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专利号: 2017102647787
申请人: 青岛理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-03-10
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种钢筋锈蚀监测方法,其特征在于在并联电阻式钢筋锈蚀监测装置中实现,其工艺过程包括并联电阻式钢筋锈蚀监测装置的安装和监测钢筋锈蚀状况两个步环节:(1)、安装并联电阻式钢筋锈蚀监测装置:根据混凝土保护层的厚度,通过改变螺栓件深入固定棒的长度调整并联电阻式钢筋锈蚀监测装置倾斜度,将固定棒与待测钢筋绑扎在一起,将与外接电阻测量仪建立连接的终端盒固定在模板的外侧,浇筑混凝土;

(2)、监测钢筋锈蚀状况:开启电阻测量仪,监测过程中,腐蚀物质渗透到距离混凝土表面不同深度处与钢筋材质相同的金属导体的表面,外层的金属导体受到腐蚀首先锈断,使外层金属导体的电阻发生变化,通过监测并判断腐蚀物质的渗透深度,实现对钢筋混凝土结构中钢筋的锈蚀状况进行监测和预测;由于R=ρ·L/S,其中R为金属导体的电阻,R的单位为欧姆,ρ为金属导体的电阻率,ρ的单位为欧姆米,L为金属导体的长度,L的单位为米,S为截面积,S的单位为平方米;当金属导体外接电源并形成闭合回路时,在电势的作用下,金属导体内的电子发生定向移动,n个金属导体电阻在电路中处于并联状态时,电路总电阻R总和各个金属导体电阻之间满足关系: 则其中R1、R2……Rn为第一个、第二个……第n个金属导体的电阻;

当所有金属导体的长度、材质和截面积均相同时,有R1=R2=……=Rn,其中R1、R2……Rn为由外至内的金属导体的电阻,那么 金属导体在腐蚀物质的作用下由表及里依次锈断,当第m根金属导体锈断时,

此时,电阻变化率为:

当最内侧的金属导体锈断时,R总n为无穷大;并联的金属导体越多,电阻数越多,即n越大,电阻的变化率越小,由金属导体并联构成的传感器的敏感性较低;当n固定不变,m越小,电阻的变化率越小,这表明在锈蚀初期,电阻的变化率较低,随着时间的发展,金属导体锈断引起的电阻变化率增加,采用等截面金属导体并联构成的传感器电阻变化率较低;

当金属导体的长度和材质相同,金属导体的截面积由外到内依次呈K倍减小时,其中,K>1,最外层金属导体的电阻R1的电阻值为R,则R1、R2……Rn满足:此时: 金属导体在受到腐

蚀物质的作用时,由外向内依次锈断,当第m根金属导体锈断时,

当第n根金属导体锈断时,R总n为无穷大;随着金属导体锈蚀的进行,第m根金属导体锈断时并联电路电阻与第m-1根金属导体锈断时并联电路电阻的比为:这表明钢筋锈断引起的金属导体的电阻变化率与相邻金属导体导线截面面积比值K有关,K值大于1时,K越大,金属导体的电阻变化率相对于等截面变化更为明显,由金属导体并联构成的传感器对于监测数据更敏感;金属导体的电阻由外到内依次增大,当金属导体锈断时,并联金属导体的电阻值信号变化明显,金属导体的电阻值发生突变的时刻就是钢筋锈断的时间点,根据所测金属导体的电阻值大小评定某一位置处钢筋锈蚀状况,通过对处于不同混凝土深度的钢筋锈断时间的分析,预测待测钢筋的锈蚀时间,能够为钢筋的锈蚀防护或修复锈蚀措施的科学决策提供保障。

2.根据权利要求1所述的钢筋锈蚀监测方法,其特征在于所述并联电阻式钢筋锈蚀监测装置的主体结构包括支架、螺栓件、固定棒、套筒、弧形槽、绝缘棒、钢丝、导线和终端盒;

两根互相平行的支架的一端通过螺栓件和圆柱形结构的固定棒连接形成三角形结构,两根内空式结构的支架相对的表面上分别均匀间隔式嵌套有五个圆环形结构的套筒,套筒的内壁开设有弧形槽,相对的两个套筒通过圆柱型结构的绝缘棒连接,绝缘棒上缠绕有钢丝,钢丝的两端分别在弧形槽中与导线连接,导线伸出套筒在支架中汇聚并伸出支架与终端盒连接,导线伸出支架的部分包覆有绝缘外皮;支架与套筒之间的缝隙涂抹有用于固定、密封和绝缘的粘接胶,弧形槽分别与钢丝和导线之间的缝隙以及支架与导线之间的缝隙均使用环氧树脂填充,导线的电阻率极小,其电阻相对于钢丝电阻可以忽略不计;各部件配合构成并联电阻式钢筋锈蚀监测装置,用于监测混凝土结构中钢筋的锈蚀状况。

3.根据权利要求1所述的钢筋锈蚀监测方法,其特征在于所述支架的材质为不锈钢;螺栓件与固定棒构成角度可调的三角形结构;套筒的作用是使支架与绝缘棒紧密连接并固定导线;弧形槽用于穿过钢丝和导线;绝缘棒用于承载钢丝;钢丝的材质与待测钢筋的材质相同;导线的材质为电阻率忽略不计的铜丝,导线的截面积相同或成倍数增加;终端盒用于连接外界的电阻测量仪。