專利名稱：一種用于監(jiān)測(cè)混凝土中腐蝕介質(zhì)侵蝕進(jìn)程的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及土木工程健康監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于監(jiān)測(cè)混凝土中腐蝕介質(zhì)侵蝕進(jìn)程的裝置。
背景技術(shù)：
在海洋環(huán)境混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的研究領(lǐng)域，國內(nèi)外雖然從腐蝕機(jī)理、修補(bǔ)、防護(hù)、耐久性設(shè)計(jì)等方面取得了較多的研究成果，但由于混凝土結(jié)構(gòu)耐久性問題的復(fù)雜性，目前的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于結(jié)構(gòu)使用壽命的要求，只能通過混凝土配比、保護(hù)層厚度以及其它構(gòu)造措施等指標(biāo)間接反映。對(duì)于重要的基礎(chǔ)設(shè)施工程，想要達(dá)到100年甚至更久的使用年限，采用什么樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論，直至目前國際上仍未達(dá)成共識(shí)，通常發(fā)達(dá)國家的做法是通過持續(xù)、動(dòng)態(tài)地獲得結(jié)構(gòu)原體耐久性的關(guān)鍵參數(shù)，從而進(jìn)行“耐久性再設(shè)計(jì)”，該做法的實(shí)施前提是如何有效獲得關(guān)鍵參數(shù)的信息反饋。
眾所周知，即使是再完善的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和保護(hù)措施，都不能完全預(yù)見在長達(dá)百年服役期內(nèi)的所有環(huán)境負(fù)荷及其耦合作用。因此，對(duì)于大型基建工程，必須要建立一套完善的混凝土腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以獲得混凝土耐久性下降、強(qiáng)度退化等關(guān)鍵性數(shù)據(jù)，以便于進(jìn)行“耐久性再設(shè)計(jì)”，提前做好防腐措施。對(duì)于難以到達(dá)的結(jié)構(gòu)，如水下基礎(chǔ)、跨海橋梁基礎(chǔ)、海底隧道等，由于鋼筋銹蝕嚴(yán)重，腐蝕監(jiān)測(cè)更是其他檢測(cè)手段無法替代的。綜上，為了提高我國的工程質(zhì)量，建設(shè)百年工程，應(yīng)用腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是非常有意義，也是非常必要的。
在上世紀(jì)80年代末，歐洲開始研發(fā)腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，主要有德國S+R SensorTech公司的梯形陽極混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)埋式腐蝕監(jiān)測(cè)傳感系統(tǒng)(Anode-Ladder-System,如附圖1所示)，和丹麥的FORCE Technology公司的環(huán)形多探頭陽極混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕監(jiān)測(cè)傳感系統(tǒng)(Nagel-System)，這兩個(gè)系統(tǒng)在歐洲及非洲很多大型混凝土結(jié)構(gòu)工程中得到了應(yīng)用。Anode-Ladder-System,主要由陰極和陽極兩部分構(gòu)成，位于陽極梯不同高度處的監(jiān)測(cè)鋼筋構(gòu)成該系統(tǒng)的陽極，陽極梯旁邊的鈦棒為該系統(tǒng)的陰極，其實(shí)質(zhì)相當(dāng)于參比電極。通過觀測(cè)陽極梯不同高度處的監(jiān)測(cè)鋼筋與參比電極(陰極)之間的宏電流變化來判別外部介質(zhì)侵蝕進(jìn)程。