混凝土中栓釘或鋼筋腐蝕主動控制裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種金屬腐蝕主動控制裝置，尤其涉及一種混凝土中栓釘或鋼筋腐蝕適時主動控制裝置，屬于土木工程技術領域。
【背景技術】
[0002]混凝土結構中鋼筋腐蝕的防護方法可以分為主動處理方法與被動處理方法。其中所述主動處理方法是指在新建混凝土結構中安裝外加電流或犧牲陽極的陰極防護系統，除此之外的其他防護措施都可歸為被動處理方法。
[0003]現有的陰極防護或保護系統通常是基于鋼筋的腐蝕電位大小來實施控制的，即當鋼筋的電位到達某一腐蝕電位或控制電位時，電化學陰極保護系統才得以啟動，而此時的鋼筋通常已經發生了腐蝕，產生了一定損傷，通常需提供較大的保護電流才有可以阻止其進一步腐蝕。在鋼筋初始完好時就持續地對鋼筋實施小的陰極保護電流的技術被稱為是陰極“防護”技術，不過，所施加的防護電流密度通常也不小于幾μ A/cm2,故對鋼筋過早地實施陰極防護，不僅顯著增加經濟成本，持續的電流累積還會對混凝土的成長產生一定危害。因此，無論是當前的陰極保護技術，還是防護技術均存在明顯的不足，需要更新的思想和技術。
[0004]有害離子(如氯離子)向混凝土中滲入是危害鋼筋化學穩定的重要因素。但若所述有害離子僅僅是進入到混凝土中，而沒有到達鋼筋的表面，即使所述有害離子在混凝土中具有較高的濃度也不會誘發鋼筋腐蝕。現有技術中有一種較為先進的處理混凝土中氯離子污染的技術是電除鹽技術，該技術的原理是利用電場作用下的離子電迀移，將氯離子從混凝土中驅離出去。然而該項技術本質上仍然是一種被動處理技術，且需要對鋼筋施加很大的驅動電流，其電流密度通常高達幾十μ A/cm2。此技術對中低強度混凝土(通常小于C60)中的氯離子去除十分有效，但該技術對鋼筋/混凝土界面的物理損傷一直備受質疑。
[0005]混凝土中栓釘的腐蝕和防護現在還沒引起人們的足夠重視，迄今為止還沒有有效的電化學保護或腐蝕修補案例。從原理上講，混凝土中鋼筋的防護技術也可用于栓釘的防護，只是在具體工藝上應當與鋼筋的電化學防護有所區別。
[0006]由此可見，上述的現有保護手段均存在一定弊端，現有技術中，還沒有一種可以對混凝土中的栓釘或鋼筋進行適時的主動防護的裝置。
【實用新型內容】
[0007]有鑒于此，確有必要提供一種能夠對混凝土中的栓釘或鋼筋進行適時主動防護的
目.ο
[0008]—種混凝土中栓釘或鋼筋腐蝕主動控制裝置，用于混凝土中栓釘或鋼筋的腐蝕控制，所述混凝土中栓釘或鋼筋腐蝕主動控制裝置包括:滲透傳感器、供電裝置以及嵌入式控制裝置；所述滲透傳感器用于監測外界腐蝕介質滲入的深度，并與所述嵌入式控制裝置進行通訊；所述供電裝置用于對被保護對象施加保護電流，所述供電裝置包括至少一個正極與至少一個負極，所述正極預先埋入混凝土中或后裝在混凝土表層，所述負極與被保護對象電連接；所述嵌入式控制裝置接收所述滲透傳感器獲得的監測信號，并根據預裝模型控制所述供電裝置輸出的保護電流的大小、頻率及加電時長。
[0009]所述滲透傳感器為測量不同深度下混凝土電阻的電阻探針。
[0010]所述滲透傳感器為測量不同深度下有害離子濃度的離子濃度探針。
[0011 ] 所述有害離子為氯離子或硫酸根離子。
[0012]所述滲透傳感器包括多個氯離子濃度探針，用于監測混凝土中不同深度下氯離子的濃度，該多個氯離子濃度探針垂直于所述混凝土的外表面排列，與該混凝土外表面的距離依次增加。
[0013]所述多個氯離子濃度探針的監測深度梯度為3mm?5mm。
[0014]所述嵌入式控制裝置包括:滲透監測模塊與負電流控電模塊；所述滲透監測模塊接收所述滲透傳感器獲得的監測信號，并根據該監測信號以及預裝模型計算所述供電裝置需要施加的電流的大小與頻率；所述負電流控電模塊控制所述供電裝置輸出電流。
[0015]所述嵌入式控制裝置進一步包括:通訊模塊，用于與上位機進行通訊、數據傳輸以及系統更新。
[0016]所述正極為鈦網，埋設在所述混凝土中，所述鈦網的埋設位置靠近被保護對象的底部。
[0017]所述保護電流為脈沖直流負電流。
