因此，實時監測混凝土保護層內的氯離子含量，為混凝土結構耐久性評估及剩余壽命預測提供數據支撐，保證混凝土結構的耐久性和服役安全性具有重大的實際意義。

傳統的檢測混凝土中氯離子濃度的方法是破壞取粉法，這種方法費時、費力，更嚴重的是會對混凝土結構產生破壞性后果，同時也無法實現實時監測。而采用氯離子選擇性電極、光纖法等雖然能在短時間內檢測出混凝土中氯離子濃度，但是濕度等諸多因素很大程度上會影響測量結果的精確性；另外因為傳感器與混凝土環境力學性能差異較大造成很多的兼容性問題。基于此，急需一種與混凝土環境兼容同時能在不同濕度環境下對氯離子濃度發展進行監測的傳感器。

發明內容

發明目的：本發明所要解決的技術問題是提供一種基于石墨烯/水泥復合材料對混凝土中氯離子含量的檢測裝置，該檢測裝置不僅能與混凝土環境兼容，還能在不同濕度環境下對氯離子濃度發展進行實時監測。

本發明還要解決的技術問題是提供一種基于石墨烯/水泥復合材料對混凝土中氯離子含量的檢測方法。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術手段如下：

一種基于石墨烯/水泥復合材料對混凝土中氯離子含量的檢測裝置，包括位于混凝土保護層中的復合材料和濕度傳感器，還包括位于混凝土外部的阻抗測試儀和濕度檢測儀；所述復合材料為長方體，所述長方體水平向兩個端面上分別貼合有不銹鋼網，所述不銹鋼網上分別焊接有導線，所述復合材料通過導線與混凝土外部的阻抗測試儀連接，所述復合材料外還包覆有密封層；其中，所述復合材料由水泥以及摻雜在水泥里的石墨烯、硅粉和消泡劑組成，所述石墨烯的摻雜量為水泥質量的0.5～3％，硅粉的摻雜量為水泥質量的5～20％，消泡劑的摻雜量為水泥質量的0.05～0.3％。

其中，所述不銹鋼網鋼絲的直徑為10～1250目，不銹鋼網的孔徑為800～2000目。

其中，所述長方體水平向兩個端面為正方形，正方形的邊長為10～30mm。

其中，所述長方體的長為30～50mm。

其中，所述密封層為環氧樹脂密封層。

其中，所述石墨烯為單層石墨烯或層數為2～5層的石墨烯。

一種基于石墨烯/水泥復合材料對混凝土中氯離子含量的檢測方法，包括如下步驟：

步驟1，構建檢測裝置：