宏電流的大小取決于陰陽兩極的電位差值，當(dāng)氯離子達(dá)到監(jiān)測(cè)鋼筋表面引起鋼筋銹蝕，陽極的鋼筋電位(相對(duì)于陰極)降低，陰陽兩極電位差增加，導(dǎo)致陰陽兩極的宏電流增加，當(dāng)電流值超過15uA認(rèn)為監(jiān)測(cè)鋼筋已經(jīng)發(fā)生銹蝕。Nagel-System,設(shè)計(jì)原理與Anode-Ladder-System相同，都是把`傳感器安裝在結(jié)構(gòu)內(nèi)部，根據(jù)不同高度的陽極的脫鈍腐蝕情況來提前預(yù)警鋼筋的腐蝕時(shí)間。
對(duì)于上述的兩種腐蝕監(jiān)測(cè)傳感系統(tǒng)，不同高度的陽極的脫鈍判據(jù)基于電化學(xué)宏電池腐蝕原理。具體而言，在陽極腐蝕過程中，若鈍化區(qū)(陰極)相距活性區(qū)(陽極)之間距離較大，一般會(huì)形成宏觀腐蝕電池，相應(yīng)的等效電路如附圖2所示。如果略去鈍化區(qū)(陰極)鋼筋本體電阻Rt和活性區(qū)(陽極)鋼筋本體電阻Rs，其腐蝕電流則服從閉合回路歐姆定律:
Icorr = (Ea-Ec) / (RB+Ra+Rc)，式中:1。。 為腐蝕電流；Ea、Ec分別為陽極、陰極的平衡電位；RB為混凝土電阻；Ra、R。分別為陽、陰極反應(yīng)電阻。
根據(jù)宏電池腐蝕原理，當(dāng)傳感器中陽極發(fā)生脫鈍轉(zhuǎn)化為活性區(qū)，陽極的平衡電位Ea急劇減小，而陰極鈍化區(qū)平衡電位E?；揪S持不變，導(dǎo)致陰陽兩極電位差顯著增大，若不考慮Rb、Ra和R。的影響，則腐蝕電流(在此表征為腐蝕宏電流)Icorr也將急劇增大。
然而，大量研究表明，當(dāng)混凝土內(nèi)部相對(duì)濕度處于一般或較低水平時(shí)，由于混凝土電阻率較大，電化學(xué)微電池腐蝕占據(jù)主導(dǎo)地位；只有當(dāng)混凝土內(nèi)部相對(duì)濕度很大(大于90% )，混凝土電阻Rb很小時(shí)，宏電池腐蝕才成為主控因素，但過大的內(nèi)部濕度會(huì)導(dǎo)致陽極表面電子聚集引起平衡電位Ea顯著負(fù)移，即使陽極處于鈍化態(tài)，測(cè)試得到的宏電流仍會(huì)顯著增加，表現(xiàn)出已經(jīng)脫鈍的假象。因此，宏電流測(cè)試技術(shù)只適用于一般濕度條件，但要求陰陽極間距很小，否則由于混凝土電阻的影響會(huì)造成測(cè)試得到的宏電流數(shù)值較小，不容易判斷鋼筋腐蝕的情況；特別是對(duì)于水下區(qū)混凝土的腐蝕監(jiān)測(cè)，混凝土內(nèi)部的傳感器陽極處于高濕缺氧狀態(tài)，以上兩種腐蝕監(jiān)測(cè)傳感系統(tǒng)并不適用。此外，德國S+R SensorTech公司的混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)埋式腐蝕監(jiān)測(cè)傳感系統(tǒng)采用階梯型結(jié)構(gòu)，其缺點(diǎn)在于:澆筑混凝土?xí)r直徑較大骨料容易擱置在陽極梯上部，不易下沉，造成混凝土拌合不均，影響腐蝕監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)精度。
CN 100454000C 的中國發(fā)明專利(申請(qǐng)?zhí)?200610117060.7，申請(qǐng)日 2006.10.12)公開了一種鋼筋混凝土構(gòu)件中鋼筋腐蝕長期監(jiān)測(cè)傳感器，可用于直接對(duì)腐蝕發(fā)生的載體(即:鋼筋)進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量。傳感器由若干長度相等的電極棒、基座、導(dǎo)線和犧牲陽極組成，電極棒成階梯形固定在傳感器基座的固定槽內(nèi)，導(dǎo)線通過彈簧片分別與電極棒的陰陽極連接。