CN108827869A - 埋置式检测混凝土内部钢筋腐蚀状态的装置及检测方法 - Google Patents

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Abstract

一种埋置式检测混凝土内部钢筋腐蚀状态的装置及检测方法是为检测混凝土内钢筋腐蚀状态而设计的，属于质量检测设备技术领域；埋置式检测混凝土内部钢筋腐蚀状态的装置由检测探头、导线、穿线埋管、检测分析仪组成的；检测探头埋设在混凝土构件中；工作电极、参比电极、辅助电极通过导线分别与检测分析仪联通；导线穿过埋在构件混凝土中的穿线埋管将工作电极、参比电极、辅助电极与检测分析仪连成整体；本发明的有益效果是外形小巧，方便携带，能够埋置于混凝土内实时检测钢筋腐蚀状态，便于结构安全可靠度分析和使用寿命预计。

Description

埋置式检测混凝土内部钢筋腐蚀状态的装置及检测方法
技术领域
一种埋置式检测混凝土内部钢筋腐蚀状态的装置及检测方法是为检测混凝土内钢筋腐蚀状态而设计的，属于质量检测设备技术领域。
背景技术
随着我国的经济发展和建筑施工技术水平的提高，对混凝土的耐久性要求越来越高，钢筋锈蚀是导致混凝土结构耐久性下降的主要原因之一；目前，由于混凝土内钢筋腐蚀引起的混凝土结构破坏具有普遍、严重、复杂、隐蔽的特点，众所周知，钢筋处在混凝土内部，钢筋是否会产生腐蚀，如果产生腐蚀其严重程度如何，钢筋腐蚀的发展速度如何，现有技术都很难判定，一旦从外表能看出钢筋腐蚀，这时的混凝土结构很难修复，至少不能复原，这对于重要结构是不能允许的；因此，如果能在重要结构件的混凝土中埋设一种探头，采用一种简便、快速、灵敏、可靠、无损、经济的现场检测技术定期对混凝土构件进行检测，就能早在尚未显露锈蚀破坏迹象前，对隐藏的轻微腐蚀破坏及时加以诊断，对结构进行“健康”评估，预测其剩余寿命，设置早期修复都是可能的；
采用本发明提供的埋置式检测探头，可以解决这些问题。
发明内容
本发明采用的技术方案是：一种如图1、图2所示的埋置式检测混凝土内部钢筋腐蚀状态的装置由检测探头、导线、穿线埋管、检测分析仪组成的；其中，检测探头由工作电极、参比电极、辅助电极和绝缘粘胶组成的；工作电极固结在混凝土内横向钢筋或混凝土内纵向钢筋附近，工作电极与参比电极和参比电极与辅助电极之间通过绝缘粘胶粘接成整体，埋设在混凝土构件中；工作电极、参比电极、辅助电极通过导线分别与检测分析仪联通；导线穿过埋在构件混凝土中的穿线埋管将工作电极、参比电极、辅助电极与检测分析仪连成整体。混凝土中被测钢筋的腐蚀状况，就可以通过检测分析仪反映出来。
所述的工作电极是用以贴近被检测钢筋的短柱状部件，优先推荐采用直径18-30毫米长度30-50毫米的短钢筋制作；工作电极一端有连接导线的耳孔，通过耳孔工作电极与导线连通；工作电极中部与参比电极的接触部位通过绝缘粘胶与参比电极贴接，形成整体。
所述的参比电极是截面为弧形的片状部件，优先推荐采用比工作电极直径大5-7毫米,厚度为5-7毫米的铱金属片做母体，内弧半径14-16毫米，外弧直径20-22毫米，长12-15毫米，表面镀厚度为0.1-0.2毫米的二氧化铱制作而成的，参比电极一端有连接导线的耳孔，并通过耳孔与导线连通，参比电极的耳孔与工作电极的耳孔位置错开；参比电极的内弧面朝工作电极，外弧面朝辅助电极，全长通过绝缘粘胶内贴在工作电极的中间部位，外贴在辅助电极的下表面。
