混凝土中栓釘或鋼筋腐蝕主動(dòng)控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種金屬腐蝕主動(dòng)控制裝置，尤其涉及一種混凝土中栓釘或鋼筋腐蝕適時(shí)主動(dòng)控制裝置，屬于土木工程技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋腐蝕的防護(hù)方法可以分為主動(dòng)處理方法與被動(dòng)處理方法。其中所述主動(dòng)處理方法是指在新建混凝土結(jié)構(gòu)中安裝外加電流或犧牲陽極的陰極防護(hù)系統(tǒng)，除此之外的其他防護(hù)措施都可歸為被動(dòng)處理方法。
[0003]現(xiàn)有的陰極防護(hù)或保護(hù)系統(tǒng)通常是基于鋼筋的腐蝕電位大小來實(shí)施控制的，即當(dāng)鋼筋的電位到達(dá)某一腐蝕電位或控制電位時(shí)，電化學(xué)陰極保護(hù)系統(tǒng)才得以啟動(dòng)，而此時(shí)的鋼筋通常已經(jīng)發(fā)生了腐蝕，產(chǎn)生了一定損傷，通常需提供較大的保護(hù)電流才有可以阻止其進(jìn)一步腐蝕。在鋼筋初始完好時(shí)就持續(xù)地對(duì)鋼筋實(shí)施小的陰極保護(hù)電流的技術(shù)被稱為是陰極“防護(hù)”技術(shù)，不過，所施加的防護(hù)電流密度通常也不小于幾μ A/cm2,故對(duì)鋼筋過早地實(shí)施陰極防護(hù)，不僅顯著增加經(jīng)濟(jì)成本，持續(xù)的電流累積還會(huì)對(duì)混凝土的成長產(chǎn)生一定危害。因此，無論是當(dāng)前的陰極保護(hù)技術(shù)，還是防護(hù)技術(shù)均存在明顯的不足，需要更新的思想和技術(shù)。
[0004]有害離子(如氯離子)向混凝土中滲入是危害鋼筋化學(xué)穩(wěn)定的重要因素。但若所述有害離子僅僅是進(jìn)入到混凝土中，而沒有到達(dá)鋼筋的表面，即使所述有害離子在混凝土中具有較高的濃度也不會(huì)誘發(fā)鋼筋腐蝕?，F(xiàn)有技術(shù)中有一種較為先進(jìn)的處理混凝土中氯離子污染的技術(shù)是電除鹽技術(shù)，該技術(shù)的原理是利用電場(chǎng)作用下的離子電迀移，將氯離子從混凝土中驅(qū)離出去。然而該項(xiàng)技術(shù)本質(zhì)上仍然是一種被動(dòng)處理技術(shù)，且需要對(duì)鋼筋施加很大的驅(qū)動(dòng)電流，其電流密度通常高達(dá)幾十μ A/cm2。此技術(shù)對(duì)中低強(qiáng)度混凝土(通常小于C60)中的氯離子去除十分有效，但該技術(shù)對(duì)鋼筋/混凝土界面的物理損傷一直備受質(zhì)疑。
[0005]混凝土中栓釘?shù)母g和防護(hù)現(xiàn)在還沒引起人們的足夠重視，迄今為止還沒有有效的電化學(xué)保護(hù)或腐蝕修補(bǔ)案例。從原理上講，混凝土中鋼筋的防護(hù)技術(shù)也可用于栓釘?shù)姆雷o(hù)，只是在具體工藝上應(yīng)當(dāng)與鋼筋的電化學(xué)防護(hù)有所區(qū)別。
[0006]由此可見，上述的現(xiàn)有保護(hù)手段均存在一定弊端，現(xiàn)有技術(shù)中，還沒有一種可以對(duì)混凝土中的栓釘或鋼筋進(jìn)行適時(shí)的主動(dòng)防護(hù)的裝置。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]有鑒于此，確有必要提供一種能夠?qū)炷林械乃ㄡ敾蜾摻钸M(jìn)行適時(shí)主動(dòng)防護(hù)的
目.ο
[0008]—種混凝土中栓釘或鋼筋腐蝕主動(dòng)控制裝置，用于混凝土中栓釘或鋼筋的腐蝕控制，所述混凝土中栓釘或鋼筋腐蝕主動(dòng)控制裝置包括:滲透?jìng)鞲衅?、供電裝置以及嵌入式控制裝置；所述滲透?jìng)鞲衅饔糜诒O(jiān)測(cè)外界腐蝕介質(zhì)滲入的深度，并與所述嵌入式控制裝置進(jìn)行通訊；所述供電裝置用于對(duì)被保護(hù)對(duì)象施加保護(hù)電流，所述供電裝置包括至少一個(gè)正極與至少一個(gè)負(fù)極，所述正極預(yù)先埋入混凝土中或后裝在混凝土表層，所述負(fù)極與被保護(hù)對(duì)象電連接；所述嵌入式控制裝置接收所述滲透?jìng)鞲衅鳙@得的監(jiān)測(cè)信號(hào)，并根據(jù)預(yù)裝模型控制所述供電裝置輸出的保護(hù)電流的大小、頻率及加電時(shí)長。
