本發(fā)明涉及一種鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋銹蝕率監(jiān)測裝置及監(jiān)測方法，尤其涉及一種基于導(dǎo)電原理的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋銹蝕率監(jiān)測裝置及監(jiān)測方法，屬于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測和耐久性監(jiān)測領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

鋼筋銹蝕對混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性和安全性影響極大。在碳化、氯離子侵蝕等因素作用下混凝土內(nèi)部介質(zhì)的ph值逐漸降低，鋼筋表面在堿性介質(zhì)中形成的鈍化膜會(huì)逐漸被破壞而喪失保護(hù)作用，引起鋼筋的銹蝕，其銹蝕產(chǎn)物體積是相應(yīng)銹蝕鋼筋體積的2-4倍，因而會(huì)向四周膨脹，同時(shí)受周圍混凝土的約束，在界面上產(chǎn)生銹脹壓力。鋼筋銹蝕不僅會(huì)影響鋼筋和混凝土間的粘結(jié)性能，還會(huì)導(dǎo)致混凝土保護(hù)層受拉開裂，而裂縫一旦產(chǎn)生，有害物質(zhì)會(huì)更加容易進(jìn)入到鋼筋表面，進(jìn)而加速其銹蝕。銹蝕不僅會(huì)影響結(jié)構(gòu)的使用性能，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí){結(jié)構(gòu)安全。因此，有必要對混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋銹蝕進(jìn)行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，減小事故的發(fā)生。

傳統(tǒng)的鋼筋銹蝕監(jiān)測方法包括間接監(jiān)測和直接監(jiān)測兩類。間接監(jiān)測方法主要通過測定影響鋼筋銹蝕的某些參數(shù)，包括鋼筋表面的氯離子濃度、銹蝕電流大小等，再根據(jù)這些參數(shù)與鋼筋銹蝕的關(guān)系對其銹蝕率進(jìn)行監(jiān)測。該方法受外界環(huán)境因素、材料性質(zhì)、電磁干擾等影響較大，監(jiān)測精度難以保證。直接監(jiān)測主要通過測定鋼筋銹蝕后的物理量進(jìn)行監(jiān)測，包括銹蝕產(chǎn)物的成分和含量、鋼筋剩余直徑、混凝土脹裂等。該方法較為直觀，但實(shí)際操作時(shí)需要破損混凝土保護(hù)層，較為費(fèi)時(shí)、費(fèi)力。

目前，光纖光柵傳感器已逐步運(yùn)用到鋼筋銹蝕率的監(jiān)測領(lǐng)域，這類裝置主要是預(yù)埋光纖光柵傳感器測定銹蝕過程中鋼筋截面減小和混凝土脹裂等引起的形變變化。相比傳統(tǒng)的檢測方法，光纖光柵傳感器具有耐腐蝕性好、靈敏度較高等優(yōu)勢，但也存在諸多的不足。首先，多數(shù)光纖光柵傳感器直接纏繞或張貼于被測鋼筋表面，由于光纖光柵傳感器直接與被測鋼筋接觸，光纖光柵傳感器會(huì)抑制或加速局部區(qū)域鋼筋的銹蝕，鋼筋銹蝕后也可能會(huì)引起傳感器的脫落，都會(huì)影響測試精度；再者，土木工程施工粗放，而光纖光柵傳感器是脆弱的部件，很容易在混凝土澆筑過程中造成預(yù)埋光纖彎曲半徑過小，造成傳感器失效；此外，光纖光柵傳感器需要的儀器設(shè)備價(jià)格昂貴，成本較高。這些因素都影響到光纖光柵傳感器在鋼筋銹蝕監(jiān)測領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有鋼筋銹蝕監(jiān)測技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋銹蝕率監(jiān)測裝置，能夠以較低的成本實(shí)現(xiàn)在不破損混凝土的條件下對鋼筋銹蝕率和銹蝕速度的長期監(jiān)測，而且本發(fā)明的裝置和方法監(jiān)測準(zhǔn)確，不影響待監(jiān)測鋼筋的實(shí)際銹蝕情況。

根據(jù)本發(fā)明提供的第一種實(shí)施方案，提供一種鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋銹蝕率監(jiān)測裝置。

一種鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋銹蝕率監(jiān)測裝置，該監(jiān)測裝置包括不銹鋼環(huán)片、不銹鋼環(huán)片固定支架、不銹鋼環(huán)片固定橫梁。不銹鋼環(huán)片固定橫梁固定在箍筋上。箍筋和待監(jiān)測鋼筋均位于混凝土內(nèi)。不銹鋼環(huán)片固定支架的一端與不銹鋼環(huán)片固定橫梁連接，不銹鋼環(huán)片固定支架的另一端與不銹鋼環(huán)片連接。不銹鋼環(huán)片為兩端分開的帶狀不銹鋼片環(huán)繞組成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。不銹鋼環(huán)片的中間為鏤空結(jié)構(gòu)。待監(jiān)測鋼筋從不銹鋼環(huán)片的中間穿過，不銹鋼環(huán)片與待監(jiān)測鋼筋間有間隙。該監(jiān)測裝置還包括導(dǎo)線和檢測件。不銹鋼環(huán)片的兩端分別通過導(dǎo)線與檢測件連接。

