CN103308445A - 混凝土道路钢筋检测器和检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种混凝土道路钢筋检测器和检测方法，检测器包括有单片机以及分别连接于单片机的数据采集模块、存储模块、分析模块、绘图模块、打印模块，该数据采集模块连接有检测探头，检测探头是由装有饱和硫酸铜溶液的玻璃管、设置于玻璃管下端的高导电性海绵塞以及设于试管上端的半电池电极构成。检测方法用导线把钢筋和电压表一端连通，电压表的另一端与半电池电极连通，将混凝土中的钢筋看作是半个电池组，与铜/硫酸铜半电池电极连通构成一个全电池系统，混凝土是电解质，半电池电极的电位值相对恒定，而混凝土中的钢筋因锈蚀程度不同产生不同的腐蚀电位，从而引起全电池电位的变化，根据混凝土中钢筋表面各点的电位评定钢筋的锈蚀状态。
Description
技术领域
本发明涉及自动检测领域技术，尤其是指一种混凝土道路钢筋检测器和检测方法。
背景技术
钢筋混凝土材料已成为受力结构的主要材料，在工程中已经被广泛的应用，而钢筋腐蚀对于结构受力的影响不容忽视，同时也是影响混凝土耐久性的主要因素之一。
现有的钢筋锈蚀检测一般通过混凝土破型检测，这种检测方法最直观和准确，即将检测部位的保护层凿除．量取钢筋锈蚀后实际锈后直径，必要时可将部分钢筋截断带回实验室检测。这种方法的缺点足费时、费力，对建筑物或结构构件会造成一定程度的破坏。
发明内容
有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种混凝土道路钢筋检测器和检测方法，对于已经发生锈蚀的钢筋混凝土结构，检测评估钢筋的锈蚀现状，有助于发现结构潜在的危险，以便及时采取保护措施。
为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：
一种混凝土道路钢筋检测器，包括有单片机以及连接于单片机的数据采集模块，该数据采集模块引出两条导线，一条导线用于连接钢筋，另一条导线连接检测探头，该检测探头是由装有饱和硫酸铜溶液的玻璃管、设置于玻璃管下端的高导电性海绵塞以及设于试管上端的半电池电极构成。
优选的，所述单片机还分别有存储模块、分析模块、绘图模块、打印模块。
一种混凝土道路钢筋检测方法，用数据采集模块引出的其中一条导线连接钢筋，用高导电性海绵塞选择好测区、测点与混凝土表面接触；将混凝土中的钢筋看作是半个电池组，与半电池电极连通构成一个全电池系统，混凝土是电解质，半电池电极的电位值相对恒定，而混凝土中的钢筋因锈蚀程度不同产生不同的腐蚀电位，从而引起全电池电位的变化，根据混凝土中钢筋表面各点的电位评定钢筋的锈蚀状态。
优选的，所述高导电性海绵塞测区与测点的选择：测区面积不宜大于5m*5m，测区按网格状划分测点，网格尺寸宜为100mm*100mm～500mm*500mm，网格节点为电位测点，每种条件的测区数量不宜少于3个；测区中的测点数不宜少于20个，测点与构件边缘的距离应大于50mm。
优选的，所述高导电性海绵塞的测点处，混凝土表面应平整、清洁，无涂料、浮浆、污物或灰尘。
优选的，所述高导电性海绵塞的测区混凝土预先充分浸湿，保证高导电性海绵塞与混凝土表面良好耦合，测试时要求混凝土保持湿润。
优选的，当钢筋露在外面时，导线直接与钢筋连接；否则，需要利用钢筋定位仪确定出一根钢筋的位置，剔除保护层后使钢筋外露，再进行连接。
