CN104849307A - 一种适用于无损检测的可加热型钢筋及其制作、使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种适用于无损检测的可加热型钢筋及其制作、使用方法，属于土木工程科学研究领域。本发明包括中空钢筋、导热绝缘材料、电热材料、耐高温材料；将耐高温材料制作成直径较小的圆柱状并张拉于钢筋模具的中心，将钢水浇入模具中冷却制成内含耐高温材料柱的钢筋，用钻头将耐高温材料钻松、取出，形成中空钢筋；在中空钢筋的内壁上覆盖一层导热绝缘材料；在导热绝缘材料的圆孔内填充电热材料。本发明能均匀的加热钢筋，并且能精确控制钢筋的吸收热量；接入电路中，通过控制加在电热材料上的电压和通电时间来精确控制钢筋吸收的热量，使钢筋沿纵向均匀吸热，减少钢筋纵向温差引起的混凝土表面的温差的影响，提高锈蚀率的检测精度。
Description
技术领域
本发明涉及一种适用于无损检测的可加热型钢筋及其制作、使用方法，属于土木工程科学研究领域。
背景技术
钢筋混凝土结构的钢筋锈蚀程度的无损检测技术的研发成为土木工程的重要研究领域之一。钢筋的锈蚀产物（即铁锈）与铁相比，导热性能差，具有一定的保温作用；在钢筋吸收的热量一定的情况下，钢筋锈蚀率越高，铁锈对钢筋的保温效果越强；混凝土表面温度的峰值就越低，温度峰值出现需要时间越就长；因此，可以通过混凝土表面的温度分布和历程的差异，无损检测出钢筋的锈蚀率。无损检测常用的研究方法为：在钢筋混凝土试样外布置通有交流电源的线圈，通过电磁感应技术加热钢筋，根据混凝土表面温度场的分布和历时来判断钢筋的锈蚀率。此种无损检测中关键的一步是用电磁感应均匀且精确加热钢筋，但由于激发的磁场在空间上并不均一，因此钢筋加热后吸收的热量分布并不均一。针对现状，发明了一种适用于无损检测的可加热型钢筋，通过控制加在电热材料上的电压和通电时间来精确控制钢筋吸收的热量，使钢筋沿纵向均匀吸热，减少钢筋纵向温差引起的混凝土表面的温差，提高锈蚀率的检测精度。
发明内容
本发明提供了一种适用于无损检测的可加热型钢筋及其制作、使用方法，在中空钢筋内部充填电热材料，在钢筋与电热材料之间覆盖一层导热绝缘材料保证钢筋和热材料之间的绝缘性，通过控制加在电热材料上的电压和通电时间来精确控制钢筋吸收的热量，使钢筋沿纵向均匀吸热，减少钢筋纵向温差引起的混凝土表面的温差，提高锈蚀率的检测精度。
本发明的技术方案是：一种适用于无损检测的可加热型钢筋，包括中空钢筋1、导热绝缘材料2、电热材料3、耐高温材料4；将耐高温材料4制作成直径较小的圆柱状并张拉于钢筋模具的中心，将钢水浇入模具中冷却制成内含耐高温材料柱的钢筋，用钻头将耐高温材料4钻松、取出，形成中空钢筋1；在中空钢筋1的内壁上覆盖一层导热绝缘材料2；在导热绝缘材料2的圆孔内填充电热材料3。
所述电热材料3为钨，耐高温材料4为石棉。
一种适用于无损检测的可加热型钢筋的制作方法，所述方法的具体步骤如下：
Step1、将耐高温材料4制作成直径较小的圆柱状并张拉于钢筋模具的中心，将钢水浇入模具中冷却制成内含耐高温材料柱的钢筋，用钻头将耐高温材料4钻松、取出，形成中空钢筋1；
Step2、在中空钢筋1的内壁上覆盖一层导热绝缘材料2；
Step3、在导热绝缘材料2的圆孔内填充电热材料3，形成一种适用于无损检测的可加热型钢筋。
一种根据权利要求适用于无损检测的可加热型钢筋的使用方法，所述方法的具体步骤如下：