作為優(yōu)選，所述不銹鋼環(huán)片上設(shè)有缺口。

優(yōu)選的是，缺口為一字型、v型、半圓形、梯形或矩形。

更優(yōu)選的是，缺口的深度為不銹鋼環(huán)片寬度的1-80％，優(yōu)選為5-60％，更優(yōu)選為10-50％。

作為優(yōu)選，該監(jiān)測裝置包括多個(gè)不銹鋼環(huán)片。待監(jiān)測鋼筋依次從多個(gè)不銹鋼環(huán)片的中間穿過。每一個(gè)不銹鋼環(huán)片的兩端分別獨(dú)立的通過導(dǎo)線與檢測件連接。

優(yōu)選的是，多個(gè)不銹鋼環(huán)片中每一個(gè)不銹鋼環(huán)片與待監(jiān)測鋼筋間的間隙不相等。

在本發(fā)明中，多個(gè)不銹鋼環(huán)片中相鄰不銹鋼環(huán)片間的距離相等或者不相等。

在本發(fā)明中，相鄰不銹鋼環(huán)片間的距離為5-500cm，優(yōu)選為10-300cm，更優(yōu)選為15-200cm。

在本發(fā)明中，不銹鋼環(huán)片與待監(jiān)測鋼筋間的間隙為1-200mm，優(yōu)選為3-150mm，更優(yōu)選為5-100mm。

在本發(fā)明中，所述檢測件包括電源和指示燈。

在本發(fā)明中，不銹鋼環(huán)片的兩端通過不銹鋼套箍、固定螺釘固定在不銹鋼環(huán)片固定支架上。

優(yōu)選的是，不銹鋼環(huán)片兩端的中間夾有絕緣墊片。

更優(yōu)選的是，不銹鋼環(huán)片的兩端與不銹鋼環(huán)片固定支架之間均設(shè)有不銹鋼墊片。

作為優(yōu)選，不銹鋼環(huán)片固定橫梁的軸線方向與待監(jiān)測鋼筋的軸線方向平行。

優(yōu)選的是，不銹鋼環(huán)片的圓心與待監(jiān)測鋼筋的圓心重合。

作為優(yōu)選，不銹鋼環(huán)片固定支架和不銹鋼環(huán)片固定橫梁均為空心管。導(dǎo)線的一端與不銹鋼墊片連接后從空心管的中心穿過，另一端與檢測件連接。

優(yōu)選的是，不銹鋼環(huán)片固定支架和不銹鋼環(huán)片固定橫梁均為絕緣空心管。

更優(yōu)選的是，不銹鋼環(huán)片固定支架和不銹鋼環(huán)片固定橫梁均為塑料空心管。

在本發(fā)明中，所述不銹鋼環(huán)片的外徑小于混凝土的尺寸。

在本發(fā)明中，不銹鋼環(huán)片的厚度為0.01-2mm，優(yōu)選為0.05-1.5mm，更優(yōu)選為0.1-1mm。

作為優(yōu)選，該監(jiān)測裝置還包括無線發(fā)射設(shè)備。無線發(fā)射設(shè)備與檢測件連接，無線發(fā)射設(shè)備用于遠(yuǎn)程控制該監(jiān)測裝置。

根據(jù)本發(fā)明的第二種實(shí)施方案，提供一種鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋銹蝕率的監(jiān)測方法。

一種鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋銹蝕率的監(jiān)測方法，該方法包括以下步驟：

1)根據(jù)混凝土的尺寸大小，確定不銹鋼環(huán)片的外徑大??；根據(jù)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的使用情況和周邊環(huán)境，確定不銹鋼環(huán)片的厚度、缺口的深度；根據(jù)待監(jiān)測鋼筋的大小，確定不銹鋼環(huán)片與待監(jiān)測鋼筋之間的間隙大??；

2)根據(jù)步驟1)中不銹鋼環(huán)片上缺口的深度、不銹鋼環(huán)片的厚度計(jì)算不銹鋼環(huán)片的破斷應(yīng)力；

3)安裝：在待監(jiān)測鋼筋安裝后，在箍筋上綁扎不銹鋼環(huán)片固定橫梁，不銹鋼環(huán)片的一端固定在不銹鋼環(huán)片固定支架上，不銹鋼環(huán)片的另一端包圍待監(jiān)測鋼筋后固定在不銹鋼環(huán)片固定支架，不銹鋼環(huán)片兩端的中間夾有絕緣墊片，不銹鋼環(huán)片的兩端與不銹鋼環(huán)片固定支架之間均設(shè)有不銹鋼墊片，導(dǎo)線的一端與不銹鋼墊片連接后從空心管的中心穿過，另一端與電源、指示燈連接，澆筑混凝土；

4)監(jiān)測：間隔一段時(shí)間，選擇一片不銹鋼環(huán)片連接電源，監(jiān)測與該不銹鋼環(huán)片連接的指示燈的情況：

如果指示燈亮，說明不銹鋼環(huán)片沒有斷裂，也就是說，設(shè)有不銹鋼環(huán)片位置處的待監(jiān)測鋼筋沒有銹蝕到使得不銹鋼環(huán)片斷裂的程度；

如果指示燈不亮，說明不銹鋼環(huán)片斷裂，也就是說，設(shè)有不銹鋼環(huán)片位置處待監(jiān)測鋼筋銹蝕，使得不銹鋼環(huán)片斷裂。

作為優(yōu)選，沿著待監(jiān)測鋼筋的長度方向，設(shè)有多個(gè)不銹鋼環(huán)片，而且每一個(gè)不銹鋼環(huán)片與待監(jiān)測鋼筋間的間隙不相等。監(jiān)測過程中，依次檢測每一個(gè)不銹鋼環(huán)片的斷裂情況。某一片不銹鋼環(huán)片斷裂，根據(jù)該不銹鋼環(huán)片與待監(jiān)測鋼筋間的間隙大小，采用彈塑性力學(xué)方法，計(jì)算混凝土膨脹變形，再根據(jù)鋼筋銹蝕產(chǎn)物的體積膨脹特征，計(jì)算出對應(yīng)時(shí)間節(jié)點(diǎn)下鋼筋的銹蝕率。

