[发明专利]混凝土内钢筋锈蚀风险原位监测方法

权利要求书

1.一种混凝土内钢筋锈蚀风险原位监测方法，对钢筋混凝土结构内钢筋的初始锈蚀时间进行预测、更新及监测，其特征是所述方法包括步骤 ：

1)根据平面应力状态应力集中原理，将锈蚀监测传感元件（2）施加预应力后形成平面应力状态；

2)封装所述锈蚀监测传感元件（2）三个侧面，预留的一个侧面作为腐蚀监测面（4）；

3)将上述锈蚀监测传感元件（2）等间距布置于一矩形钢框架内，混凝土浇筑前将该框架与混凝土浇筑表面形成一定角度布置于待监测钢筋锈蚀的区域，锈蚀监测面朝向保护层一侧，随着服役时间增加，一旦氯离子进入混凝土首先在距离混凝土表面最近锈蚀监测面聚集达到临界浓度，钢筋薄片锈蚀监测面（4）发生锈蚀，则平面应力状态下引起应力集中，通过薄片截面不同高度处连续应变测量实现锈蚀监测，随着服役时间增加，处于不同深度的锈蚀监测面依次监测到氯离子临界浓度锋面，通过理论计算可以通过前期数据对真实钢筋的锈蚀风险进行预测，并根据后续锈蚀监测面数据对钢筋锈蚀风险进行更新，最终可根据与钢筋同深度的锈蚀监测面监测结果判断钢筋初始锈蚀时间；

在步骤 3)，将多个锈蚀监测传感元件（2）等间距连续布置，并形成距混凝土保护层深度逐个递增的梯型结构，将该梯型结构布置在保护层内距混凝土表面不同深度处，连续监测不同深度处临界氯离子浓度锋面发展情况;

在步骤 3)， 采用梯型框架（3）将多个锈蚀监测传感元件（2）布置成梯型结构，所述梯型框架（3）固定传感器位置并为锈蚀监测传感元件（2）提供预拉应力 ；混凝土浇筑前将梯型框架（3）和其上同步施加预拉应力的锈蚀监测传感元件（2）布置在待监测钢筋锈蚀部位，在锈蚀监测传感元件（2）截面不同高度处连续应变测量实现锈蚀监测;

在步骤 3)， 根据相邻的锈蚀监测传感元件（2）依次发生锈蚀而形成的时间序列，利用空间插值与统计回归方法，从波动的时间序列中找出演变模式，建立数学模型，对氯离子临界浓度锋面位置与钢筋初始锈蚀时间发展趋势做出定量估计，预测钢筋所在深度处钢筋发生初始锈蚀时间；根据相邻后一个锈蚀监测传感元件（2）监测结果对钢筋初始锈蚀时间预测进行不断更新，依次根据不同深度处锈蚀监测传感元件（2）的结果进行钢筋初始锈蚀时间的预测及更新 ；同时根据与钢筋同深度处的锈蚀监测传感元件（2）状态的时间序列分析中得出锈蚀情况的预测，判断钢筋的初始锈蚀时间；单一深度的时间序列数值与不同深度处时间序列数值相互验证、更新，提高系统预测结果的可靠性。

2.根据权利要求 1所述混凝土内钢筋锈蚀风险原位监测方法，其特征是，所述锈蚀监测传感元件（2）采取与混凝土结构中纵向受力钢筋相同材质制成，其中部为矩形钢筋薄片（10），中部钢筋薄片（10）截面上不同高度处布置分布式连续应变测点（11）；中部钢筋薄片（10）用聚酯材料进行封装其三个表面，保留一个端面作为锈蚀监测面（4）；中部钢筋薄片（10）与聚酯材料层之间添加防腐层 ；通过所述梯型框架（3）两端的螺栓对钢筋进行预应力加载并锚固，中部钢筋薄片（10）形成平面应力状态。

3.根据权利要求 2 所述混凝土内钢筋锈蚀风险原位监测方法，其特征是，所述梯型框架（3）埋设前需进行防腐处理，防止外框架发生腐蚀；中部钢筋薄片（10）与左右横梁接触部位需做绝缘处理，避免发生电偶腐蚀。

4.根据权利要求 2 所述混凝土内钢筋锈蚀风险原位监测方法，其特征是，所述连续应变测点（11）采用高空间分辨率分布式光纤，通过高性能胶水粘贴在中部钢筋薄片（10）的截面不同高度处，通过传输光纤与相应解调仪连接。

5.根据权利要求 4所述混凝土内钢筋锈蚀风险原位监测方法，其特征是，在所述中部钢筋薄片（10）粘贴分布式光纤时，预留靠近加载螺栓的一段光纤不与钢丝薄片粘贴，使之不与薄片一起变形，用于监测温度并进行温度补偿。