鋼筋混凝土結構的氯離子濃度檢測裝置及其無損檢測方法
【專利摘要】本發明公開了一種鋼筋混凝土結構的氯離子濃度檢測裝置及其無損檢測方法，裝置包括檢測單體和直流電源，每個檢測單體內設有不銹鋼板(3)，檢測單體的蓋板(2)、防水保護罩(1)與鋼筋混凝土結構(4)的表面形成封閉的空腔，該空腔內注滿電解質溶液，不銹鋼板(3)也位于該空腔內；直流電源的負極經導線與鋼筋混凝土結構(4)的鋼筋(4.1)連接，直流電源的正極經導線與每個檢測單體的不銹鋼板(3)連接；該方法的關鍵在于：不同時間點的氯離子濃度對應得出鋼筋混凝土結構(4)不同深度的氯離子濃度。該裝置及方法能有效檢測鋼筋混凝土結構(4)的不同深度的氯離子濃度且檢測過程方便又不會造成結構性破壞。
【專利說明】鋼筋混凝土結構的氯離子濃度檢測裝置及其無損檢測方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及沿海鋼筋混凝土耐久檢測領域，具體講是一種鋼筋混凝土結構如橋梁的橋墩、承臺或碼頭等的氯離子濃度檢測裝置及其無損檢測方法。
【背景技術】
[0002]沿海鋼筋混凝土結構處于海水及海洋氣候等惡劣的腐蝕環境中，存在大量對鋼筋有腐蝕性的氯離子，因此其工程壽命能否達到人們設計時所期望的百年要求，是一個相當嚴峻的問題。不僅中國如此，世界范圍內，由于混凝土結構耐久性不足，每年都會造成巨大的經濟損失。
[0003]氯離子滲透進混凝土的過程是從表層向內逐漸滲透的，當氯離子滲透到鋼筋混凝土結構的鋼筋所在的內層并達到氯離子臨界濃度時就會腐蝕鋼筋，為解決鋼筋混凝土結構的耐久性問題，必須根據先測得鋼筋混凝土結構不同深度的氯離子濃度，并對各深度的氯離子濃度的分布狀況進行分析，從而判斷是否需要進行除氯處理。因為除氯裝置體積和自重均較大，裝配繁瑣，故在不需要除氯時除氯則費時費力，而當氯離子濃度接近臨界值才除氯則可能為時已晚。所以，如何精確檢測到鋼筋混凝土結構的不同深度的氯離子濃度，為判斷是否需要除氯提供依據，是解決混凝土結構耐久性問題的關鍵和前提。
[0004]現有技術的鋼筋混凝土結構的氯離子濃度的檢測方法是，從鋼筋混凝土結構表面向內鉆孔，然后檢測鉆得的粉末的氯離子濃度。該檢測方法的弊端是顯而易見的，首先，檢測過程必須先鉆孔，勞動強度大、費時費力、非常不方便；而且，關鍵是鉆孔式的檢測方式會對其造成結構性破壞和損傷。
【發明內容】
[0005]本發明要解決的一個技術問題是，提供一種能有效檢測鋼筋混凝土結構的不同深度的氯離子濃度且檢測過程方便又不會造成結構性破壞的鋼筋混凝土結構的氯離子濃度檢測裝置。
[0006]本發明的一種技術解決方案是，提供一種鋼筋混凝土結構的氯離子濃度檢測裝置，它包括檢測單體和直流電源，每個檢測單體包括一個兩端開口的防水保護罩和一塊蓋板，蓋板的內表面可拆式連接有一塊不銹鋼板，防水保護罩的內端開口的邊緣由防水密封膠粘接在鋼筋混凝土結構的表面，蓋板可拆式連接在防水保護罩外端的開口處且蓋板與防水保護罩外端開口處密封，防水保護罩設有進液口和出液口，進液口和出液口均設有塞子，蓋板、防水保護罩與鋼筋混凝土結構的表面形成封閉的空腔，該空腔內注滿電解質溶液，不銹鋼板也位于該空腔內；直流電源的負極經導線與鋼筋混凝土結構的鋼筋連接，直流電源的正極經導線與每個檢測單體的不銹鋼板連接。
[0007]本發明要解決的另一個技術問題是，提供一種能有效檢測鋼筋混凝土結構的不同深度的氯離子濃度且檢測過程方便又不會造成結構性破壞的鋼筋混凝土結構的氯離子濃度的無損檢測方法。
[0008]本發明的一種技術解決方案是，提供一種鋼筋混凝土結構的氯離子濃度的無損檢測方法，其步驟包括:
[0009]a、將檢測單體安裝在鋼筋混凝土結構表面并注滿電解質溶液；
[0010]b、間隔一個檢測時間段后，從檢測單體的出液口將電解質溶液導出，且將檢測單體的蓋板拆開更換新的不銹鋼板并注入新的電解質溶液，檢測該步驟中導出的電解質溶液中的氯離子濃度，該濃度就是鋼筋混凝土結構最外層的氯離子濃度；