Step1、将耐高温材料4制作成直径较小的圆柱状并张拉于钢筋模具的中心，将钢水浇入模具中冷却制成内含耐高温材料柱的钢筋，用钻头将耐高温材料4钻松、取出，形成中空钢筋1；
Step2、在中空钢筋1的内壁上覆盖一层导热绝缘材料2；
Step3、在导热绝缘材料2的圆孔内填充电热材料3，形成一种适用于无损检测的可加热型钢筋；
Step4、将适用于无损检测的可加热型钢筋埋入混凝土内，用电化锈蚀加速钢筋锈蚀；
Step5、将适用于无损检测的可加热型钢筋中的电热材料3、恒压电源5、控制开关6和检流计7串联，接通控制开关6，加热中心的填充电热材料3，达到设定的吸收热量时断开控制开关6；
Step6、检测混凝土表面温度分布和历程，确定钢筋锈蚀率，这样就能在不破坏结构的情况下，测定钢筋的锈蚀率。
适用于无损检测的可加热型钢筋单位长度吸收的热量为： ；式中：为适用于无损检测的可加热型钢筋单位长度吸收的热量，(J/m)；为加在电热材料3上的电压，(V)；为加在电热材料3上的电压，(A)；为通电时间，(s)；为适用于无损检测的可加热型钢筋的长度，(m)。
其中，所述原钢筋的直径和长度可根据所需研究内容确定。
本发明的有益效果是：能均匀的加热钢筋，并且能精确控制钢筋的吸收热量；一种适用于无损检测的可加热型钢筋可以埋置于混凝土中，接入电路中，通过控制加在电热材料上的电压和通电时间来精确控制钢筋吸收的热量，使钢筋沿纵向均匀吸热，减少钢筋纵向温差引起的混凝土表面的温差的影响，提高锈蚀率的检测精度。
附图说明
图1是一根内含耐高温材料的中空钢筋；
图2是本发明的中空钢筋示意图；
图3是本发明中内壁覆盖了导热绝缘材料和填充了电热材料后的钢筋的示意图；
图4是本发明加热电路图；
图中各标号：1-中空钢筋，2-导热绝缘材料，3-电热材料，4-耐高温材料，5-恒压电源，6开关，7-检流计。
具体实施方式
实施例1：如图1-4所示，一种适用于无损检测的可加热型钢筋，包括中空钢筋1、导热绝缘材料2、电热材料3、耐高温材料4；将耐高温材料4制作成直径较小的圆柱状并张拉于钢筋模具的中心，将钢水浇入模具中冷却制成内含耐高温材料柱的钢筋，用钻头将耐高温材料4钻松、取出，形成中空钢筋1；在中空钢筋1的内壁上覆盖一层导热绝缘材料2；在导热绝缘材料2的圆孔内填充电热材料3。
所述电热材料3为钨，耐高温材料4为石棉。
实施例2：如图1-4所示，一种适用于无损检测的可加热型钢筋，包括中空钢筋1、导热绝缘材料2、电热材料3、耐高温材料4；将耐高温材料4制作成直径较小的圆柱状并张拉于钢筋模具的中心，将钢水浇入模具中冷却制成内含耐高温材料柱的钢筋，用钻头将耐高温材料4钻松、取出，形成中空钢筋1；在中空钢筋1的内壁上覆盖一层导热绝缘材料2；在导热绝缘材料2的圆孔内填充电热材料3。
实施例3：如图1-4所示，一种适用于无损检测的可加热型钢筋的制作方法，所述方法的具体步骤如下：
Step1、将耐高温材料4制作成直径较小的圆柱状并张拉于钢筋模具的中心，将钢水浇入模具中冷却制成内含耐高温材料柱的钢筋，用钻头将耐高温材料4钻松、取出，形成中空钢筋1；
Step2、在中空钢筋1的内壁上覆盖一层导热绝缘材料2；
Step3、在导热绝缘材料2的圆孔内填充电热材料3，形成一种适用于无损检测的可加热型钢筋。
实施例4：如图1-4所示，一种根据权利要求适用于无损检测的可加热型钢筋的使用方法，所述方法的具体步骤如下：