優(yōu)選的是，根據(jù)先后斷裂的多片不銹鋼環(huán)片，根據(jù)該多片不銹鋼環(huán)片分別與待監(jiān)測鋼筋間的間隙大小，計(jì)算出鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋的銹蝕速度。

作為優(yōu)選，通過無線發(fā)射設(shè)備進(jìn)行無線傳播信號，遠(yuǎn)程控制該監(jiān)測裝置中不銹鋼環(huán)片的斷裂情況。

在本發(fā)明中，箍筋是用于捆扎和固定鋼筋和監(jiān)測裝置的。

在本發(fā)明中，不銹鋼環(huán)片固定支架與不銹鋼環(huán)片固定橫梁是固定連接，一般是垂直連接。

在本發(fā)明中，待監(jiān)測鋼筋從不銹鋼環(huán)片的中間穿過是指：不銹鋼環(huán)片是中間鏤空的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，不銹鋼環(huán)片套在待監(jiān)測鋼筋的外周。不銹鋼環(huán)片由單根不銹鋼長薄片環(huán)繞而成。

在本發(fā)明中，不銹鋼環(huán)片上設(shè)有缺口，缺口的作用是降低不銹鋼環(huán)片的破斷應(yīng)力。缺口的形狀不受限制，缺口的深度只是缺口在不銹鋼環(huán)片寬度方向的寬度，缺口的深度越大，不銹鋼環(huán)片的破斷應(yīng)力越小，不銹鋼環(huán)片越容易斷裂；缺口的深度越小，不銹鋼環(huán)片的破斷應(yīng)力越大，不銹鋼環(huán)片越不容易斷裂。由缺口深度和形狀決定不銹鋼環(huán)片的破斷應(yīng)力。

在本發(fā)明中，設(shè)置多個(gè)不銹鋼環(huán)片，可以監(jiān)測不同時(shí)期鋼筋混凝土內(nèi)鋼筋的銹蝕情況，長時(shí)間掌握鋼筋的情況。

在本發(fā)明中，不銹鋼環(huán)片與待監(jiān)測鋼筋間的間隙根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定，根據(jù)鋼筋混凝土的實(shí)際情況設(shè)定?？梢栽O(shè)置特定的不銹鋼環(huán)片與待監(jiān)測鋼筋間的間隙；例如，當(dāng)與待監(jiān)測鋼筋間的特定間隙的不銹鋼環(huán)片斷裂時(shí)，設(shè)定為該鋼筋混凝土必須進(jìn)行某一點(diǎn)護(hù)理或者保護(hù)措施；可以將不銹鋼環(huán)片與待監(jiān)測鋼筋間的最大間隙設(shè)置為該鋼筋混凝土的最危險(xiǎn)參數(shù)，也就是說，當(dāng)與待監(jiān)測鋼筋間的最大間隙的不銹鋼環(huán)片斷裂時(shí)，說明該鋼筋混凝土達(dá)到危險(xiǎn)極限，需要拆除或者其他處理。多個(gè)不銹鋼環(huán)片與待監(jiān)測鋼筋間的間隙不同，也就是說不銹鋼環(huán)片的直徑或者厚度不同。多個(gè)不銹鋼環(huán)片與待監(jiān)測鋼筋間的間隙不同，與不銹鋼環(huán)片連接的不銹鋼環(huán)片固定支架的長度不同，根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定。

在本發(fā)明中，相鄰不銹鋼環(huán)片間的距離不受限制，可以相等也可以不相等，根據(jù)待測鋼筋的實(shí)際情況設(shè)定。一般的，每米待測鋼筋的長度方向上設(shè)有1-10個(gè)不銹鋼環(huán)片，優(yōu)選為2-8個(gè)不銹鋼環(huán)片，更有選為3-5個(gè)不銹鋼環(huán)片。

在本發(fā)明中，電源和指示燈用于監(jiān)測不銹鋼環(huán)片是否斷裂。

在本發(fā)明中，不銹鋼環(huán)片兩端的中間夾有絕緣墊片，絕緣墊片用于將不銹鋼環(huán)片兩端分開，分別于電源的正極和負(fù)極連接，形成閉合回路，避免短路。不銹鋼墊片與不銹鋼環(huán)片直接接觸，用于更加方便的連接導(dǎo)線。不銹鋼套箍和固定螺釘用于將不銹鋼墊片固定在支架上。

在本發(fā)明中，混凝土的尺寸是指混凝土的外部尺寸，不銹鋼環(huán)片必須全部位于混凝土內(nèi)。如果混凝土?xí)r長方體形，不銹鋼環(huán)片的外徑分別小于混凝土的長、寬和高；如果混凝土為圓柱形，不銹鋼環(huán)片的外徑小于混凝土的直徑；如果混凝土為其他形狀，不銹鋼環(huán)片的外徑均須小于混凝土的外部尺寸。不銹鋼環(huán)片的最小半徑大于被測鋼筋半徑、最大半徑小于鋼筋的混凝土保護(hù)層，其間半徑根據(jù)不銹鋼環(huán)片數(shù)量確定。

