[發明專利]一種混凝土內氯離子滲透狀態監測裝置及其監測方法

有效

• 申請號: 202110559539.0
• 申請日: 2021-05-21
• 公開（公告）號: CN113376061B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 金祖權;侯東帥;王鵬剛;熊傳勝
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: G01N13/04
• 分類號: G01N13/04
• 代理公司: 北京集智東方知識產權代理有限公司 11578
• 代理人: 劉林

本發明公開了一種混凝土內氯離子滲透狀態監測裝置及其監測方法，包括電磁探測器和光纖傳感器，同時通過結構環形固定架將探測器位置固定后植入到樁體內部，實現對樁體的全方位檢測；同時由于環形固定架的結構，本發明能夠從樁體的各個方向進行監測，進而通過擬合曲線的方式得出氯離子的閉環分布曲線，并通過濃度差推測平面內的氯離子濃度分布圖，再通過豎直擬合的方式得到樁體內的氯離子濃度三維分布圖，與現有技術相比，本發明通過閉合環形的布置方式和曲線擬合方式將碎片化的參數有機結合并反應整個樁體內部的氯離子濃度分布情況，其監測精度高，且信息更加全面，數據得到了全面利用；同時分布圖更加直觀，幫助工作人員快速了解樁體狀態。

技術領域

本發明涉及混凝土監測技術領域，具體涉及一種混凝土內氯離子滲透狀態監測裝置及其監測方法。

背景技術

混凝土是目前世界范圍內用途最廣泛的建筑材料，鋼筋上表面的混凝土保護層可以抵御海洋環境中侵蝕離子對鋼筋的腐蝕，而內部鋼筋同樣可以彌補混凝土材料抗拉強度不足的劣勢。鋼筋混凝土結構的出現極大地提高了建筑結構的力學性能，使其可以更好地抵御有害介質侵蝕、外部荷載以及自然災害作用。海水中的氯鹽和硫酸鹽侵蝕會對鋼筋混凝土結構產生巨大的破壞，而海洋環境下建筑結構面臨最嚴重的危害是海水中的氯離子由混凝土表面滲透擴散進混凝土內部，并進一步誘發鋼筋銹蝕導致結構承載力退化甚至提前退出服役狀態。在我國漫長的海岸線上尤其是南海地區，由于其海水中更高的氯離子濃度和更充足的光照，高溫、高濕、高鹽環境導致離子的擴散遷移速度加快從而導致海洋建筑鋼筋銹蝕問題比北方地區更加嚴重。

海洋環境混凝土中氯離子的擴散以及鋼筋銹蝕是一個相對緩慢的過程，但在海洋環境下氯離子在混凝土中的擴散不可避免。如何在氯離子擴散過程中實時捕捉其擴散速度、深度是提高海洋環境混凝土耐久性能的關鍵步驟。然而，目前世界范圍內通用的監測氯離子濃度的傳感器絕大多數只能對混凝土中某一特定位置進行監測，無法一定范圍實時、定量判斷氯離子的擴散程度；同時由于監測裝置的數量以及分布位置的限制，導致監測數據碎片化，其僅能夠反應監測點附近的氯離子濃度變化，而不能夠反應整個樁體內的氯離子濃度變化。

發明內容

針對現有技術中存在的監測精度度，數據碎片化嚴重、不能整體反應樁體內氯離子滲透情況的缺陷，本發明提供一種混凝土內氯離子滲透狀態監測裝置及其監測方法。

本發明通過以下技術方案實現上述目的:

一種混凝土內氯離子滲透狀態監測裝置，包括用于監測鋼筋銹蝕程度的電磁探測器和光纖傳感器，所述電磁探測器的監測端固定設置有空心監測管，光纖探測器固定設置于空心監測管內，空心監測管的兩端用環氧樹脂密封；所述電磁探測器和光纖探測器通過導線分別連接有電磁信號采集裝置和光纖信號采集裝置。

優選的，電磁探測器和光纖探測器均通過航空接頭與導線相連；所述導線采用高性能防腐導線制作。

優選的，電磁探測器包括殼體，所述殼體上設置有用于固定空心監測管的固定夾持口，殼體內還固定設置有永磁鐵，且永磁鐵對稱分布于固定夾持口兩側；所述固定夾持口的一側設置有若干霍爾元件，殼體內還設置有與霍爾元件相連的PCB板。

優選的，監測裝置還包括固定架，固定架的兩側對稱設置有兩組用于固定電磁探測器的固定卡槽。

優選的，固定架的上下兩端均設置有連接套筒，連接套筒內設置有用于連接相鄰固定架的連接桿。

優選的，殼體外表面還設置有用于觀測監測裝置插入固定卡槽深度的標尺。

相應的，本發明還公開了一種混凝土內氯離子滲透狀態監測方法，包括以下步驟：

S1、根據樁體結構參數和監測要求設計并制作固定架和連接桿，將各監測裝置安裝于各固定架的固定卡槽內，再通過連接桿將各個固定架串聯為首尾閉合相連的環形固定架；