該技術(shù)方案的不足之處在于:①對(duì)于不同高度處的電極棒的測(cè)試仍然基于宏電池腐蝕原理，雖然通過縮短陰陽兩極間距，減小了混凝土電阻率對(duì)宏電流測(cè)試方法的不利影響，但仍無法避免混凝土內(nèi)部濕度較大時(shí)引起的陽極電位顯著負(fù)移，從而產(chǎn)生誤判；②無法通過基于微電池腐蝕原理電化學(xué)測(cè)試技術(shù)(如電化學(xué)阻抗譜、線性計(jì)劃法、電位電流躍階等測(cè)試方法)獲得更多的電化學(xué)腐蝕參數(shù)及混凝土電阻率等信息。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于監(jiān)測(cè)混凝土中腐蝕介質(zhì)侵蝕進(jìn)程的裝置，測(cè)試原理基于電化學(xué)微電池測(cè)試技術(shù)，解決了上述背景技術(shù)中所提到的現(xiàn)有技術(shù)的相關(guān)缺陷。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
本發(fā)明提供的 一種用于監(jiān)測(cè)混凝土中腐蝕介質(zhì)侵蝕進(jìn)程的裝置，包括一帶有檢測(cè)單元的基座，檢測(cè)單元由一個(gè)輔助電極、一對(duì)工作電極和一對(duì)參比電極組成，輔助電極、工作電極和參比電極之間導(dǎo)線相連，且工作電極和參比電極各自對(duì)稱設(shè)于輔助電極的兩側(cè)；基座底部設(shè)有凹槽，凹槽內(nèi)埋設(shè)有溫度傳感器。
在優(yōu)選的技術(shù)方案中，檢測(cè)單元中，參比電極和工作電極橫向成排、對(duì)稱設(shè)于輔助電極的兩側(cè)，且參比電極設(shè)于工作電極的外側(cè)。采用前述分布方式，使得輔助電極極化一側(cè)工作電極時(shí)，所產(chǎn)生的極化電流場(chǎng)不會(huì)對(duì)另一側(cè)的工作電極產(chǎn)生極化影響，因此可同時(shí)極化兩側(cè)的工作電極，增加檢測(cè)效率。
在優(yōu)選的技術(shù)方案中，檢測(cè)單元中，參比電極和工作電極也可以縱向成排，對(duì)稱設(shè)于輔助電極的兩側(cè)。不管參比電極和工作電極是何種位置排列方式，只要確保I對(duì)參比電極和I對(duì)工作電極都能對(duì)稱地分布在輔助電極的兩側(cè)，形成穩(wěn)定的測(cè)試回路，即可。
進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案中，基座頂端開有用于放置輔助電極、工作電極或參比電極的電極固定孔，該電極固定孔與基座底部的凹槽連通；電極固定孔的尺寸、數(shù)量與輔助電極、工作電極和參比電極的總數(shù)相配合，即確保電極固定孔與檢測(cè)單元中的各個(gè)電極棒--對(duì)應(yīng)。
優(yōu)選的技術(shù)方案中，基座一側(cè)開有導(dǎo)線孔，該導(dǎo)線孔與基座底部的凹槽連通；另一側(cè)連接有定位板，定位板上設(shè)有傾角調(diào)節(jié)孔。將本發(fā)明裝置安裝于混凝土鋼筋時(shí)，通過傾角調(diào)節(jié)孔來調(diào)整基座的安裝傾角，使得各個(gè)檢測(cè)單元中工作電極棒的埋設(shè)深度設(shè)置合理，以提高檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
優(yōu)選的技術(shù)方案中，溫度傳感器一端設(shè)有用于感應(yīng)混凝土內(nèi)部溫度的感應(yīng)探頭，另一端貫穿導(dǎo)線孔后與外置的測(cè)試接口相連。同樣的，本發(fā)明中檢測(cè)單元的各個(gè)電極棒，兩兩之間導(dǎo)線相連后，將導(dǎo)線束集在一起，經(jīng)導(dǎo)線孔后與外置的測(cè)試接口相連。
優(yōu)選的技術(shù)方案中，檢測(cè)單元的數(shù)量根據(jù)混凝土層的厚度調(diào)整，為I 10組。
優(yōu)選的技術(shù)方案中，任一組檢測(cè)單元中，處于輔助電極同一側(cè)的工作電極與參比電極之間的凈距為2 5mm。
優(yōu)選的技術(shù)方案中，輔助電極、工作電極和參比電極由耐腐蝕性金屬導(dǎo)電材料制成，且輔助電極的直徑大于工作電極的直徑。