[0011]c、再間隔同樣的一個檢測時間段后，從檢測單體的出液口將電解質溶液導出，且將檢測單體的蓋板拆開更換新的不銹鋼板并注入新的電解質溶液，檢測該步驟中導出的電解質溶液中的氯離子濃度，該濃度就是鋼筋混凝土結構的次外層的氯離子濃度；
[0012]d、又再間隔同樣的一個檢測時間段后，從檢測單體的出液口將電解質溶液導出，并檢測導出的電解質溶液中的氯離子濃度，該濃度就是鋼筋混凝土結構的內層的氯離子濃度。
[0013]該檢測方法的原理為:當不銹鋼板與直流電源正極連通且鋼筋混凝土結構的鋼筋與直流電源的負極連通，這樣，不銹鋼板和鋼筋之間產生電勢差，使得鋼筋混凝土中帶負電的氯離子向正極移動，從混凝土中進入到防水保護罩空腔的電解質溶液內。同樣，氯離子的迀移也是受空間限制的，最外層的氯離子肯定最早迀移到電解質溶液內，而次外層的氯離子要晚一點迀移，內層也就是鋼筋所在的位置的氯離子會最晚迀移到電解質溶液內，即利用時間換空間的理念，不同時間點的氯離子濃度對應了鋼筋混凝土結構不同深度的氯離子濃度，從在不鉆孔對混凝土結構進行破壞的前提下精確測量出鋼筋混凝土結構不同深度的氯離子濃度尤其是得出內層的氯離子濃度，從而為后續判斷是否需要除氯提供數據支持和依據，進而提高鋼筋混凝土結構的耐久性。
[0014]本發明鋼筋混凝土結構的氯離子濃度檢測裝置及無損檢測方法與現有技術相比，具有以下優點:
[0015]首先，檢測過程方便，無需鉆孔，大幅度降低勞動強度，便于操作；而且，對鋼筋混凝土結構本身不會造成破壞和損傷；本發明技術方案存在幾個技術上的亮點，利用時間換空間的理念，四兩撥千斤的解決了必須鉆孔才能測量的技術難題，而且，每次檢測時不銹鋼板均能夠拆開更換，防止不銹鋼板在檢測過程中不斷被腐蝕變薄，確保了檢測的精準度。而且，該檢測單體的體積小，檢測單體的寬度即防水保護罩的頂板的長度等于鋼筋混凝土結構的鋼筋的直徑，這樣，不銹鋼和鋼筋之間形成的電場范圍小，裝置周圍的氯離子不會進入裝置內，提高了測量精度。
[0016]作為改進，防水保護罩為由頂板、底板和兩側板構成的一體式的方框套，底板上設有上大下小的下錐度孔，下錐度孔與出液口上端連通，頂板上設有上小下大的上錐度孔，上錐度孔與進液口下端連通，該結構制造、裝配均方便，裝配后牢固性好，而且下錐度孔的設計能確保電解質溶液完全排干凈，確保檢測結果的精確性，上錐度孔則能保證電解質溶液能填滿檢測單體。
[0017]作為還改進，防水保護罩的內端開口處設有一圈卷邊，這樣，能增大防水保護罩與鋼筋混凝土結構的表面的粘接面積，使其安裝更牢固，防水效果更理想。
[0018]作為又改進，鋼筋混凝土結構上鉆有從表面延伸到鋼筋的第一導線孔，與直流電源負極連接的導線的自由端設有一個磁鐵端頭，該磁鐵端頭與鋼筋混凝土結構的鋼筋吸附，第一導線孔內注滿防水密封膠，這樣，將導線自由端塞入第一導線孔，導線上的磁鐵端頭會自動吸附住鋼筋，實現直流電源和鋼筋的導電，該安裝過程方便簡單。
[0019]作為進一步改進，蓋板上貫通一個第二導線孔，與直流電源正極連通的導線穿過第二導線孔與不銹鋼板連通，第二導線孔內注滿防水密封膠，這樣，第二導線的端頭就位于蓋板的內表面，每次只要將新的不銹鋼板安裝固定在蓋板的內表面，就自然完成了第二導線與不銹鋼板的連通。
[0020]作為又進一步改進，它包括多個檢測單體，多個檢測單體排成一列，這樣，鋼筋混凝土結構的水位變動區受到潮汐影響，鋼筋混凝土結構的不同高度的氯離子濃度是不同的，而排成一列的多個檢測單體能很方便的針對不同高度的氯離子濃度進行檢測，進而有效的檢測出位于水位變動區的混凝土的氯離子濃度分布狀況，而且上述多個檢測單體的全部與鋼筋連接的負極導線共用一個第一導線孔，故僅需要鉆去一個很小的第一導線孔即可，相比現有技術需要在每個高度鉆去一個測量孔，本發明技術方案明顯的方便快捷省力。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1是本發明鋼筋混凝土結構的氯離子濃度檢測裝置的一個檢測單體安裝在鋼筋混凝土結構上的側剖視結構示意圖。