所述的辅助电极是板状部件，优先推荐采用长度为25-30毫米宽12-15毫米厚1.2毫米的不锈钢板制作，辅助电极的长度方向与工作电极的长度方向垂直；辅助电极一端有连接导线的耳孔，辅助电极的耳孔与工作电极的耳孔、参比电极的耳孔位置都相互错开，与导线连通；辅助电极通过绝缘粘胶全长粘贴在参比电极的外弧面上。
所述的导线2是将探头各电极的感应状态传输给检测分析仪的连线，优先推荐采用直径0.5毫米的铜芯塑料电线制作，导线在混凝土构件中从穿线埋管中穿过，一端连接探头的各电极，另一端连接检测分析仪。
所述的穿线埋管是保护、约束埋设在混凝土内的导线的走向，将导线由混凝土内部引入到混凝土外部的设施，优先推荐采用直径25毫米的钢管制作；穿线埋管除一端露在混凝土外部，埋设在混凝土构件中。
所述的检测分析仪是将埋入在混凝土中的工作电极、参比电极、辅助电极传递来的数据进行分析、加工、显示的设施，由信息接受元件、中央处理器、信息储存元件、信息显示器，开关、旋钮组成；每个信息接受元件对应工作电极或参比电极或辅助电极的导线，将接受到的信息送中央处理器，经中央处理器分析、处理、对比后分别送信息储存元件储存，并送信息显示器显示；工作时，检测分析仪设置在混凝土构件的表面，从穿线埋管中引出的导线的附近，与导线的外出端相连。
所述的一种埋置式检测混凝土内部钢筋腐蚀状态的装置及检测方法的工作原理是按照电化学系统检测原理设计的，钢筋安装验收合格后，在待测钢筋旁边埋设探头与穿线埋管，将导线的一端分别与探头的各电极连接，导线通过穿线埋管到达混凝土构件表面，检测时连接检测分析仪；数据检测的主要内容有：
①腐蚀电流密度，这是最主要的检测内容，通过腐蚀电流密度能够反映探头的使用性能。
②开路电位，这是对于参比电极的稳定性和抗干扰性能的辅助检测。
本发明的有益效果是外形小巧，方便携带，能够埋置于混凝土内实时检测钢筋腐蚀状态，便于结构安全可靠度分析和使用寿命预计。
附图说明：
图1混凝土内钢筋腐蚀状态的检测装置示意图
图2检测混凝土内钢筋腐蚀状态的探头示意图
图中：1-检测探头；11-工作电极；12-参比电极；13-辅助电极；14-绝缘粘胶；2-导线；3-穿线埋管；4-检测分析仪；5-混凝土内横向钢筋；6-混凝土内纵向钢筋；7-混凝土构件。
具体实施方式
实施例
某标志性建筑的关键钢筋混凝土构件采用如图1、图2所示的检测混凝土内钢筋腐蚀状态的装置，来监控构件的钢筋腐蚀状况，埋置式检测混凝土内部钢筋腐蚀状态的装置由检测探头1、导线2、穿线埋管3、检测分析仪4组成的；其中，检测探头1由工作电极11、参比电极12、辅助电极13和绝缘粘胶14组成的；工作电极11固结在混凝土内横向钢筋5或混凝土内纵向钢筋6附近，工作电极11与参比电极12和参比电极12与辅助电极13之间通过绝缘粘胶14粘接成整体，埋设在混凝土构件7中；工作电极11、参比电极12、辅助电极13通过导线2分别与检测分析仪4联通；导线2穿过埋在构件混凝土中的穿线埋管3将工作电极11、参比电极12、辅助电极13与检测分析仪4连成整体。混凝土中被测钢筋的腐蚀状况，就可以通过检测分析仪4反映出来。