優(yōu)選的技術(shù)方案中，凹槽中澆注有環(huán)氧樹脂；將溫度傳感器埋設(shè)在凹槽后，用環(huán)氧樹脂將凹槽內(nèi)的線路進(jìn)行封裝。
本發(fā)明提供的一種用于監(jiān)測(cè)混凝土中腐蝕介質(zhì)侵蝕進(jìn)程的裝置，測(cè)試原理基于電化學(xué)微電池腐蝕。如圖2所示，微電池腐蝕區(qū)別于宏電池腐蝕，是假定腐蝕電池陰陽兩極很近，使得混凝土電阻影響很小，更能真實(shí)反映陽極在混凝土中的腐蝕情況，因此可對(duì)腐蝕介質(zhì)在混凝土中的侵蝕狀態(tài)進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明提供的用于監(jiān)測(cè)混凝土中腐蝕介質(zhì)侵蝕進(jìn)程的裝置，結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便，裝置的測(cè)試技術(shù)基于電化學(xué)三電極的測(cè)試技術(shù)，可使用多種電化學(xué)測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)試，獲得更豐富的電化學(xué)參數(shù)，且測(cè)試結(jié)果更能反映腐蝕介質(zhì)侵蝕下鋼筋銹蝕機(jī)理，測(cè)試結(jié)果更為可靠；比現(xiàn)有技術(shù)裝置所使用的宏電流測(cè)試技術(shù)更先進(jìn)、科學(xué)客觀。



圖1 為 Anode-Ladder-System 的裝置不意圖。
圖2為混凝土中陽極宏電池銹蝕等效電路示意圖。
圖3為本發(fā)明的用于監(jiān)測(cè)混凝土中腐蝕介質(zhì)侵蝕進(jìn)程的裝置俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本發(fā)明的用于監(jiān)測(cè)混凝土中腐蝕介質(zhì)侵蝕進(jìn)程的裝置正視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為本發(fā)明的用于監(jiān)測(cè)混凝土中腐蝕介質(zhì)侵蝕進(jìn)程的裝置實(shí)物圖。
圖6為應(yīng)用圖4所示裝置進(jìn)行腐蝕監(jiān)測(cè)模擬實(shí)驗(yàn)的安裝示意圖。
圖7為模擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境下，本發(fā)明裝置的各組檢測(cè)單元下工作電極棒的陽極極化電流實(shí)測(cè)變化曲線圖。
圖8為模擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境 下，本發(fā)明裝置的各組檢測(cè)單元下工作電極棒的宏電流實(shí)測(cè)變化曲線圖。
具體實(shí)施方式
如圖3所示，本發(fā)明提供的一種用于監(jiān)測(cè)混凝土中腐蝕介質(zhì)侵蝕進(jìn)程的裝置，包括一帶有檢測(cè)單元的基座1，檢測(cè)單元共兩組，當(dāng)然檢測(cè)單元的數(shù)量并不局限于兩組，通常根據(jù)實(shí)際情況下混凝土層的厚度進(jìn)行調(diào)整，如一組、三組、四組等；任意一組檢測(cè)單元中均由一個(gè)輔助電極2、一對(duì)工作電極3和一對(duì)參比電極4組成，輔助電極2、工作電極3和參比電極4之間導(dǎo)線相連，且工作電極3和參比電極4各自對(duì)稱設(shè)于輔助電極2的兩側(cè)；基座I底部設(shè)有凹槽5，凹槽5內(nèi)埋設(shè)有溫度傳感器6。
如圖4和圖5所示，具體而言，基座I的頂端開有十個(gè)電極固定孔7，電極固定孔7的大小與檢測(cè)單元中各個(gè)電極棒的外側(cè)螺紋一致，電極固定孔7的數(shù)量與檢測(cè)單元中輔助電極2、工作電極3和參比電極4的總數(shù)相配合，即每五個(gè)電極固定孔7對(duì)應(yīng)一組檢測(cè)單元；電極固定孔7與基座I底部的凹槽5連通，使得輔助電極2、工作電極3和參比電極4 一一對(duì)應(yīng)地插入電極固定孔7后，形成更穩(wěn)定的測(cè)試回路。