[0009]所述滲透?jìng)鞲衅鳛闇y(cè)量不同深度下混凝土電阻的電阻探針。
[0010]所述滲透?jìng)鞲衅鳛闇y(cè)量不同深度下有害離子濃度的離子濃度探針。
[0011 ] 所述有害離子為氯離子或硫酸根離子。
[0012]所述滲透?jìng)鞲衅靼ǘ鄠€(gè)氯離子濃度探針，用于監(jiān)測(cè)混凝土中不同深度下氯離子的濃度，該多個(gè)氯離子濃度探針垂直于所述混凝土的外表面排列，與該混凝土外表面的距離依次增加。
[0013]所述多個(gè)氯離子濃度探針的監(jiān)測(cè)深度梯度為3mm?5mm。
[0014]所述嵌入式控制裝置包括:滲透監(jiān)測(cè)模塊與負(fù)電流控電模塊；所述滲透監(jiān)測(cè)模塊接收所述滲透?jìng)鞲衅鳙@得的監(jiān)測(cè)信號(hào)，并根據(jù)該監(jiān)測(cè)信號(hào)以及預(yù)裝模型計(jì)算所述供電裝置需要施加的電流的大小與頻率；所述負(fù)電流控電模塊控制所述供電裝置輸出電流。
[0015]所述嵌入式控制裝置進(jìn)一步包括:通訊模塊，用于與上位機(jī)進(jìn)行通訊、數(shù)據(jù)傳輸以及系統(tǒng)更新。
[0016]所述正極為鈦網(wǎng)，埋設(shè)在所述混凝土中，所述鈦網(wǎng)的埋設(shè)位置靠近被保護(hù)對(duì)象的底部。
[0017]所述保護(hù)電流為脈沖直流負(fù)電流。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所提供的混凝土中栓釘或鋼筋腐蝕主動(dòng)控制裝置是基于腐蝕介質(zhì)滲入限制深度來對(duì)混凝土中的栓釘或鋼筋進(jìn)行適時(shí)主動(dòng)的、脈沖式防護(hù)的，它不僅能有效地避免所述栓釘或鋼筋發(fā)生腐蝕，而且運(yùn)行功耗大大降低，在顯著降低混凝土結(jié)構(gòu)維護(hù)成本的同時(shí)，還能顯著降低對(duì)所保護(hù)對(duì)象的負(fù)作用風(fēng)險(xiǎn)。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型提供的用于鋼筋的腐蝕主動(dòng)控制裝置示意圖。
[0020]圖2為本實(shí)用新型提供的用于栓釘?shù)母g主動(dòng)控制裝置示意圖。
[0021]圖3是本實(shí)用新型提供的腐蝕主動(dòng)控制裝置用于撒除冰鹽的鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)橋梁中栓釘?shù)母g控制。
[0022]圖4是本實(shí)用新型提供的腐蝕主動(dòng)控制裝置用于海上大橋下部潮差區(qū)/浪濺區(qū)的混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋的腐蝕控制。
[0023]主要元件符號(hào)說明
[0024]腐蝕主動(dòng)控制裝置100
[0025]滲透?jìng)鞲衅?0
[0026]供電裝置20
[0027]正極21
[0028]負(fù)極22
[0029]嵌入式控制裝置 30
[0030]滲透監(jiān)測(cè)模塊 31
[0031]負(fù)電流控電模塊 32
[0032]通訊模塊33
[0033]瀝青混凝土51
[0034]混凝土52
[0035]栓釘53
[0036]鋼梁54
[0037]鋼筋57
[0038]如下【具體實(shí)施方式】將結(jié)合上述附圖進(jìn)一步說明本實(shí)用新型。
【具體實(shí)施方式】