[0022]圖2是本發明鋼筋混凝土結構的氯離子濃度檢測裝置的一列多個檢測單體安裝在鋼筋混凝土結構上的正視結構示意圖。
[0023]圖中所示1、防水保護罩，1.1、頂板，1.2、底板，1.3、側板，1.4、卷邊，2、蓋板，2.1、第二導線孔，3、不銹鋼板，4、鋼筋混凝土結構，4.1、鋼筋，4.2、第一導線孔，4.3、最外層，4.4、次外層，4.5、內層，5、進液口，6、出液口，7、下錐度孔，8、上錐度孔，9、磁鐵端頭。
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明。
[0025]如圖1、圖2所示，本發明鋼筋混凝土結構的氯離子濃度檢測裝置，它包括多個檢測單體和直流電源，其中每個檢測單體對應一個直流電源。多個如三個檢測單體排成一列，從高往低分布在鋼筋混凝土結構4的表面的水位變動區。
[0026]每個檢測單體包括一個兩端開口的防水保護罩I和一塊蓋板2。防水保護罩I為由頂板1.1、底板1.2和兩側板1.3構成的一體式的方框套。蓋板2的內表面可拆式連接如螺接有一塊不銹鋼板3。防水保護罩I的內端開口處設有一圈卷邊1.4，卷邊1.4由防水密封膠粘接在鋼筋混凝土結構4的表面。防水保護罩I的底板1.2上設有出液口 6和上大下小的下錐度孔7，下錐度孔7與出液口 6上端連通；防水保護罩I的頂板1.1上設有進液口5和上小下大的上錐度孔8，上錐度孔8與進液口 5下端連通。進液口 5和出液口 6均設有塞子，進液口 5和出液口 6的開閉均是通過對應的塞子實現的。蓋板2可拆式連接在防水保護罩I外端的開口處且蓋板2與防水保護罩I外端開口處密封，具體的說，蓋板2內表面還固定由一圈密封圈，蓋板2與防水保護罩I外端的開口螺接固定。蓋板2、防水保護罩I與鋼筋混凝土結構4的表面形成封閉的空腔，該空腔內注滿電解質溶液，不銹鋼板3也位于該空腔內。直流電源的負極經導線與鋼筋混凝土結構4的鋼筋4.1連接，即鋼筋混凝土結構4上鉆有從表面延伸到鋼筋4.1的第一導線孔4.2，與直流電源負極連接的導線的自由端設有一個磁鐵端頭9，該磁鐵端頭9與鋼筋混凝土結構4的鋼筋4.1吸附，第一導線孔4.2與該導線之間的間隙內注滿防水密封膠。直流電源的正極經導線與每個檢測單體的不銹鋼板3連接，即蓋板2上貫通一個第二導線孔2.1，與直流電源正極連通的導線穿過第二導線孔2.1與不銹鋼板3連通，第二導線孔2.1與該導線之間的間隙內注滿防水密封膠。
[0027]本發明鋼筋混凝土結構的氯離子濃度的無損檢測方法，其步驟如下。
[0028]a、將檢測單體安裝在鋼筋混凝土結構4表面并注滿電解質溶液；具體的說，將防水保護罩I的內開口處與鋼筋混凝土結構4表面粘結，將不銹鋼板3螺接在蓋板2內表面且使得不銹鋼板3和與直流電源正極連接的導線連通，將蓋板2與防水保護罩I外端的開口處螺接密封，并經進液口 5注入電解質溶液，將直流電源負極與鋼筋混凝土結構4的鋼筋4.1連通。
[0029]b、間隔一個檢測時間段后，如每個檢測時間段為24小時，即24小時后，從檢測單體的出液口 6將電解質溶液導出，且將檢測單體的蓋板2拆開更換新的不銹鋼板3并注入新的電解質溶液，檢測該步驟中導出的電解質溶液中的氯離子濃度，該濃度就是鋼筋混凝土結構4最外層4.3的氯離子濃度。
[0030]C、再間隔同樣的一個檢測時間段后，如48小時后，從檢測單體的出液口 6將電解質溶液導出，且將檢測單體的蓋板2拆開更換新的不銹鋼板3并注入新的電解質溶液，檢測該步驟中導出的電解質溶液中的氯離子濃度，該濃度就是鋼筋混凝土結構4的次外層4.4的氯離子濃度。