在本發(fā)明中，不銹鋼環(huán)片、不銹鋼環(huán)片固定支架、不銹鋼環(huán)片固定梁和導(dǎo)線為永久裝置，在鋼筋綁扎后進(jìn)行安裝，隨后進(jìn)行混凝土澆筑。電源和指示燈為測試輔助設(shè)備，每次測試時(shí)臨時(shí)安裝，測試完畢可以移除。

在本發(fā)明中，不銹鋼環(huán)片固定支架和不銹鋼環(huán)片固定梁均可采用空心管，導(dǎo)線可以從中穿過引出構(gòu)件表面。

本發(fā)明專利的原理在于：通過在混凝土預(yù)埋不同直徑或厚度的不銹鋼環(huán)片，并在不銹鋼環(huán)片上設(shè)置缺口以降低和控制其破斷應(yīng)力，利用鋼筋銹蝕產(chǎn)物體積膨脹效應(yīng)引起不銹鋼環(huán)片發(fā)生斷裂，通過測定各不銹鋼環(huán)片的導(dǎo)電性可以確定若干關(guān)鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn)，再通過不銹鋼環(huán)片破斷應(yīng)力、銹蝕產(chǎn)物膨脹與混凝土的變形協(xié)調(diào)關(guān)系等計(jì)算出各時(shí)間節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的鋼筋銹蝕率和銹蝕速度或速率。

本發(fā)明中不銹鋼環(huán)片為監(jiān)測裝置的關(guān)鍵元件，本發(fā)明利用鋼筋銹蝕膨脹引發(fā)的不銹鋼環(huán)片斷裂，通過測定不銹鋼環(huán)片的導(dǎo)電性確定若干關(guān)鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn)，再反推鋼筋銹蝕膨脹量，進(jìn)一步計(jì)算鋼筋不同時(shí)間節(jié)點(diǎn)下鋼筋的銹蝕率。通過設(shè)置不同直徑、厚度和缺口，來調(diào)節(jié)不銹鋼環(huán)片的破斷應(yīng)力靈敏度，并要預(yù)先確定各不銹鋼環(huán)片的破斷應(yīng)力值。

在本發(fā)明中，可以按照以下方法操作：不銹鋼環(huán)片的一端預(yù)先通過不銹鋼墊片和絕緣墊片固定于不銹鋼環(huán)片固定支架末端，另一端在裝置安裝現(xiàn)場通過不銹鋼套箍、固定螺釘和不銹鋼墊片固定于不銹鋼環(huán)片固定支架的末端，其中，不銹鋼套箍可以不銹鋼環(huán)片固定支架滑動(dòng)，調(diào)節(jié)固定螺釘將不銹鋼環(huán)片的活動(dòng)端固定于塑料固定架支架末端。

銹蝕監(jiān)測裝置的具體安裝過程是：首先，根據(jù)被測鋼筋測點(diǎn)選取適當(dāng)位置綁扎不銹鋼環(huán)片固定支架，使得不銹鋼環(huán)片的圓心與被測鋼筋圓心基本重合；然后擰松固定螺釘，將不銹鋼套箍挪至不銹鋼環(huán)片固定橫梁附近，并取出不銹鋼環(huán)片固定支架末端的不銹鋼墊片；進(jìn)而將不銹鋼環(huán)片繞過被測鋼筋，將其活動(dòng)端部至于不銹鋼環(huán)片固定支架末端，安裝不銹鋼墊片；最后，挪回不銹鋼套箍至固定位置，擰緊固定螺釘將不銹鋼環(huán)片固定。由于兩片不銹鋼墊片分別與導(dǎo)線連接，此過程同時(shí)實(shí)現(xiàn)了不銹鋼環(huán)片兩端導(dǎo)線的外接。

澆筑混凝土后，每隔適當(dāng)時(shí)間即采用電源和指示燈對監(jiān)測裝置中各不銹鋼環(huán)片的導(dǎo)電性進(jìn)行測定，或采用無線信號傳播系統(tǒng)對不銹鋼環(huán)片的導(dǎo)電性進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，確定各不銹鋼環(huán)片斷裂時(shí)的關(guān)鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn)。采用彈塑性力學(xué)方法，計(jì)算各關(guān)鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn)時(shí)不銹鋼環(huán)片發(fā)生破斷時(shí)的混凝土膨脹變形，再根據(jù)鋼筋銹蝕產(chǎn)物的體積膨脹特征，計(jì)算出對應(yīng)時(shí)間節(jié)點(diǎn)下鋼筋的銹蝕率。

在本發(fā)明中，監(jiān)測裝置安裝之后，澆筑結(jié)構(gòu)的混凝土，混凝土澆筑過程中注意對不銹鋼環(huán)片和導(dǎo)線的保護(hù)，防止其錯(cuò)位和破壞，混凝土振動(dòng)棒盡量遠(yuǎn)離測試裝置。

在本發(fā)明中，根據(jù)鋼筋銹蝕率的檢測結(jié)果，評定其對結(jié)構(gòu)使用性能和承載能力的影響，及時(shí)做出維修加固等處理措施，以減小事故等的發(fā)生。當(dāng)監(jiān)測到鋼筋發(fā)生銹蝕時(shí)，可以采用以下處理方式：

1、混凝土表面涂層法，在整個(gè)混凝土表面覆蓋一層水泥基覆層、滲透型涂層或表面涂覆層，并填補(bǔ)自然坍塌或侵蝕老化所形成的孔洞。水泥基覆層包括普通水泥砂漿和聚合物改性水泥砂漿。滲透型涂層采用在混凝土表面涂覆滲透型硅烷浸漬劑形成涂層?；炷帘砻嫱扛矊又饕捎脼r青、煤焦油類或樹脂類涂料進(jìn)行涂覆覆蓋。