所述的工作电极11是用以贴近被检测钢筋的短柱状部件，采用直径20毫米长度30毫米的短钢筋制作；工作电极11一端有连接导线的耳孔，通过耳孔工作电极11与导线2连通；工作电极11中部与参比电极12的接触部位通过绝缘粘胶14与参比电极12贴接，形成整体。
所述的参比电极12是截面为弧形的片状部件，采用直径大25毫米,厚度为5毫米的铱金属片做母体，内弧半径20毫米，外弧直径25毫米，长12毫米，表面镀厚度为0.1毫米的二氧化铱制作而成的，参比电极12一端有连接导线的耳孔，并通过耳孔与导线2连通，参比电极12的耳孔与工作电极11的耳孔位置错开20度；参比电极12的内弧面朝工作电极11，外弧面朝辅助电极13，全长通过2毫米厚的绝缘粘胶14内贴在工作电极11的中间部位，外贴在辅助电极13的下表面。
所述的辅助电极13是板状部件，采用长度为25毫米宽12毫米厚1.2毫米的不锈钢板制作，辅助电极13的长度方向与工作电极11的长度方向垂直；辅助电极13一端有连接导线的耳孔，辅助电极13的耳孔与工作电极11的耳孔、参比电极12的耳孔位置都相互错开，与导线2连通；辅助电极13通过绝缘粘胶14全长粘贴在参比电极12的外弧面上。
所述的导线2是将探头各电极的感应状态传输给检测分析仪4的连线，采用直径0.5毫米的铜芯塑料电线制作，导线2在混凝土构件7中从穿线埋管3中穿过，一端连接探头的各电极，另一端连接检测分析仪4。
所述的穿线埋管3是保护、约束埋设在混凝土内的导线2的走向，将导线2由混凝土内部引入到混凝土外部的设施，采用直径25毫米的钢管制作；穿线埋管3除一端露在混凝土外部，埋设在混凝土构件7中。
所述的检测分析仪4是将埋入在混凝土中的工作电极11、参比电极12、辅助电极13传递来的数据进行分析、加工、显示的设施，由信息接受元件、中央处理器、信息储存元件、信息显示器，开关、旋钮组成；每个信息接受元件对应工作电极11或参比电极12或辅助电极13的导线2，将接受到的信息送中央处理器，经中央处理器分析、处理、对比后分别送信息储存元件储存，并送信息显示器显示；工作时，检测分析仪4设置在混凝土构件7的表面，从穿线埋管3中引出的导线2的附近，与导线2的外出端相连。
一种埋置式检测混凝土内部钢筋腐蚀状态的检测方法是，钢筋安装验收合格后，在待测的混凝土内横向钢筋5或混凝土内纵向钢筋6附近埋设检测探头1与穿线埋管3，将导线的一端分别与探头的各电极的耳孔连接，导线通过穿线埋管3到达混凝土构件表面，检测时连接检测分析仪进行数据检测。
采用的电化学测试方法是动电位扫描，即在腐蚀电流附近扫描过400毫伏，形成极化曲线，如前所述，通过对钢筋的电化学干扰而形成的腐蚀电位和腐蚀电流差值△E和△I，再利用线性极化技术原理，按公式(1)～(3)即可计算出腐蚀电流密度和腐蚀速率。
关于B值的说明：取决于阳极极化曲线和阴极极化曲线的泰费尔斜率(相应地以βκ和βυ表示)。对于分析过的大多数系统，B值在13mV和52mV之间变动。埋在混凝土中的钢处于活态(腐蚀)时，B＝26mV；而处于钝态时，B＝56mV；当钢筋腐蚀状况尚属未知，B值一概用26mV时，测量Icorr固有的最大误差为2(因为计算时取其对数值，所以这种误差是可以容许的)。
钢筋定时检测，第一次为结构验收时检测，将全部检测数据作为基本数据保存，竣工验收时进行第二次检测，2年后进行第三次检测，以后在建筑物全寿命周期内，每隔2年进行检测，在建筑物全寿命周期外，每隔1年进行一次检测，当发现异常时，每隔半年进行一次检测，发现问题处理后，每隔半年进行一次检测。

