[发明专利]海洋环境下钢筋混凝土结构腐蚀劣化过程的无损评估系统

说明书

本申请实施例中公开了一种海洋环境下钢筋混凝土结构腐蚀劣化过程的无损评估系统，包括：环境数据实时监测系统、数据传输存储系统以及数据处理平台，其中：环境数据实时监测系统包括温度传感器、湿度传感器、二氧化碳浓度传感器和氯离子浓度传感器，分别用于采集钢筋混凝土结构在海洋环境下的温度值、湿值度、二氧化碳值和大气盐雾含量；数据传输存储系统，用于将采集到的环境数据上传至云端服务器；数据处理平台，用于从云端服务器中获取环境数据，并通过数据处理平台中的多场耦合综合数值分析软件，基于获取到的环境数据，实现钢筋混凝土结构腐蚀全过程的监测和寿命的评估。该系统可以能够提高海洋环境下钢筋混凝土结构腐蚀劣化的评估精度。

技术领域

本申请涉及结构健康监测技术领域，具体涉及一种海洋环境下钢筋混凝土结构腐蚀劣化过程的无损评估系统。

背景技术

海洋大气环境下，钢筋混凝土结构的腐蚀劣化非常严重，根据相关统计，每年因结构腐蚀造成的损失高达上千亿人民币。在众多导致混凝土耐久性下降的因素中，氯离子侵蚀是最严重的。若直接对构件进行实际的耐久性测试不仅花费高昂、测试周期长，且在钢筋混凝土结构的设计阶段，很难提前对其耐久性进行评估。

而在现有的钢筋混凝土结构腐蚀劣化评估系统，只能将氯离子的侵蚀简化为一稀物质传递问题来近似预估钢筋去钝化的时间。而在实际工程中，氯离子侵蚀并不是唯一导致混凝土结构劣化的因素，经常会出现多个劣化因素同时发生的情况，其中碳化和冻融损伤与氯离子侵蚀的耦合作用是最为危险的。此外，钢筋腐蚀引起的劣化是一个复杂的物理-化学-电化学-力学耦合过程，它可以被细分为以下三个子过程：考虑扩散过程中化学反应的粒子传输、电化学反应和锈胀导致的力学损伤。这三个子过程是相互影响的，任何子过程的单独分析都会导致预测精度的严重不足。

对于混凝土结构方面的研究者，更加重视的是能否有效且较精确地评估不同腐蚀程度下结构的安全状况和可靠度，进而预测其剩余寿命和修复窗口期。但是现有的钢筋混凝土结构腐蚀劣化评估系统其评估的精准度还有待提高。

发明内容

本申请实施例中提供一种海洋环境下钢筋混凝土结构腐蚀劣化过程的无损评估系统，能够提高海洋环境下钢筋混凝土结构腐蚀劣化的评估精度等。

一方面，本申请提供一种海洋环境下钢筋混凝土结构腐蚀劣化过程的无损评估系统，包括：环境数据实时监测系统、数据传输存储系统以及数据处理平台，其中：

所述环境数据实时监测系统包括温度传感器、湿度传感器、二氧化碳浓度传感器和氯离子浓度传感器，分别用于采集钢筋混凝土结构在海洋环境下的温度值、湿值度、二氧化碳值和大气盐雾含量；

所述数据传输存储系统，用于将采集到的所述温度值、所述湿度值、所述二氧化碳值和所述大气盐雾含量上传至云端服务器；

所述数据处理平台，用于从所述云端服务器中获取所述温度值、所述湿度值、所述二氧化碳值和所述大气盐雾含量，并通过所述数据处理平台中的多场耦合综合数值分析软件，基于所述温度值、所述湿度值、所述二氧化碳值和所述大气盐雾含量，实现所述钢筋混凝土结构腐蚀全过程的监测和寿命的评估。

在一些实施例中，所述氯离子浓度传感器黏贴于所述钢筋混凝土结构的表面。

在一些实施例中，所述氯离子浓度传感器包括允许氯离子通过的选择性半透膜、氯离子收集装置以及氯离子测量装置，所述氯离子收集装置包括气泵、去离子水蠕动泵、去离子水以及气体流量计。

在一些实施例中，所述数据传输存储系统包括MCU控制元件、SIM卡、GPRS模块以及移动电源。

在一些实施例中，所述MCU控制元件包括STM32单片机。

在一些实施例中，所述STM32单片机的工作电压为2.0V-3.6V，兼容5V的I/O管脚，带有安全时钟模式与唤醒功能的低功耗模式，内部带RC振荡器且内嵌复位电路。