基座I的一側(cè)開有導(dǎo)線孔8，該導(dǎo)線孔8與基座I底部的凹槽5連通；另一側(cè)連接有定位板9，定位板9上設(shè)有傾角調(diào)節(jié)孔10。溫度傳感器6 —端設(shè)有用于感應(yīng)混凝土內(nèi)部溫度的感應(yīng)探頭，另一端貫穿導(dǎo)線孔8后與外置的測(cè)試接口相連；同樣的，任意一組檢測(cè)單元中的各個(gè)電極棒導(dǎo)線相連后，將導(dǎo)線束集在一起，經(jīng)導(dǎo)線孔8后也與外置的測(cè)試接口相連。并且，凹槽5內(nèi)澆筑有環(huán)氧樹脂，以封裝線路。
在任意一組檢測(cè)單元中，一個(gè)輔助電極2在中間，一對(duì)工作電極3和一對(duì)參比電極4都分別對(duì)稱設(shè)于輔助電極2的兩側(cè)，在此基礎(chǔ)上，工作電極3和參比電極4的排列方式進(jìn)一步細(xì)分，包括如下兩種:①可以橫向成排，且參比電極4設(shè)于工作電極3的外側(cè)；②可以縱向成排，如參比電極4在下、工作電極3在上，成縱列一排。不管前述①或②中何種排列方式，處于輔助電極2同一側(cè)的工作電極3與參比電極4之間的凈距為2 5mm,優(yōu)選3mm。
材料方面，任意一 組檢測(cè)單元均包括五個(gè)電極棒，即一個(gè)輔助電極棒、二個(gè)工作電極棒和二個(gè)參比電極棒，分別由316不銹鋼、碳鋼和鈦鋼制成，其直徑分別為10mm、8mm和8mm，基座I的材料為高強(qiáng)度的環(huán)氧樹脂絕緣板；若基座I采用耐腐蝕的金屬導(dǎo)電材料，則還需在基座I的電極固定孔7與各個(gè)電極棒之間增加絕緣墊層，防止兩者之間直接電連通。
以下為本發(fā)明裝置的實(shí)際工程應(yīng)用實(shí)施例:
在混凝土結(jié)構(gòu)運(yùn)營期間，使用電化學(xué)工作站reference600定期對(duì)本發(fā)明裝置中的傳感器進(jìn)行測(cè)試；可使用電化學(xué)阻抗譜、極化曲線等測(cè)試方法獲取4個(gè)工作電極棒的電化學(xué)參數(shù)。當(dāng)測(cè)試結(jié)果發(fā)現(xiàn)某一工作電極棒發(fā)生腐蝕時(shí)，表明腐蝕介質(zhì)已侵蝕至該工作電極棒所在的深度位置，從而判定腐蝕介質(zhì)在混凝土中的侵蝕進(jìn)程。
為驗(yàn)證采用本發(fā)明裝置的測(cè)試結(jié)果是否有效與可靠，發(fā)明人設(shè)計(jì)了室內(nèi)加速試驗(yàn)來模擬實(shí)際工程的腐蝕監(jiān)測(cè)，并與采用宏電流測(cè)試技術(shù)所測(cè)得的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。
如圖6所示，在模擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境下，安裝本發(fā)明裝置的過程具體如下:將工作電極3、參比電極4和輔助電極2對(duì)應(yīng)的擰入基座I的電極固定孔7內(nèi)，形成檢測(cè)單元；標(biāo)記兩組檢測(cè)單元下的四個(gè)工作電極棒，分別編號(hào)為W1、W2、W3和W4 ;調(diào)整各個(gè)電極棒一端露出基座I頂部的長度，使其分別為1.5cm、Icm和1.5cm ;在基座I底部的凹槽5中，導(dǎo)線通過螺栓分別與各個(gè)電極棒的另一端相連接，同時(shí)埋設(shè)溫度傳感器6，將所有導(dǎo)線經(jīng)由基座I側(cè)部的導(dǎo)線孔8引出，然后在凹槽5中澆注環(huán)氧樹脂，對(duì)線路進(jìn)行封裝。
值得注意的是，實(shí)際工程中，在澆注混凝土前，需要將本發(fā)明裝置固定在最外側(cè)鋼筋上部，通過調(diào)整插入傾角來調(diào)節(jié)一側(cè)的螺桿長度，從而改變本發(fā)明裝置的傾角，使得調(diào)整后的Wl、W2、W3和W4這四個(gè)工作電極棒的埋設(shè)深度分別為0.9cm, 1.6cm, 2.3cm和3cm。