2、局部修補(bǔ)法，是對已經(jīng)產(chǎn)生輕微銹蝕的鋼筋處的混凝土去除，用堿性修補(bǔ)砂漿對該部位進(jìn)行局部修補(bǔ)。

3、鋼筋涂層法，是對銹蝕的鋼筋進(jìn)行除銹處理，在鋼筋表面涂覆環(huán)氧樹脂或聚乙烯醇縮丁醛涂層，阻止鋼筋繼續(xù)銹蝕。

4、全面覆蓋堿性砂漿法(全面覆蓋噴射混凝土法)，是在混凝土表面涂抹一層水泥砂漿或者噴射混凝土，使混凝土再堿化和鋼筋再鈍化。

5、電化學(xué)再堿化法，在短期內(nèi)(100～200小時(shí))外敷陽極和電解質(zhì)，對被保護(hù)范圍內(nèi)的鋼筋外加陰極電流，使混凝土恢復(fù)堿性和鋼筋再鈍化。

6、電化學(xué)脫鹽法，在短期內(nèi)(約8周時(shí)間)，外加電流于臨時(shí)設(shè)置于混凝土表面的陽極和電解質(zhì)溶液，對鋼筋施加陰極電流，使受鹽污染的混凝土中氯離子濃度下降到臨界濃度以下，并在斷電后可以長期保持鋼筋的鈍化。

7、陰極保護(hù)法，是將直流電源的負(fù)極連接在混凝土的鋼筋上，對鋼筋持續(xù)施加陰極電流，使其表面各處均不再發(fā)生釋放電子的陽極反應(yīng)，從而避免銹蝕。

根據(jù)實(shí)際情況需要，也可以采用處理方式處理已經(jīng)開始銹蝕的鋼筋；如果鋼筋混凝土內(nèi)的鋼筋已經(jīng)銹蝕到很嚴(yán)重的程度，根據(jù)評估，可以選擇拆除等方式處理。

在本發(fā)明中，采用監(jiān)測裝置對維修處理后的鋼筋銹蝕情況繼續(xù)進(jìn)行監(jiān)測，對維修處理效果進(jìn)行評價(jià)，或再次預(yù)警結(jié)構(gòu)的銹蝕狀況。

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下有益技術(shù)效果：

1、本發(fā)明的監(jiān)測裝置采用不銹鋼環(huán)片作為主要測試元件，不僅耐腐蝕性好，而且具有較高的強(qiáng)度，能較好的適應(yīng)于土木工程中的粗放式施工；

2、本發(fā)明的監(jiān)測裝置中不銹鋼環(huán)片通過外部塑料固定架固定，不銹鋼環(huán)片與鋼筋之間不存在多余部件也不直接接觸，對鋼筋銹蝕擾動(dòng)少；

3、本發(fā)明的監(jiān)測裝置采用導(dǎo)電原理，構(gòu)造簡單、安裝方便，而且無需昂貴的專用儀器和設(shè)備，僅需借助電源和指示燈即可對結(jié)構(gòu)的銹蝕情況進(jìn)行測定，監(jiān)測裝置成本低，并且無需破損混凝土，操作方便，能適用于土木工程的廣泛應(yīng)用；

4、本發(fā)明通過控制不銹鋼環(huán)片的直徑、厚度、缺口的形狀和深度，能有效調(diào)控破斷應(yīng)力的靈敏度，具有較高的測試精度。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋銹蝕率監(jiān)測裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明一種鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋銹蝕率監(jiān)測裝置的橫向剖面圖；

圖3是本發(fā)明一種鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋銹蝕率監(jiān)測裝置的立面圖；

圖4位本發(fā)明一種鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋銹蝕率監(jiān)測裝置的不銹鋼環(huán)片的局部示意圖。

附圖說明：1：不銹鋼環(huán)片；101：缺口；2：不銹鋼環(huán)片固定支架；3：不銹鋼環(huán)片固定橫梁；4：箍筋；5：待監(jiān)測鋼筋；6：混凝土；7：導(dǎo)線；8：檢測件；801：電源；802：指示燈；901：不銹鋼套箍；902：固定螺釘；903：絕緣墊片；904：不銹鋼墊片；10：無線發(fā)射設(shè)備。

具體實(shí)施方式

根據(jù)本發(fā)明提供的第一種實(shí)施方案，提供一種鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋銹蝕率監(jiān)測裝置。

一種鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋銹蝕率監(jiān)測裝置，該監(jiān)測裝置包括不銹鋼環(huán)片1、不銹鋼環(huán)片固定支架2、不銹鋼環(huán)片固定橫梁3。不銹鋼環(huán)片固定橫梁3固定在箍筋4上。箍筋4和待監(jiān)測鋼筋5均位于混凝土6內(nèi)。不銹鋼環(huán)片固定支架2的一端與不銹鋼環(huán)片固定橫梁3連接，不銹鋼環(huán)片固定支架2的另一端與不銹鋼環(huán)片1連接。不銹鋼環(huán)片1為兩端分開的帶狀不銹鋼片環(huán)繞組成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。不銹鋼環(huán)片1的中間為鏤空結(jié)構(gòu)。待監(jiān)測鋼筋5從不銹鋼環(huán)片1的中間穿過，不銹鋼環(huán)片1與待監(jiān)測鋼筋5間有間隙。該監(jiān)測裝置還包括導(dǎo)線7和檢測件8。不銹鋼環(huán)片1的兩端分別通過導(dǎo)線7與檢測件8連接。。

