CN208795633U - 一种后置式海工结构混凝土中钢筋腐蚀监测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及后置式混凝土中钢筋腐蚀预警监测及钢筋锈胀应力监测，属于监测技术领域。本实用新型钢筋腐蚀传感器安装在混凝土表面和钢筋骨架之间的混凝土保护层中，包括钢筋腐蚀预警传感器、钢筋锈胀应力传感器、数据线和数据采集仪。所述的钢筋腐蚀预警传感器、钢筋锈胀应力传感器分别通过数据线与数据采集仪连接。所述的钢筋锈蚀传感器及钢筋锈胀应力传感器安装在混凝土表面和钢筋之间的混凝土保护层中，所述的数据线与数据采集仪电性连接，采集仪的输出端与客户端电性连接。其能够针对地处海域环境的桥下结构腐蚀情况进行预警和混凝土锈胀开裂过程。本实用新型测试结果精度高，可靠性强，信息量大，可实现钢筋锈蚀的连续测试，实现了在混凝土结构中的钢筋在真正腐蚀之前及时地做出报警，并实现了对普通混凝土结构中钢筋起锈及锈蚀过程的长期、实时在线监控，进而采取相应的加固补救措施，以免结构体的破坏，降低维修成本。对今后在腐蚀环境中桥梁设计和施工具有较强的指导和借鉴意义。
Description
技术领域
本实用新型属于沿海混凝土结构健康监控技术领域，具体是一种后置式海工结构混凝土中钢筋腐蚀监测系统。
背景技术
桥梁、隧道、码头等基础设施工程的混凝土结构耐久性，是当前亟待采取措施应对的重大问题。自上世纪70年代以来，逐渐发现的一些钢筋混凝土结构早期破坏的问题，引起了人们对混凝土耐久性研究的重视。如我国浙江宁波港的在役混凝土码头，其10万吨级矿石中转码头，是当时的全优工程，但使用不足11年，桩帽、水平撑就普遍开始顺筋胀裂，某些部位厚度4-5cm的保护层内水溶性氯离子含量就已达0.8％左右。随着我国经济的发展，在我国沿海地区正进行着历史上最大规模的基础设施建设，而这些大型海工混凝土建筑耐久性能否过关，工程寿命是否能达到要求，是摆在我们面前的难题所在。为了实现在强腐蚀环境且难以观察检测的地方的混凝土结构中钢筋在腐蚀真正开始之前及时地做出报警，有必要提出沿海地区钢筋混凝土结构健康监测方法。
目前，急需一种监测精度更高、更可靠的认知混凝土内部纲筋锈蚀状态的监测系统，既可定性又定量分析钢筋的锈蚀时间、锈蚀程度、混凝土锈胀开裂过程，本实用新型研发一种全面检测不同混凝土深度下结构腐蚀的发生和发展过程，更加全面反映钢筋混凝土工程结构安全状况。
发明内容
针对上述现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种结构简单，设计合理、使用方便的后置式海工结构混凝土中钢筋腐蚀监测系统，其能够针对地处海域环境的钢筋混凝土结构腐蚀情况进行预测，以全面检测不同混凝土深度下结构腐蚀的发生和发展过程，更加全面反映钢筋混凝土工程结构安全状况。对今后在腐蚀环境中修建海洋工程设计和施工具有较强的指导和借鉴意义。
为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：
一种后置式海工结构混凝土中钢筋腐蚀监测系统。监测系统包括钢筋腐蚀预警传感器、钢筋锈胀应力传感器、数据线和数据采集仪；钢筋腐蚀预警传感器、钢筋锈胀应力传感器分别通过数据线与数据采集仪连接。钢筋锈蚀传感器及钢筋锈胀应力传感器安装在混凝土表面和钢筋之间的混凝土保护层中，数据线与数据采集仪电性连接，采集仪的输出端与客户端电性连接。
进一步，所述的海工结构混凝土保护层内部设有数个钢筋锈蚀传感器，数个钢筋锈蚀传感器之间通过数据线与数据采集仪并联。