Step1、将耐高温材料4制作成直径较小的圆柱状并张拉于钢筋模具的中心，将钢水浇入模具中冷却制成内含耐高温材料柱的钢筋，用钻头将耐高温材料4钻松、取出，形成中空钢筋1；
Step2、在中空钢筋1的内壁上覆盖一层导热绝缘材料2；
Step3、在导热绝缘材料2的圆孔内填充电热材料3，形成一种适用于无损检测的可加热型钢筋；
Step4、将适用于无损检测的可加热型钢筋埋入混凝土内，用电化锈蚀加速钢筋锈蚀；
Step5、将适用于无损检测的可加热型钢筋中的电热材料3、恒压电源5、控制开关6和检流计7串联，接通控制开关6，加热中心的填充电热材料3，达到设定的吸收热量时断开控制开关6；
Step6、检测混凝土表面温度分布和历程，确定钢筋锈蚀率，这样就能在不破坏结构的情况下，测定钢筋的锈蚀率。
适用于无损检测的可加热型钢筋单位长度吸收的热量为：；式中：为适用于无损检测的可加热型钢筋单位长度吸收的热量，(J/m)；为加在电热材料3上的电压，(V)；为加在电热材料3上的电压，(A)；为通电时间，(s)；为适用于无损检测的可加热型钢筋的长度，(m)。
实施例5：如图1-4所示，一种适用于无损检测的可加热型钢筋的制作方法，所述方法的具体步骤如下：
Step1、将耐高温材料4制作成直径较小的圆柱状并张拉于钢筋模具的中心，将钢水浇入模具中冷却制成内含耐高温材料柱的钢筋，用钻头将耐高温材料4钻松、取出，形成中空钢筋1；
Step2、在中空钢筋1的内壁上覆盖一层导热绝缘材料2；
Step3、在导热绝缘材料2的圆孔内填充电热材料3，形成一种适用于无损检测的可加热型钢筋。
所述电热材料3为钨，耐高温材料4为石棉。
实施例6：如图1-4所示，一种根据权利要求适用于无损检测的可加热型钢筋的使用方法，所述方法的具体步骤如下：
Step1、将耐高温材料4制作成直径较小的圆柱状并张拉于钢筋模具的中心，将钢水浇入模具中冷却制成内含耐高温材料柱的钢筋，用钻头将耐高温材料4钻松、取出，形成中空钢筋1；
Step2、在中空钢筋1的内壁上覆盖一层导热绝缘材料2；
Step3、在导热绝缘材料2的圆孔内填充电热材料3，形成一种适用于无损检测的可加热型钢筋；
Step4、将适用于无损检测的可加热型钢筋埋入混凝土内，用电化锈蚀加速钢筋锈蚀；
Step5、将适用于无损检测的可加热型钢筋中的电热材料3、恒压电源5、控制开关6和检流计7串联，接通控制开关6，加热中心的填充电热材料3，达到设定的吸收热量时断开控制开关6；
Step6、检测混凝土表面温度分布和历程，确定钢筋锈蚀率，这样就能在不破坏结构的情况下，测定钢筋的锈蚀率。
适用于无损检测的可加热型钢筋单位长度吸收的热量为：；式中：为适用于无损检测的可加热型钢筋单位长度吸收的热量，(J/m)；为加在电热材料3上的电压，(V)；为加在电热材料3上的电压，(A)；为通电时间，(s)；为适用于无损检测的可加热型钢筋的长度，(m)。
所述电热材料3为钨，耐高温材料4为石棉。
实施例7：如图1-4所示，一种适用于无损检测的可加热型钢筋，包括中空钢筋1、导热绝缘材料2、电热材料3、耐高温材料4；将耐高温材料4制作成直径较小的圆柱状并张拉于钢筋模具的中心，将钢水浇入模具中冷却制成内含耐高温材料柱的钢筋，用钻头将耐高温材料4钻松、取出，形成中空钢筋1；在中空钢筋1的内壁上覆盖一层导热绝缘材料2；在导热绝缘材料2的圆孔内填充电热材料3。将一种适用于无损检测的可加热型钢筋埋入混凝土内，用电化锈蚀加速钢筋锈蚀；最后如图4将电热材料3和恒压电源5串联，恒压电源5的输出电压为30V；通电150s后断开开关6，计算钢筋吸收的热量；每隔1分钟检测混凝土表面温度分布和历程，得出钢筋的锈蚀率为13%，与实际锈蚀率12%比较相符；若考虑裂缝对热量散失的影响，预测的锈蚀率会更准确。