[0018]與現有技術相比，本實用新型所提供的混凝土中栓釘或鋼筋腐蝕主動控制裝置是基于腐蝕介質滲入限制深度來對混凝土中的栓釘或鋼筋進行適時主動的、脈沖式防護的，它不僅能有效地避免所述栓釘或鋼筋發生腐蝕，而且運行功耗大大降低，在顯著降低混凝土結構維護成本的同時，還能顯著降低對所保護對象的負作用風險。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型提供的用于鋼筋的腐蝕主動控制裝置示意圖。
[0020]圖2為本實用新型提供的用于栓釘的腐蝕主動控制裝置示意圖。
[0021]圖3是本實用新型提供的腐蝕主動控制裝置用于撒除冰鹽的鋼-混凝土組合結構橋梁中栓釘的腐蝕控制。
[0022]圖4是本實用新型提供的腐蝕主動控制裝置用于海上大橋下部潮差區/浪濺區的混凝土結構中的鋼筋的腐蝕控制。
[0023]主要元件符號說明
[0024]腐蝕主動控制裝置100
[0025]滲透傳感器10
[0026]供電裝置20
[0027]正極21
[0028]負極22
[0029]嵌入式控制裝置 30
[0030]滲透監測模塊 31
[0031]負電流控電模塊 32
[0032]通訊模塊33
[0033]瀝青混凝土51
[0034]混凝土52
[0035]栓釘53
[0036]鋼梁54
[0037]鋼筋57
[0038]如下【具體實施方式】將結合上述附圖進一步說明本實用新型。
【具體實施方式】
[0039]下面將結合附圖及具體實施例對本實用新型提供的腐蝕主動控制裝置作進一步的詳細說明。
[0040]請一并參見圖1與圖2，本實用新型實施例提供一種腐蝕主動控制裝置100，用于混凝土中栓釘53或鋼筋57的腐蝕控制，所述腐蝕主動控制裝置100包括:滲透傳感器10、供電裝置20以及嵌入式控制裝置30。所述滲透傳感器10用于監測外界腐蝕介質滲入深度，所述滲透傳感器10與所述嵌入式控制裝置30之間通過有線或無線方式進行通訊。所述供電裝置20用于對被保護對象施加保護電流，所述供電裝置20與所述嵌入式控制裝置30之間通過有線或無線方式進行通訊，所述供電裝置20包括至少一個正極21與至少一個負極22，所述負極22與被保護的對象電連接。所述嵌入式控制裝置30接收所述滲透傳感器10獲得的監測信號，并根據預裝模型控制所述供電裝置20輸出的保護電流。
[0041]所述滲透傳感器10可以是測量不同深度下混凝土電阻的探針，也可以是測量不同深度下有害離子濃度的探針。所述有害離子可以為氯離子、硫酸根離子等。
[0042]所述供電裝置20為直流電流供電裝置，用于對被保護的對象施加保護電流，其輸出的電流大小、頻率及加電時長由所述嵌入式控制裝置30調控，所述保護電流通常為脈沖直流負電流。所述供電裝置20的正極21與負極22相互絕緣，所述正極21可預先埋入混凝土 52中或后裝在混凝土 52表層，所述負極22與被保護的對象電連接。
[0043]所述嵌入式控制裝置30接收來自滲透傳感器10獲得的監測信號，并根據所述監測信號以及預裝模型控制供電裝置20輸出電流。所述嵌入式控制裝置30包括:滲透監測模塊31與負電流控電模塊32。所述滲透監測模塊31接收來自滲透傳感器10獲得的監測信號，并根據所述監測信號以及預裝模型計算供電裝置20需要施加的保護電流的大小、頻率及加電時長。所述負電流控電模塊32控制供電裝置20輸出保護電流。所述嵌入式控制裝置30還可以進一個包括一個通訊模塊33，用于與上位機進行通訊、數據傳輸以及系統更新。所述通訊模塊33可以采用有線通訊方式，也可以采用無線通訊方式。
[0044]外界腐蝕介質由混凝土的外表面向混凝土的內部滲透，上述滲透過程會導致所述混凝土中有害離子濃度的升高或所述混凝土電阻的改變。所述滲透傳感器10可以監測距混凝土表面不同位置處的混凝土電阻或有害離子濃度的變化。當所述滲透傳感器10監測到外界腐蝕介質滲入到混凝土內部的預控深度位置時，所述供電裝置20對被保護對象施加保護電流。所述預控深度位置可以為被保護對象靠近外界腐蝕介質一側的表面，或距離該表面一定深度的位置。所述保護電流的大小、頻率及加電時長由所述嵌入式控制裝置30中的預設模型決定，當所述外界腐蝕介質停止滲入，所述供電裝置20停止輸出保護電流或維持很低的保護電流供給。
[0045]所述供電裝置20輸出的保護電流的大小可隨有害離子濃度的變化而動態改變，即有害離子濃度增大時所述保護電流也隨之動態增大，有害離子濃度減小時所述保護電流也隨之動態減小。所述保護電流可根據實際要求、被保護結構的特點而進行調整。所述保護電流通常為脈沖直流負電流。本實施例中所述供