[实用新型]混凝土结构耐久性多元复合无线监测系统

说明书

技术领域

本实用新型属于混凝土结构耐久性监测技术领域，涉及一种对钢筋混凝土结构耐久性进行无线监测的测试系统。

背景技术

钢筋混凝土结构的耐久性是指在设计要求的目标使用期内，在各种力学和非力学因素的长期作用下，不需要进行大量的加固处理而能保证其安全性和适用性的能力。而在氯盐或碳化环境中，钢筋的锈蚀已被公认为是引起混凝土结构过早劣化的主要因素。当钢筋表面氯离子浓度达到临界值或碳化深度达到钢筋表面并继续受到酸性气体的侵蚀时，钢筋表面的钝化膜将遭到破坏，钢筋开始锈蚀。钢筋锈蚀后体积膨胀2至4倍，从而削弱了钢筋的受力面积，使混凝土保护层顺筋开裂，降低了钢筋与混凝土的粘结力，进而导致钢筋混凝土结构承载力下降和延性降低，从而影响整个结构的安全性和耐久性，严重的锈蚀甚至会导致结构的破坏。钢筋锈蚀是一个复杂的电化学过程，可以检测钢筋的电化学状态，了解其腐蚀状况；碳化使混凝土保护层pH值降低，从而破坏了混凝土的碱性条件，腐蚀随即发生；温度越高钢筋锈蚀速率越大；混凝土湿度越大混凝土电阻就越小，钢筋发生锈蚀的概率就越大。因此钢筋混凝土的腐蚀过程是错综复杂的，而这些都是评估混凝土腐蚀和预测混凝土结构使用寿命必不可少的信息，所以单一的耐久性参数并不能真实反应混凝土内部真实的腐蚀状态，需综合考虑、相互对比才能得出正确的结论。目前，工程上大多采用现场有线监测，现场检测目标多、位置分散，且对于地铁、海底隧道等地下结构的检测难度大。因此各种有线、集中式监测系统不能满足使用要求。为此，实时长期监测包括混凝土温度、湿度、pH值以及钢筋的锈蚀状态等诸多耐久性参数，对混凝土结构过早劣化提出预警，进而为工程技术人员评估与预测混凝土结构服役状态、确定维护周期、优化防治技术、完善全寿命周期的经济分析以及高耐久混凝土结构设计方法提供可靠依据，确保工程安全。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种混凝土结构耐久性多元复合无线监测系统，可以实时无线监测混凝土内部温度、湿度、pH值以及钢筋的锈蚀状态等诸多耐久性参数，对混凝土结构过早劣化提出预警，能够实时准确了解混凝土内部状态，对结构构件进行评估诊断，确保混凝土结构的安全运营。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种混凝土结构耐久性多元复合无线监测系统，其包括用于检测混凝土结构内部多种耐久性参数的多元传感器；所述多元传感器输出端相连接的用于采集混凝土结构上的所述耐久性参数的数据采集部件；与所述数据采集部件输出端相连接的用于远距离传输所采集到的所述耐久性参数的通信部件；与所述通信部件相连接的用于接收、显示和存储采集到的数据的电脑终端。

其中，所述多元传感器包括温度传感器、pH传感器、湿度传感器、宏电流传感器。

其中，所述多元复合无线监测系统还包括用于定位和保护湿度传感器及pH传感器的PVC管和固定基座。

其中，所述湿度传感器完全放置在PVC管内部，管两端用透水透气的布、O型橡胶密封圈和环氧树脂密封；所述pH传感器放置在PVC管内部，管两端用O型橡胶密封圈和环氧树脂密封。

其中，所述固定基座是由一个不锈钢钢圈和多个不锈钢支架组成的结构，支架均匀设置在钢圈上侧，其作用是把PVC管和传感器固定在不同的高度处。

其中，所述宏电池传感器是基于宏电流技术设计而成的，其由四层宏电池组、导线、两个支架、螺丝和固定杆组成的梯形框架结构，用于获取钢筋的腐蚀电位、腐蚀电流密度及相邻宏电池组间的混凝土电阻。

其中，所述宏电池组包括由四组单阳极、单阴极和热收缩管组成的结构；所述单阳极为外径14mm，壁厚2mm的钢管，并与所述导线的一端连接；所述单阴极为外径14mm，壁厚2mm的钛铂合金管，并与所述导线的一端连接；所述单阳极、单阴极和热收缩管交替连接。

其中，所述支架的不锈钢U型槽内部设置环氧树脂，其作用是固定每层宏电池组、热收缩管、导线和温度传感器。

其中，所述固定杆包裹在一PC管内，其作用是切断固定杆与周围混凝土中钢筋之间的导电性。

其中，所述多元传感器与所述数据采集部件间的连接方式采用航空插头连接。