安裝完成后，將混凝土試件養(yǎng)護(hù)28天后，用環(huán)氧樹脂將試件四周密封，采用浸泡4天、自然風(fēng)干3天的干濕循環(huán)機(jī)制，來加速氯離子滲透，NaCl溶液濃度為3.5%。在未判定工作電極棒Wl銹蝕之前，電化學(xué)測(cè)試在每個(gè)循環(huán)浸泡結(jié)束后I小時(shí)進(jìn)行；在判定工作電極棒Wl銹蝕后，將試件置于溫度為30°C，濕度為40 %的恒溫恒濕箱中加速風(fēng)干3天，每天進(jìn)行電化學(xué)測(cè)試。電化學(xué)測(cè)試采用基于電化學(xué)微電池測(cè)試技術(shù)原理(即基于三電極的陽極極化電流法)。
如圖7所示，工作電極棒Wl從第3次測(cè)試開始，陽極極化電流開始逐漸增加(由鈍化穩(wěn)定態(tài)的60nA左右增加至268nA)，表明鋼筋鈍化膜已逐漸失穩(wěn)；在第5次測(cè)試時(shí)，陽極極化電流急劇增大，達(dá)到6.56uA，表明鋼筋開始銹蝕。在銹蝕后的3天風(fēng)干過程中，陽極極化電流變化顯著，風(fēng)干一天后陽極極化電流降低至628nA，該值已低于銹蝕臨界陽極極化電流754nA，之后兩天穩(wěn)定在2 60nA左右，表明由于表層水分快速蒸發(fā)，工作電極棒Wl腐蝕電流密度急劇減小。需指出的是，在銹蝕后的3天風(fēng)干過程中，雖然陽極極化電流已低于銹蝕臨界值，但仍明顯大于鈍化穩(wěn)定態(tài)的陽極極化電流。
對(duì)比宏電流測(cè)試結(jié)果(使用高靈敏度零電阻電流表測(cè)量輔助電極與工作電極之間宏電流)，如圖8所示，工作電極棒Wl在第5次測(cè)試時(shí)，宏電流也急劇增加，達(dá)到3.1uA,表明鋼筋開始銹蝕，與陽極極化電流判定結(jié)果一致。但在之前幾次測(cè)試中，并未出現(xiàn)鋼筋銹蝕預(yù)兆，測(cè)試值甚至低于其他工作電極棒的測(cè)試值。此外，在銹蝕后的3天風(fēng)干過程中，所有工作電極棒的宏電流均發(fā)生減小，且數(shù)值相近，無法對(duì)已銹蝕的工作電極棒Wl進(jìn)行區(qū)分。
上述分析表明，相對(duì)于采用現(xiàn)有技術(shù)裝置進(jìn)行腐蝕監(jiān)測(cè)，采用本發(fā)明裝置除了能判定監(jiān)測(cè)點(diǎn)銹蝕與否，還能對(duì)銹蝕預(yù)兆過程進(jìn)行表征；在發(fā)生銹蝕以后，即使工作電極棒處于干燥狀態(tài)，仍能有效區(qū)別于鈍化穩(wěn)定態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種用于監(jiān)測(cè)混凝土中腐蝕介質(zhì)侵蝕進(jìn)程的裝置，其特征在于:包括一帶有檢測(cè)單元的基座(I)，所述的檢測(cè)單元由一個(gè)輔助電極(2)、一對(duì)工作電極(3)和一對(duì)參比電極(4)組成，輔助電極(2)、工作電極(3)和參比電極⑷之間導(dǎo)線相連，且工作電極(3)和參比電極⑷各自對(duì)稱設(shè)于輔助電極⑵的兩側(cè)；所述的基座⑴底部設(shè)有凹槽(5)，凹槽(5)內(nèi)埋設(shè)有溫度傳感器(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于監(jiān)測(cè)混凝土中腐蝕介質(zhì)侵蝕進(jìn)程的裝置，其特征在于:所述的檢測(cè)單元中，參比電極(4)和工作電極(3)橫向成排、對(duì)稱設(shè)于輔助電極(2)的兩偵牝且參比電極⑷設(shè)于工作電極⑶的外側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于監(jiān)測(cè)混凝土中腐蝕介質(zhì)侵蝕進(jìn)程的裝置，其特征在于:所述的檢測(cè)單元中，參比電極(4)和工作電極(3)縱向成排，對(duì)稱設(shè)于輔助電極(2)的兩側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3所述的用于監(jiān)測(cè)混凝土中腐蝕介質(zhì)侵蝕進(jìn)程的裝置，其特征在于:所述的基座⑴頂端開有用于放置所述輔助電極(2)、工作電極(3)或參比電極⑷的電極固定孔(7)，該電極固定孔(7)與基座⑴底部的凹槽(5)連通；電極固定孔(7)的尺寸、數(shù)量與所述輔助電極(2)、工作電極(3)和參比電極⑷的總數(shù)相配合。