作為優(yōu)選，所述不銹鋼環(huán)片1上設(shè)有缺口101。

優(yōu)選的是，缺口101為一字型、v型、半圓形、梯形或矩形。

更優(yōu)選的是，缺口101的深度為不銹鋼環(huán)片1寬度的1-80％，優(yōu)選為5-60％，更優(yōu)選為10-50％。

作為優(yōu)選，該監(jiān)測裝置包括多個(gè)不銹鋼環(huán)片1。待監(jiān)測鋼筋5依次從多個(gè)不銹鋼環(huán)片1的中間穿過。每一個(gè)不銹鋼環(huán)片1的兩端分別獨(dú)立的通過導(dǎo)線7與檢測件8連接。

優(yōu)選的是，多個(gè)不銹鋼環(huán)片1中每一個(gè)不銹鋼環(huán)片1與待監(jiān)測鋼筋5間的間隙不相等。

在本發(fā)明中，多個(gè)不銹鋼環(huán)片1中相鄰不銹鋼環(huán)片1間的距離相等或者不相等。

在本發(fā)明中，相鄰不銹鋼環(huán)片1間的距離為5-500cm，優(yōu)選為10-300cm，更優(yōu)選為15-200cm。

在本發(fā)明中，不銹鋼環(huán)片1與待監(jiān)測鋼筋5間的間隙為1-200mm，優(yōu)選為3-150mm，更優(yōu)選為5-100mm。

在本發(fā)明中，所述檢測件8包括電源801和指示燈802。

在本發(fā)明中，不銹鋼環(huán)片1的兩端通過不銹鋼套箍901、固定螺釘902固定在不銹鋼環(huán)片固定支架2上。

優(yōu)選的是，不銹鋼環(huán)片1兩端的中間夾有絕緣墊片903。

更優(yōu)選的是，不銹鋼環(huán)片1的兩端與不銹鋼環(huán)片固定支架2之間均設(shè)有不銹鋼墊片904。

作為優(yōu)選，不銹鋼環(huán)片固定橫梁3的軸線方向與待監(jiān)測鋼筋5的軸線方向平行。

優(yōu)選的是，不銹鋼環(huán)片1的圓心與待監(jiān)測鋼筋5的圓心重合。

作為優(yōu)選，不銹鋼環(huán)片固定支架2和不銹鋼環(huán)片固定橫梁3均為空心管。導(dǎo)線7的一端與不銹鋼墊片904連接后從空心管的中心穿過，另一端與檢測件8連接。

優(yōu)選的是，不銹鋼環(huán)片固定支架2和不銹鋼環(huán)片固定橫梁3均為絕緣空心管。

更優(yōu)選的是，不銹鋼環(huán)片固定支架2和不銹鋼環(huán)片固定橫梁3均為塑料空心管。

在本發(fā)明中，所述不銹鋼環(huán)片1的外徑小于混凝土6的尺寸。

在本發(fā)明中，不銹鋼環(huán)片1的厚度為0.01-2mm，優(yōu)選為0.05-1.5mm，更優(yōu)選為0.1-1mm。

作為優(yōu)選，該監(jiān)測裝置還包括無線發(fā)射設(shè)備10。無線發(fā)射設(shè)備10與檢測件8連接，無線發(fā)射設(shè)備10用于遠(yuǎn)程控制該監(jiān)測裝置。

根據(jù)本發(fā)明的第二種實(shí)施方案，提供一種鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋銹蝕率的監(jiān)測方法。

一種鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋銹蝕率的監(jiān)測方法，該方法包括以下步驟：

1)根據(jù)混凝土6的尺寸大小，確定不銹鋼環(huán)片1的外徑大??；根據(jù)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的使用情況和周邊環(huán)境，確定不銹鋼環(huán)片1的厚度、缺口101的深度；根據(jù)待監(jiān)測鋼筋5的大小，確定不銹鋼環(huán)片1與待監(jiān)測鋼筋5之間的間隙大??；

2)根據(jù)步驟1)中不銹鋼環(huán)片1上缺口101的深度、不銹鋼環(huán)片1的厚度計(jì)算不銹鋼環(huán)片1的破斷應(yīng)力；

3)安裝：在待監(jiān)測鋼筋5安裝后，在箍筋4上綁扎不銹鋼環(huán)片固定橫梁3，不銹鋼環(huán)片1的一端固定在不銹鋼環(huán)片固定支架2上，不銹鋼環(huán)片1的另一端包圍待監(jiān)測鋼筋5后固定在不銹鋼環(huán)片固定支架2，不銹鋼環(huán)片1兩端的中間夾有絕緣墊片903，不銹鋼環(huán)片1的兩端與不銹鋼環(huán)片固定支架2之間均設(shè)有不銹鋼墊片904，導(dǎo)線7的一端與不銹鋼墊片904連接后從空心管的中心穿過，另一端與電源801、指示燈802連接，澆筑混凝土；

4)監(jiān)測：間隔一段時(shí)間，選擇一片不銹鋼環(huán)片1連接電源801，監(jiān)測與該不銹鋼環(huán)片1連接的指示燈802的情況：

如果指示燈802亮，說明不銹鋼環(huán)片1沒有斷裂，也就是說，設(shè)有不銹鋼環(huán)片1位置處的待監(jiān)測鋼筋5沒有銹蝕到使得不銹鋼環(huán)片1斷裂的程度；