Claims (8)

1.一种埋置式检测混凝土内部钢筋腐蚀状态的装置，其特征是，埋置式检测混凝土内部钢筋腐蚀状态的装置由检测探头(1)、导线(2)、穿线埋管(3)、检测分析仪(4)组成的；其中，检测探头(1)由工作电极(11)、参比电极(12)、辅助电极(13)和绝缘粘胶(14)组成的；工作电极(11)固结在混凝土内横向钢筋(5)或混凝土内纵向钢筋(6)附近，工作电极(11)与参比电极(12)和参比电极(12)与辅助电极(13)之间通过绝缘粘胶(14)粘接成整体，埋设在混凝土构件(7)中；工作电极(11)、参比电极(12)、辅助电极(13)通过导线(2)分别与检测分析仪(4)联通；导线(2)穿过埋在构件混凝土中的穿线埋管(3)将工作电极(11)、参比电极(12)、辅助电极(13)与检测分析仪(4)连成整体。
2.根据权利要求1所述的一种埋置式检测混凝土内部钢筋腐蚀状态的装置，其特征是，工作电极(11)是用以贴近被检测钢筋的短柱状部件，一端有连接导线的耳孔，并通过耳孔与导线(2)连通；短柱与参比电极(12)接触部位通过绝缘粘胶(14)与参比电极(12)贴接。
3.根据权利要求1所述的一种埋置式检测混凝土内部钢筋腐蚀状态的装置，其特征是，参比电极(12)是截面为弧形的片状部件，一端有连接导线的耳孔，并通过耳孔与导线(2)连通；参比电极(12)的内弧面朝工作电极(11)，外弧面朝辅助电极(13)，全长通过绝缘粘胶(14)内贴在工作电极(11)的中间部位，外贴在辅助电极(13)的下表面。
4.根据权利要求1所述的一种埋置式检测混凝土内部钢筋腐蚀状态的装置，其特征是，辅助电极(13)是板状部件，一端有连接导线的耳孔，并通过耳孔与导线(2)连通；辅助电极(13)通过绝缘粘胶(14)全长粘贴在参比电极(12)的外弧面上。
5.根据权利要求1所述的一种埋置式检测混凝土内部钢筋腐蚀状态的装置，其特征是，导线(2)是将探头各电极的感应状态传输给检测分析仪(4)的连线，一端连接探头的各电极，另一端连接检测分析仪(4)。
6.根据权利要求1所述的一种埋置式检测混凝土内部钢筋腐蚀状态的装置，其特征是，穿线埋管(3)是保护、约束埋设在混凝土内的导线(2)的走向，将导线(2)由混凝土内部引入到混凝土外部的设施，穿线埋管(3)除一端露在混凝土外部，埋设在混凝土构件(7)中。
7.根据权利要求1所述的一种埋置式检测混凝土内部钢筋腐蚀状态的装置及检测方法，其特征是，检测分析仪(4)是将埋入在混凝土中的工作电极(11)、参比电极(12)、辅助电极(13)传递来的数据进行分析、加工、显示的设施，工作时，设置在混凝土构件(7)的表面，从穿线埋管(3)中引出的导线(2)的附近，与导线(2)的外出端相连。
8.依据权利要求1-7所述的一种埋置式检测混凝土内部钢筋腐蚀状态的检测方法，其特征是，钢筋安装验收合格后，在待测的混凝土内横向钢筋(5)或混凝土内纵向钢筋(6)附近埋设检测探头(1)与穿线埋管(3)，将导线的一端分别与探头的各电极的耳孔连接，导线通过穿线埋管(3)到达混凝土构件表面，检测时连接检测分析仪进行电位检测。
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