优选的，在导线连接钢筋前，要求打磨钢筋表面，除去锈斑，保证检测器的钢筋连接点处与测点的钢筋连通，使电路闭合。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知，通过半电池电位法检测混凝土保护层中铁离子含量来判断钢筋的锈蚀状况，不受混凝土构件尺寸和钢筋保护层厚度的限制，与其他非破损或半破损方法结合使用，可以提高可靠性，不必破型检验，也不需要将检测的钢筋带回实验室。从而能对于已经发生锈蚀的钢筋混凝土结构，检测评估钢筋的锈蚀现状，有助于发现结构潜在的危险，以便及时采取保护措施。
为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。
附图说明
图1是本发明之实施例的系统原理框图；
图2是本发明之实施例中检测状态示意图；
图3是本发明之实施例中检测结果的等值线图。
附图标识说明：
1、单片机 2、数据采集模块
3、存储模块 4、分析模块
5、绘图模块 6、打印模块
7、检测探头 8、玻璃管
9、高导电性海绵塞 10、半电池电极
11、导线 12、钢筋
13、混凝土
具体实施方式
请参照图1所示，其显示出了本发明之较佳实施例的具体结构，该混凝土道路钢筋检测器包括有单片机1以及分别连接于单片机1的数据采集模块2、存储模块3、分析模块4、绘图模块5、打印模块6；其是以单片机1为核心部件，集数据采集、存储、分析、绘图、打印为一体的多功能化仪器。
如图2所示，该数据采集模块2引出两条导线11，其中一条导线11用于连接被检测钢筋12，另一条导线11上连接有检测探头7，该检测探头7是由装有饱和硫酸铜溶液的玻璃管8、设置于玻璃管8下端的高导电性海绵塞9以及设于试管上端的半电池电极10构成。检测时，高导电性海绵塞9选择好测区与测位后接触混凝土13路面，半电池电极10通过导线11连接数据采集模块2，数据采集模块2还有一条导线11连接到钢筋12上，构成测量系统。
本发明的测量原理是通过测量钢筋12的自然腐蚀电位判断钢筋12的锈蚀程度。将混凝土13中的钢筋12看作是半个电池组，与合适的半电池电极10（有铜/硫酸铜溶液）连通构成一个全电池系统，混凝土13是电解质，半电池电极10的电位值相对恒定，而混凝土13中的钢筋12因锈蚀程度不同产生不同的腐蚀电位，从而引起全电池电位的变化，根据混凝土13中钢筋12表面各点的电位评定钢筋12的锈蚀状态。具体而言，混凝土13中的钢筋12的阳极区和阴极区显示出不同的腐蚀电位，钢筋12在钝化时，腐蚀电位升高，电位偏正；由钝态转入活化态时，腐蚀电位降低，电位偏负。电位经单片机1处理后，由绘图模块5绘成图形，能更直观地进行查看。
本发明之半电池电位法的测量时需要注意以下几点：
1、高导电性海绵塞9测区与测位的选择：测区面积不宜大于5m*5m，测区按网格状划分测点，网格尺寸宜为100mm*100mm～500mm*500mm，网格节点为电位测点，每种条件的测区数量不宜少于3个；测区中的测点数不宜少于20个，测点与构件边缘的距离应大于50mm；
2、数据采集模块2的一条导线11的一端与钢筋12连接，若钢筋12露在外面，可以方便的连接。否则，需要利用钢筋定位仪确定出一根钢筋12的位置，剔除保护层后使钢筋12外露，再进行连接。要求打磨钢筋12表面，除去锈斑，并要保证仪器钢筋连接点处与测点的钢筋12连通，使电路闭合，必要时可以用电压表检查测试区内任意两根钢筋12之间的电阻值。
3、数据采集模块2的高导电性海绵塞9与混凝土13表面接触，测点混凝土13表面应平整、清洁，无涂料、浮浆、污物或灰尘等；测区混凝土13预先充分浸湿，保证电连接垫与混凝土13表面良好耦合，测试时要求混凝土13保持湿润。
4、测试测点的电位，电位读数变动不超过2mV，同一测点、同一支参考电极重复读数差异不得超过10mV。同一测点、不同参考电极重复读数差异不得超过20 mV。