如果指示燈802不亮，說明不銹鋼環(huán)片1斷裂，也就是說，設(shè)有不銹鋼環(huán)片1位置處待監(jiān)測鋼筋5銹蝕，使得不銹鋼環(huán)片1斷裂。

作為優(yōu)選，沿著待監(jiān)測鋼筋5的長度方向，設(shè)有多個(gè)不銹鋼環(huán)片1，而且每一個(gè)不銹鋼環(huán)片1與待監(jiān)測鋼筋5間的間隙不相等。監(jiān)測過程中，依次檢測每一個(gè)不銹鋼環(huán)片1的斷裂情況。某一片不銹鋼環(huán)片1斷裂，根據(jù)該不銹鋼環(huán)片1與待監(jiān)測鋼筋5間的間隙大小，采用彈塑性力學(xué)方法，計(jì)算混凝土膨脹變形，再根據(jù)鋼筋銹蝕產(chǎn)物的體積膨脹特征，計(jì)算出對應(yīng)時(shí)間節(jié)點(diǎn)下鋼筋的銹蝕率。

優(yōu)選的是，根據(jù)先后斷裂的多片不銹鋼環(huán)片1，根據(jù)該多片不銹鋼環(huán)片1分別與待監(jiān)測鋼筋5間的間隙大小，計(jì)算出鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋的銹蝕速度。

作為優(yōu)選，通過無線發(fā)射設(shè)備10進(jìn)行無線傳播信號，遠(yuǎn)程控制該監(jiān)測裝置中不銹鋼環(huán)片1的斷裂情況。

實(shí)施例1

一種鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋銹蝕率監(jiān)測裝置，該監(jiān)測裝置包括一片不銹鋼環(huán)片1、不銹鋼環(huán)片固定支架2、不銹鋼環(huán)片固定橫梁3。不銹鋼環(huán)片固定橫梁3固定在箍筋4上。箍筋4和待監(jiān)測鋼筋5均位于混凝土6內(nèi)。不銹鋼環(huán)片固定支架2的一端與不銹鋼環(huán)片固定橫梁3連接，不銹鋼環(huán)片固定支架2的另一端與不銹鋼環(huán)片1連接。不銹鋼環(huán)片1為兩端分開的帶狀不銹鋼片環(huán)繞組成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。不銹鋼環(huán)片1的中間為鏤空結(jié)構(gòu)。待監(jiān)測鋼筋5從不銹鋼環(huán)片1的中間穿過，不銹鋼環(huán)片1與待監(jiān)測鋼筋5間有間隙，間隙為10mm。該監(jiān)測裝置還包括導(dǎo)線7和檢測件8。不銹鋼環(huán)片1的兩端分別通過導(dǎo)線7與檢測件8連接。

檢測件8包括電源801和指示燈802。不銹鋼環(huán)片1的兩端通過不銹鋼套箍901、固定螺釘902固定在不銹鋼環(huán)片固定支架2上。不銹鋼環(huán)片1兩端的中間夾有絕緣墊片903。不銹鋼環(huán)片1的兩端與不銹鋼環(huán)片固定支架2之間均設(shè)有不銹鋼墊片904。不銹鋼環(huán)片固定橫梁3的軸線方向與待監(jiān)測鋼筋5的軸線方向平行。不銹鋼環(huán)片1的圓心與待監(jiān)測鋼筋5的圓心重合。不銹鋼環(huán)片固定支架2和不銹鋼環(huán)片固定橫梁3均為塑料空心管。導(dǎo)線7的一端與不銹鋼墊片904連接后從空心管的中心穿過，另一端與檢測件8連接。

不銹鋼環(huán)片1的外徑小于混凝土6的尺寸。不銹鋼環(huán)片1的厚度為0.1mm。

實(shí)施例2

重復(fù)實(shí)施例1，只是不銹鋼環(huán)片1上設(shè)有缺口101，缺口101為半圓形，缺口101的深度為不銹鋼環(huán)片1寬度的10％。

實(shí)施例3

重復(fù)實(shí)施例2，只是該監(jiān)測裝置包括4個(gè)不銹鋼環(huán)片1。待監(jiān)測鋼筋5依次從4個(gè)不銹鋼環(huán)片1的中間穿過。每一個(gè)不銹鋼環(huán)片1的兩端分別獨(dú)立的通過導(dǎo)線7與檢測件8連接。相鄰不銹鋼環(huán)片1間的距離相等，為50cm。

4個(gè)不銹鋼環(huán)片1中每一個(gè)不銹鋼環(huán)片1與待監(jiān)測鋼筋5間的間隙不相等；根據(jù)間隙大小，依次為5mm、10mm、20mm、50mm。

實(shí)施例4

重復(fù)實(shí)施例3，只是相鄰不銹鋼環(huán)片1間的距離不相等，依次為10cm、20cm、30cm、50cm。

實(shí)施例5

重復(fù)實(shí)施例3，只是該監(jiān)測裝置還包括無線發(fā)射設(shè)備10。無線發(fā)射設(shè)備10與檢測件8連接，無線發(fā)射設(shè)備10用于遠(yuǎn)程控制該監(jiān)測裝置。

使用實(shí)施例1

使用實(shí)施例2的方法：

1)根據(jù)混凝土6的尺寸大小，確定不銹鋼環(huán)片1的外徑大小；根據(jù)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的使用情況和周邊環(huán)境，確定不銹鋼環(huán)片1的厚度、缺口101的深度；根據(jù)待監(jiān)測鋼筋5的大小，確定不銹鋼環(huán)片1與待監(jiān)測鋼筋5之間的間隙大小；