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于監(jiān)測(cè)混凝土中腐蝕介質(zhì)侵蝕進(jìn)程的裝置，其特征在于:所述的基座⑴一側(cè)開有導(dǎo)線孔(8)，該導(dǎo)線孔⑶與基座⑴底部的凹槽(5)連通；另一側(cè)連接有定位板(9)，定位板(9)上設(shè)有傾角調(diào)節(jié)孔(10)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于監(jiān)測(cè)混凝土中腐蝕介質(zhì)侵蝕進(jìn)程的裝置，其特征在于:所述的溫度傳感器(6) —端設(shè)有用于感應(yīng)混凝土內(nèi)部溫度的感應(yīng)探頭，另一端貫穿所述的導(dǎo)線孔(8)后與外置的測(cè)試接口 相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于監(jiān)測(cè)混凝土中腐蝕介質(zhì)侵蝕進(jìn)程的裝置，其特征在于:所述的檢測(cè)單元的數(shù)量根據(jù)混凝土層的厚度調(diào)整，為I 10組。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于監(jiān)測(cè)混凝土中腐蝕介質(zhì)侵蝕進(jìn)程的裝置，其特征在于:任一組檢測(cè)單元中，處于所述的輔助電極⑵同一側(cè)的工作電極(3)與參比電極⑷之間的凈距為2 5_。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于監(jiān)測(cè)混凝土中腐蝕介質(zhì)侵蝕進(jìn)程的裝置，其特征在于:所述的輔助電極(2)、工作電極(3)和參比電極⑷由耐腐蝕性金屬導(dǎo)電材料制成，且輔助電極⑵的直徑大于工作電極⑶的直徑。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于監(jiān)測(cè)混凝土中腐蝕介質(zhì)侵蝕進(jìn)程的裝置，其特征在于:所述的凹槽(5)中澆注有環(huán)氧樹脂。
全文摘要
本發(fā)明提供的一種用于監(jiān)測(cè)混凝土中腐蝕介質(zhì)侵蝕進(jìn)程的裝置，包括一帶有檢測(cè)單元的基座，檢測(cè)單元由一個(gè)輔助電極、一對(duì)工作電極和一對(duì)參比電極組成，輔助電極、工作電極和參比電極之間導(dǎo)線相連，且工作電極和參比電極各自對(duì)稱設(shè)于輔助電極的兩側(cè)；基座底部設(shè)有凹槽，凹槽內(nèi)埋設(shè)有溫度傳感器。本發(fā)明提供的用于監(jiān)測(cè)混凝土中腐蝕介質(zhì)侵蝕進(jìn)程的裝置，結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便，裝置的測(cè)試原理基于電化學(xué)三電極的測(cè)試技術(shù)，可使用多種電化學(xué)測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)試，獲得更豐富的電化學(xué)參數(shù)，且測(cè)試結(jié)果更能反映腐蝕介質(zhì)侵蝕下鋼筋銹蝕機(jī)理，測(cè)試結(jié)果更為可靠；比現(xiàn)有技術(shù)裝置所使用的宏電流測(cè)試技術(shù)更先進(jìn)、科學(xué)客觀。
文檔編號(hào)G01N17/02GK103234897SQ20131016099
公開日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月3日
發(fā)明者金偉良, 許晨, 李志遠(yuǎn) 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)