[0039]下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型提供的腐蝕主動(dòng)控制裝置作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0040]請(qǐng)一并參見圖1與圖2，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種腐蝕主動(dòng)控制裝置100，用于混凝土中栓釘53或鋼筋57的腐蝕控制，所述腐蝕主動(dòng)控制裝置100包括:滲透?jìng)鞲衅?0、供電裝置20以及嵌入式控制裝置30。所述滲透?jìng)鞲衅?0用于監(jiān)測(cè)外界腐蝕介質(zhì)滲入深度，所述滲透?jìng)鞲衅?0與所述嵌入式控制裝置30之間通過有線或無線方式進(jìn)行通訊。所述供電裝置20用于對(duì)被保護(hù)對(duì)象施加保護(hù)電流，所述供電裝置20與所述嵌入式控制裝置30之間通過有線或無線方式進(jìn)行通訊，所述供電裝置20包括至少一個(gè)正極21與至少一個(gè)負(fù)極22，所述負(fù)極22與被保護(hù)的對(duì)象電連接。所述嵌入式控制裝置30接收所述滲透?jìng)鞲衅?0獲得的監(jiān)測(cè)信號(hào)，并根據(jù)預(yù)裝模型控制所述供電裝置20輸出的保護(hù)電流。
[0041]所述滲透?jìng)鞲衅?0可以是測(cè)量不同深度下混凝土電阻的探針，也可以是測(cè)量不同深度下有害離子濃度的探針。所述有害離子可以為氯離子、硫酸根離子等。
[0042]所述供電裝置20為直流電流供電裝置，用于對(duì)被保護(hù)的對(duì)象施加保護(hù)電流，其輸出的電流大小、頻率及加電時(shí)長由所述嵌入式控制裝置30調(diào)控，所述保護(hù)電流通常為脈沖直流負(fù)電流。所述供電裝置20的正極21與負(fù)極22相互絕緣，所述正極21可預(yù)先埋入混凝土 52中或后裝在混凝土 52表層，所述負(fù)極22與被保護(hù)的對(duì)象電連接。
[0043]所述嵌入式控制裝置30接收來自滲透?jìng)鞲衅?0獲得的監(jiān)測(cè)信號(hào)，并根據(jù)所述監(jiān)測(cè)信號(hào)以及預(yù)裝模型控制供電裝置20輸出電流。所述嵌入式控制裝置30包括:滲透監(jiān)測(cè)模塊31與負(fù)電流控電模塊32。所述滲透監(jiān)測(cè)模塊31接收來自滲透?jìng)鞲衅?0獲得的監(jiān)測(cè)信號(hào)，并根據(jù)所述監(jiān)測(cè)信號(hào)以及預(yù)裝模型計(jì)算供電裝置20需要施加的保護(hù)電流的大小、頻率及加電時(shí)長。所述負(fù)電流控電模塊32控制供電裝置20輸出保護(hù)電流。所述嵌入式控制裝置30還可以進(jìn)一個(gè)包括一個(gè)通訊模塊33，用于與上位機(jī)進(jìn)行通訊、數(shù)據(jù)傳輸以及系統(tǒng)更新。所述通訊模塊33可以采用有線通訊方式，也可以采用無線通訊方式。
[0044]外界腐蝕介質(zhì)由混凝土的外表面向混凝土的內(nèi)部滲透，上述滲透過程會(huì)導(dǎo)致所述混凝土中有害離子濃度的升高或所述混凝土電阻的改變。所述滲透?jìng)鞲衅?0可以監(jiān)測(cè)距混凝土表面不同位置處的混凝土電阻或有害離子濃度的變化。當(dāng)所述滲透?jìng)鞲衅?0監(jiān)測(cè)到外界腐蝕介質(zhì)滲入到混凝土內(nèi)部的預(yù)控深度位置時(shí)，所述供電裝置20對(duì)被保護(hù)對(duì)象施加保護(hù)電流。所述預(yù)控深度位置可以為被保護(hù)對(duì)象靠近外界腐蝕介質(zhì)一側(cè)的表面，或距離該表面一定深度的位置。所述保護(hù)電流的大小、頻率及加電時(shí)長由所述嵌入式控制裝置30中的預(yù)設(shè)模型決定，當(dāng)所述外界腐蝕介質(zhì)停止?jié)B入，所述供電裝置20停止輸出保護(hù)電流或維持很低的保護(hù)電流供給。
[0045]所述供電裝置20輸出的保護(hù)電流的大小可隨有害離子濃度的變化而動(dòng)態(tài)改變，即有害離子濃度增大時(shí)所述保護(hù)電流也隨之動(dòng)態(tài)增大，有害離子濃度減小時(shí)所述保護(hù)電流也隨之動(dòng)態(tài)減小。所述保護(hù)電流可根據(jù)實(shí)際要求、被保護(hù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)而進(jìn)行調(diào)整。所述保護(hù)電流通常為脈沖直流負(fù)電流。本實(shí)施例中所述供