进一步，所述的一种后置式海工结构混凝土中钢筋腐蚀监测系统，其特征在于：所述的钢筋锈蚀传感器包括钢筋腐蚀预警传感器和钢筋锈胀应力传感器，钢筋腐蚀预警传感器和钢筋锈胀应力传感器沿轴向平行安装在不锈钢套管中，钢筋腐蚀预警传感器和钢筋锈胀应力传感器之间填充绝缘密封层。
进一步，所述的钢筋腐蚀预警传感器包括多根钢筋电极和MnO2参比电极。多根钢筋电极和MnO2参比电极沿轴向间隔设于金属套管中，多根钢筋电极和MnO2参比电极下端均分别设置外引导线，多根钢筋电极和MnO2参比电极相互之间及与金属套管之间设有绝缘密封层；多根钢筋电极的下端齐平，而上端呈阶梯式排布。
进一步，所述的钢筋锈胀应力传感器包括螺纹钢筋和电阻应变计，其中螺纹钢筋设置在金属套管正中央，电阻应变计设在不锈钢套管外表面，电阻应变计与绝缘导线连接。
进一步，所述电阻应变计采用箔式电阻应变计。电阻应变计的沿不锈钢圆环柱周长布置。
进一步，所述孔内剩余空间填充新拌低电阻混凝土，并覆盖测量头的表面。
一种后置式海工结构混凝土中钢筋腐蚀监测系统，施工方法包括以下步骤：
步骤1、数据线与钢筋腐蚀传感器连接；
步骤2、在混凝土结构保护层钻孔，将钢筋腐蚀传感器安装在钻孔内；
步骤3、填充的新拌合的低电阻混凝土；
步骤4、安装数据采集仪；
步骤5、数据采集、分析，即通过在混凝土结构保护层里后置钢筋腐蚀传感器，通过数据线把钢筋腐蚀传感器和数据采集仪连接起来，随着钢筋的锈蚀，钢筋锈蚀传感器把接收到的信号通过数据线传到数据采集仪，再对数据进行分析、研究，确定钢筋锈蚀过程及结构安全程度。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：
图1为本实用新型的系统框图；
图2为本实用新型的横向结构示意图；
图3为本实用新型的纵向结构示意图；
图4为本实用新型的监测装置在混凝土中的安装图；
附图标记中：1-钢筋混凝土结构保护层；2-不锈钢套管；3-螺纹钢筋；4-钢筋电极；5-电阻应变计；6-数据线；7-MnO2参比电极；8-钢筋锈蚀传感器；21-钢筋腐蚀预警传感器；22-钢筋锈胀应力传感器；23-节点；24-数据采集仪。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚、明白，下面结合附图和具体实例，对本实用新型进行进一步说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
本具体实施方式采用的技术方案是：一种后置式海工结构混凝土中钢筋腐蚀监测系统，包含钢筋锈蚀传感器8、数据线6和数据采集仪24；钢筋腐蚀预警传感器21、钢筋锈胀应力传感器22通过数据线6与数据采集仪24并列连接，所述的钢筋锈蚀传感器8埋设在海工结构的保护层1内部。
本具体实施方式的施工方法如下：
1、数据线6与钢筋锈蚀传感器8连接；
2、在混凝土结构保护层钻孔，将钢筋锈蚀传感器8安装在钻孔内；
3、填充的新拌合的低电阻混凝土；
4、安装数据采集仪24；
5、数据采集、分析，即通过在混凝土结构保护层里后置钢筋锈蚀传感器，通过数据线把钢筋锈蚀传感器和数据采集仪连接起来，随着钢筋的锈蚀，钢筋锈蚀传感器把接收到的信号通过数据线传到数据采集仪，再对数据进行分析、研究，确定钢筋锈蚀过程及结构安全程度。
采用上述结构后，本具体实施方式有益效果为：本具体实施方式所述的一种后置式海工结构混凝土中钢筋腐蚀监测系统，其能够针对地处海域环境的钢筋混凝土结构腐蚀情况进行预测，以全面检测不同混凝土深度下结构腐蚀的发生和发展过程，更加全面反映钢筋混凝土工程结构安全状况。对今后在腐蚀环境中修建海洋工程设计和施工具有较强的指导和借鉴意义。