[0031]d、又再間隔同樣的一個檢測時間段后，如72小時后，從檢測單體的出液口 6將電解質溶液導出，并檢測導出的電解質溶液中的氯離子濃度，該濃度就是鋼筋混凝土結構4的內層4.5的氯離子濃度。
[0032]鋼筋混凝土結構4的最外層4.3、次外層4.4和內層4.5的厚度均相同，鋼筋混凝土結構4的表面與鋼筋4.1的距離為d，則上述三層的厚度均為厚度d的三分之一。
【權利要求】
1.一種鋼筋混凝土結構的氯離子濃度檢測裝置，其特征在于:它包括檢測單體和直流電源，每個檢測單體包括一個兩端開口的防水保護罩(I)和一塊蓋板(2)，蓋板(2)的內表面可拆式連接有一塊不銹鋼板(3)，防水保護罩(I)的內端開口的邊緣由防水密封膠粘接在鋼筋混凝土結構(4)的表面，蓋板(2)可拆式連接在防水保護罩(I)外端的開口處且蓋板⑵與防水保護罩⑴外端開口處密封，防水保護罩⑴設有進液口(5)和出液口(6)，進液口(5)和出液口(6)均設有塞子，蓋板(2)、防水保護罩(I)與鋼筋混凝土結構(4)的表面形成封閉的空腔，該空腔內注滿電解質溶液，不銹鋼板(3)也位于該空腔內；直流電源的負極經導線與鋼筋混凝土結構(4)的鋼筋(4.1)連接，直流電源的正極經導線與每個檢測單體的不銹鋼板(3)連接。
2.根據權利要求1所述的鋼筋混凝土結構的氯離子濃度檢測裝置，其特征在于:防水保護罩⑴為由頂板(1.D、底板(1.2)和兩側板(1.3)構成的一體式的方框套，底板(1.2)上設有上大下小的下錐度孔(7)，下錐度孔(7)與出液口(6)上端連通，頂板(1.1)上設有上小下大的上錐度孔(8)，上錐度孔(8)與進液口(5)下端連通。
3.根據權利要求1所述的鋼筋混凝土結構的氯離子濃度檢測裝置，其特征在于:防水保護罩(I)的內端開口處設有一圈卷邊(1.4)。
4.根據權利要求1所述的鋼筋混凝土結構的氯離子濃度檢測裝置，其特征在于:鋼筋混凝土結構(4)上鉆有從表面延伸到鋼筋(4.1)的第一導線孔(4.2)，與直流電源負極連接的導線的自由端設有一個磁鐵端頭(9)，該磁鐵端頭(9)與鋼筋混凝土結構(4)的鋼筋(4.1)吸附，第一導線孔(4.2)內注滿防水密封膠。
5.根據權利要求1所述的鋼筋混凝土結構的氯離子濃度檢測裝置，其特征在于:蓋板(2)上貫通一個第二導線孔(2.1)，與直流電源正極連通的導線穿過第二導線孔(2.1)與不銹鋼板(3)連通，第二導線孔(2.1)內注滿防水密封膠。
6.根據權利要求1所述的鋼筋混凝土結構的氯離子濃度檢測裝置，其特征在于:它包括多個檢測單體，多個檢測單體排成一列。
7.一種鋼筋混凝土結構的氯離子濃度的無損檢測方法，其特征在于，其步驟包括: a、將檢測單體安裝在鋼筋混凝土結構(4)表面并注滿電解質溶液； b、間隔一個檢測時間段后，從檢測單體的出液口(6)將電解質溶液導出，且將檢測單體的蓋板(2)拆開更換新的不銹鋼板(3)并注入新的電解質溶液，檢測該步驟中導出的電解質溶液中的氯離子濃度，該濃度就是鋼筋混凝土結構(4)最外層(4.3)的氯離子濃度； c、再間隔同樣的一個檢測時間段后，從檢測單體的出液口(6)將電解質溶液導出，且將檢測單體的蓋板(2)拆開更換新的不銹鋼板(3)并注入新的電解質溶液，檢測該步驟中導出的電解質溶液中的氯離子濃度，該濃度就是鋼筋混凝土結構(4)的次外層(4.4)的氯離子濃度； d、又再間隔同樣的一個檢測時間段后，從檢測單體的出液口(6)將電解質溶液導出，并檢測導出的電解質溶液中的氯離子濃度，該濃度就是鋼筋混凝土結構(4)的內層(4.5)的氯離子濃度。
【文檔編號】G01N33/38GK104459093SQ201410828118
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月26日 優先權日:2014年12月26日
【發明者】毛江鴻, 崔磊, 金偉良, 徐亦冬, 俞凱奇, 夏晉, 許晨 申請人:浙江大學寧波理工學院