上面结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (5)
1.一种适用于无损检测的可加热型钢筋，其特征在于：包括中空钢筋（1）、导热绝缘材料（2）、电热材料（3）、耐高温材料（4）；将耐高温材料（4）制作成直径较小的圆柱状并张拉于钢筋模具的中心，将钢水浇入模具中冷却制成内含耐高温材料柱的钢筋，用钻头将耐高温材料（4）钻松、取出，形成中空钢筋（1）；在中空钢筋（1）的内壁上覆盖一层导热绝缘材料（2）；在导热绝缘材料（2）的圆孔内填充电热材料（3）。
2.根据权利要求1所述的适用于无损检测的可加热型钢筋，其特征在于：所述电热材料（3）为钨，耐高温材料（4）为石棉。
3.一种根据权利要求1或2所述的适用于无损检测的可加热型钢筋的制作方法，其特征在于：所述方法的具体步骤如下：
Step1、将耐高温材料（4）制作成直径较小的圆柱状并张拉于钢筋模具的中心，将钢水浇入模具中冷却制成内含耐高温材料柱的钢筋，用钻头将耐高温材料（4）钻松、取出，形成中空钢筋（1）；
Step2、在中空钢筋（1）的内壁上覆盖一层导热绝缘材料（2）；
Step3、在导热绝缘材料（2）的圆孔内填充电热材料（3），形成一种适用于无损检测的可加热型钢筋。
4.一种根据权利要求1或2所述的适用于无损检测的可加热型钢筋的使用方法，其特征在于：所述方法的具体步骤如下：
Step1、将耐高温材料（4）制作成直径较小的圆柱状并张拉于钢筋模具的中心，将钢水浇入模具中冷却制成内含耐高温材料柱的钢筋，用钻头将耐高温材料（4）钻松、取出，形成中空钢筋（1）；
Step2、在中空钢筋（1）的内壁上覆盖一层导热绝缘材料（2）；
Step3、在导热绝缘材料（2）的圆孔内填充电热材料（3），形成一种适用于无损检测的可加热型钢筋；
Step4、将适用于无损检测的可加热型钢筋埋入混凝土内，用电化锈蚀加速钢筋锈蚀；
Step5、将适用于无损检测的可加热型钢筋中的电热材料（3）、恒压电源（5）、控制开关（6）和检流计（7）串联，接通控制开关（6），加热中心的填充电热材料（3），达到设定的吸收热量时断开控制开关（6）；
Step6、检测混凝土表面温度分布和历程，确定钢筋锈蚀率，这样就能在不破坏结构的情况下，测定钢筋的锈蚀率。
5.根据权利要求4所述的适用于无损检测的可加热型钢筋的使用方法，其特征在于：适用于无损检测的可加热型钢筋单位长度吸收的热量为： ；式中：为适用于无损检测的可加热型钢筋单位长度吸收的热量，(J/m)；为加在电热材料（3）上的电压，(V)；为加在电热材料（3）上的电压，(A)；为通电时间，(s)；为适用于无损检测的可加热型钢筋的长度，(m)。
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| CN104849307B (zh) | 2017-11-10 |
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Granted publication date: 20171110 |
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