以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本实用新型技术方案的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种后置式海工结构混凝土中钢筋腐蚀监测系统，其特征在于：它包括钢筋腐蚀预警传感器、钢筋锈涨应力传感器、数据线和数据采集仪；所述的钢筋腐蚀预警传感器、钢筋锈涨应力传感器分别通过数据线与数据采集仪连接，所述的钢筋锈蚀传感器及钢筋锈涨应力传感器安装在混凝土表面和钢筋之间的混凝土保护层中，所述的数据线与数据采集仪电性连接，采集仪的输出端与客户端电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种后置式海工结构混凝土中钢筋腐蚀监测系统，其特征在于：所述的海工结构混凝土保护层内部设有数个钢筋锈蚀传感器，数个钢筋锈蚀传感器之间通过数据线与数据采集仪并联。
3.根据权利要求1所述的一种后置式海工结构混凝土中钢筋腐蚀监测系统，其特征在于：所述的钢筋锈蚀传感器包括钢筋腐蚀预警传感器和钢筋锈涨应力传感器，钢筋腐蚀预警传感器和钢筋锈涨应力传感器沿轴向平行安装在不锈钢套管中，钢筋腐蚀预警传感器和钢筋锈涨应力传感器之间填充绝缘密封层。
4.根据权利要求1所述的一种后置式海工结构混凝土中钢筋腐蚀监测系统，其特征在于：所述的钢筋腐蚀预警传感器包括多根钢筋电极和MnO2参比电极；多根钢筋电极和MnO2参比电极沿轴向间隔设于金属套管中，多根钢筋电极和MnO2参比电极下端均分别设置外引导线，多根钢筋电极和MnO2参比电极相互之间及与金属套管之间设有绝缘密封层；多根钢筋电极的下端齐平，而上端呈阶梯式排布。
5.根据权利要求1所述的一种后置式海工结构混凝土中钢筋腐蚀监测系统，其特征在于：所述的钢筋锈涨应力传感器包括螺纹钢筋和电阻应变计，其中螺纹钢筋设置在金属套管正中央，电阻应变计设在不锈钢套管外表面，电阻应变计与绝缘导线连接。
6.根据权利要求5所述的一种后置式海工结构混凝土中钢筋腐蚀监测系统，其特征在于：所述电阻应变计采用箔式电阻应变计；电阻应变计的沿不锈钢圆环柱周长布置。
7.根据权利要求1所述的一种后置式海工结构混凝土中钢筋腐蚀监测系统，其特征在于：所述钢筋锈蚀传感器埋设在混凝土结构保护层的钻孔内，所述钻孔内剩余空间填充新拌低电阻混凝土，并覆盖测量头的表面。
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|---|---|---|---|---|
| CN110346270A (zh) * | 2019-07-10 | 2019-10-18 | 中国科学院金属研究所 | 一种防锈包装保护状态诊断与预警方法 |
| WO2022057230A1 (zh) * | 2020-09-16 | 2022-03-24 | 广西大学 | 一种测定水泥基材料中钢筋脱钝临界氯离子浓度的装置和方法 |
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| CN110346270B (zh) * | 2019-07-10 | 2021-07-23 | 中国科学院金属研究所 | 一种防锈包装保护状态诊断与预警方法 |
| WO2022057230A1 (zh) * | 2020-09-16 | 2022-03-24 | 广西大学 | 一种测定水泥基材料中钢筋脱钝临界氯离子浓度的装置和方法 |
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