[发明专利]一种基于石墨烯/水泥复合材料对混凝土中氯离子含量的检测装置和检测方法

权利要求书

1.一种基于石墨烯/水泥复合材料对混凝土中氯离子含量的检测装置，其特征在于：包括位于混凝土保护层中的复合材料和湿度传感器，还包括位于混凝土外部的阻抗测试仪和湿度检测仪；所述复合材料为长方体，所述长方体水平向两个端面上分别贴合有不锈钢网，所述不锈钢网上分别焊接有导线，所述复合材料通过导线与混凝土外部的阻抗测试仪连接，所述复合材料外还包覆有密封层；其中，所述复合材料由水泥以及掺杂在水泥里的石墨烯、硅粉和消泡剂组成，所述石墨烯的掺杂量为水泥质量的0.5～3％，硅粉的掺杂量为水泥质量的5～20％，消泡剂的掺杂量为水泥质量的0.05～0.3％。

2.根据权利要求1所述的基于石墨烯/水泥复合材料对混凝土中氯离子含量的检测装置，其特征在于：所述不锈钢网钢丝的直径为10～1250目，不锈钢网的孔径为800～2000目。

3.根据权利要求1所述的基于石墨烯/水泥复合材料对混凝土中氯离子含量的检测装置，其特征在于：所述长方体水平向两个端面为正方形，正方形的边长为10～30mm。

4.根据权利要求1所述的基于石墨烯/水泥复合材料对混凝土中氯离子含量的检测装置，其特征在于：所述长方体的长为30～50mm。

5.根据权利要求1所述的基于石墨烯/水泥复合材料对混凝土中氯离子含量的检测装置，其特征在于：所述密封层为环氧树脂密封层。

6.根据权利要求1所述的基于石墨烯/水泥复合材料对混凝土中氯离子含量的检测装置，其特征在于：所述石墨烯为单层石墨烯或层数为2～5层的石墨烯。

7.一种基于石墨烯/水泥复合材料对混凝土中氯离子含量的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，构建检测装置：

往待成型的水泥中掺入水泥质量0.5～3％的石墨烯、水泥质量5～20％的硅粉以及水泥质量0.05～0.3％的消泡剂，得到水泥复合材料；待成型的水泥复合材料呈长方体，水泥复合材料成型过程中在长方体水平向两个端面上紧密贴合不锈钢网，不锈钢网分别焊接上导线；水泥复合材料硬化后将整个长方体六个端面以及不锈钢网与导线的连接处全部密封；将硬化后的水泥复合材料与湿度传感器埋置于混凝土中，导线从混凝土中伸出连接到阻抗测试仪，在混凝土外部设置湿度检测仪；

步骤2，施加正弦电位幅度为5～20mV，频率范围为0.001Hz～1000kHz，湿度检测仪工作温度为-40℃～85℃；

步骤3，通过阻抗测试仪得到水泥复合材料的Nyquist谱图，选用图上1～30Hz范围的实部阻抗作为水泥复合材料的电阻；

步骤4，建立相对湿度0～90％条件下水泥复合材料电导率与氯离子含量的关系图，通过监测水泥复合材料的电导率变化实现对不同湿度状态下混凝土中氯离子含量的实时监测。

8.根据权利要求7所述的基于石墨烯/水泥复合材料对混凝土中氯离子含量的检测方法，步骤1中，采用环氧树脂对硬化后的水泥复合材料进行密封。

9.根据权利要求7所述的基于石墨烯/水泥复合材料对混凝土中氯离子含量的检测方法，步骤1中，所述不锈钢网钢丝的直径为10～1250目，不锈钢网的孔径为800～2000目。