此外，应避免外界各种因素产生的电流的影响，环境温度超出22～50Co时，应记录环境温度，并进行温度修正。
本发明通过检测，将检测数据送到单片机1进行处理，依据表1的规则进行分析判断，可以得出锈蚀结果。
表1半电池电位值评估钢筋12锈蚀程度的判据
| 序号 | 钢筋电位状况（mV） | 钢筋状态 |
| 1 | -350
 |
钢筋1发生锈蚀的概率为95% |
| 2 | -200 |
钢筋发生锈蚀的概率为50%，可能存在坑蚀现象 |
| 3 | -200或高于-200 | 无锈蚀活动性或锈蚀活动性不确定，锈蚀概率5% |
如图3所示，锈蚀结果表示由绘图模块5显示出来，其显示方式有数据图标图、数据色谱图、电位等值区图等。
综上所述，本发明的设计重点在于，通过半电池电位法检测混凝土13保护层中铁离子含量来判断钢筋12的锈蚀状况，不受混凝土13构件尺寸和钢筋12保护层厚度的限制，与其他非破损或半破损方法结合使用，可以提高可靠性，不必破型检验，也不需要将检测的钢筋12带回实验室。从而能对于已经发生锈蚀的钢筋12混凝土13结构，检测评估钢筋12的锈蚀现状，有助于发现结构潜在的危险，以便及时采取保护措施。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (8)
1.一种混凝土道路钢筋检测器，其特征在于：包括有单片机以及连接于单片机的数据采集模块，该数据采集模块引出两条导线，一条导线用于连接钢筋，另一条导线连接检测探头，该检测探头是由装有饱和硫酸铜溶液的玻璃管、设置于玻璃管下端的高导电性海绵塞以及设于试管上端的半电池电极构成。
2.根据权利要求1所述的混凝土道路钢筋检测器，其特征在于：所述单片机还分别有存储模块、分析模块、绘图模块、打印模块。
3.一种混凝土道路钢筋检测方法，其特征在于：用数据采集模块引出的其中一条导线连接钢筋，用高导电性海绵塞选择好测区、测点与混凝土表面接触；将混凝土中的钢筋看作是半个电池组，与半电池电极连通构成一个全电池系统，混凝土是电解质，半电池电极的电位值相对恒定，而混凝土中的钢筋因锈蚀程度不同产生不同的腐蚀电位，从而引起全电池电位的变化，根据混凝土中钢筋表面各点的电位评定钢筋的锈蚀状态。
4.根据权利要求3所述的混凝土道路钢筋检测方法，其特征在于：所述高导电性海绵塞测区与测点的选择：测区面积不宜大于5m*5m，测区按网格状划分测点，网格尺寸宜为100mm*100mm～500mm*500mm，网格节点为电位测点，每种条件的测区数量不宜少于3个；测区中的测点数不宜少于20个，测点与构件边缘的距离应大于50mm。
5.根据权利要求4所述的混凝土道路钢筋检测方法，其特征在于：所述高导电性海绵塞的测点处，混凝土表面应平整、清洁，无涂料、浮浆、污物或灰尘。
6.根据权利要求5所述的混凝土道路钢筋检测方法，其特征在于：所述高导电性海绵塞的测区混凝土预先充分浸湿，保证高导电性海绵塞与混凝土表面良好耦合，测试时要求混凝土保持湿润。
7. 根据权利要求3所述的混凝土道路钢筋检测方法，其特征在于：当钢筋露在外面时，导线直接与钢筋连接；否则，需要利用钢筋定位仪确定出一根钢筋的位置，剔除保护层后使钢筋外露，再进行连接。
8.根据权利要求3所述的混凝土道路钢筋检测方法，其特征在于：在导线连接钢筋前，要求打磨钢筋表面，除去锈斑，保证检测器的钢筋连接点处与测点的钢筋连通，使电路闭合。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20130918 |