2)根據(jù)步驟1)中不銹鋼環(huán)片1上缺口101的深度、不銹鋼環(huán)片1的厚度計(jì)算不銹鋼環(huán)片1的破斷應(yīng)力；

3)安裝：在待監(jiān)測鋼筋5安裝后，在箍筋4上綁扎不銹鋼環(huán)片固定橫梁3，不銹鋼環(huán)片1的一端固定在不銹鋼環(huán)片固定支架2上，不銹鋼環(huán)片1的另一端包圍待監(jiān)測鋼筋5后固定在不銹鋼環(huán)片固定支架2，不銹鋼環(huán)片1兩端的中間夾有絕緣墊片903，不銹鋼環(huán)片1的兩端與不銹鋼環(huán)片固定支架2之間均設(shè)有不銹鋼墊片904，導(dǎo)線7的一端與不銹鋼墊片904連接后從空心管的中心穿過，另一端與電源801、指示燈802連接，澆筑混凝土；

4)監(jiān)測：間隔一段時(shí)間，監(jiān)測與該不銹鋼環(huán)片1連接的指示燈802的情況：

如果指示燈802亮，說明不銹鋼環(huán)片1沒有斷裂，也就是說，設(shè)有不銹鋼環(huán)片1位置處的待監(jiān)測鋼筋5沒有銹蝕到使得不銹鋼環(huán)片1斷裂的程度；

如果指示燈802不亮，說明不銹鋼環(huán)片1斷裂，也就是說，設(shè)有不銹鋼環(huán)片1位置處待監(jiān)測鋼筋5銹蝕，使得不銹鋼環(huán)片1斷裂。

5)如果不銹鋼環(huán)片1斷裂，根據(jù)該不銹鋼環(huán)片1與待監(jiān)測鋼筋5間的間隙大小，采用彈塑性力學(xué)方法，計(jì)算混凝土膨脹變形，再根據(jù)鋼筋銹蝕產(chǎn)物的體積膨脹特征，計(jì)算出對應(yīng)時(shí)間節(jié)點(diǎn)下鋼筋的銹蝕率。

使用實(shí)施例2

使用實(shí)施例3的方法：

1)根據(jù)混凝土6的尺寸大小，確定不銹鋼環(huán)片1的外徑大小；根據(jù)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的使用情況和周邊環(huán)境，確定不銹鋼環(huán)片1的厚度、缺口101的深度；根據(jù)待監(jiān)測鋼筋5的大小，確定不銹鋼環(huán)片1與待監(jiān)測鋼筋5之間的間隙大??；

2)根據(jù)步驟1)中不銹鋼環(huán)片1上缺口101的深度、不銹鋼環(huán)片1的厚度計(jì)算不銹鋼環(huán)片1的破斷應(yīng)力；

3)安裝：在待監(jiān)測鋼筋5安裝后，在箍筋4上綁扎不銹鋼環(huán)片固定橫梁3，將4個(gè)不銹鋼環(huán)片1的一端固定在不銹鋼環(huán)片固定支架2上，不銹鋼環(huán)片1的另一端包圍待監(jiān)測鋼筋5后固定在不銹鋼環(huán)片固定支架2，不銹鋼環(huán)片1兩端的中間夾有絕緣墊片903，不銹鋼環(huán)片1的兩端與不銹鋼環(huán)片固定支架2之間均設(shè)有不銹鋼墊片904，導(dǎo)線7的一端與不銹鋼墊片904連接后從空心管的中心穿過，另一端與電源801、指示燈802連接，澆筑混凝土；

4)監(jiān)測：間隔一段時(shí)間，選擇一片不銹鋼環(huán)片1連接電源801，監(jiān)測與該不銹鋼環(huán)片1連接的指示燈802的情況：

如果指示燈802亮，說明不銹鋼環(huán)片1沒有斷裂，也就是說，設(shè)有不銹鋼環(huán)片1位置處的待監(jiān)測鋼筋5沒有銹蝕到使得不銹鋼環(huán)片1斷裂的程度；

如果指示燈802不亮，說明不銹鋼環(huán)片1斷裂，也就是說，設(shè)有不銹鋼環(huán)片1位置處待監(jiān)測鋼筋5銹蝕，使得不銹鋼環(huán)片1斷裂；

5)重復(fù)步驟4)，依次檢測4個(gè)不銹鋼環(huán)片1的斷裂情況；

6)某一片不銹鋼環(huán)片1斷裂，根據(jù)該不銹鋼環(huán)片1與待監(jiān)測鋼筋5間的間隙大小，采用彈塑性力學(xué)方法，計(jì)算混凝土膨脹變形，再根據(jù)鋼筋銹蝕產(chǎn)物的體積膨脹特征，計(jì)算出對應(yīng)時(shí)間節(jié)點(diǎn)下鋼筋的銹蝕率；

7)根據(jù)先后斷裂的多片不銹鋼環(huán)片1，根據(jù)該多片不銹鋼環(huán)片1分別與待監(jiān)測鋼筋5間的間隙大小，計(jì)算出鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋的銹蝕速度。

使用實(shí)施例3

使用實(shí)施例5的方法，重復(fù)使用實(shí)施例2，只是通過無線發(fā)射設(shè)備10進(jìn)行無線傳播信號，遠(yuǎn)程控制該監(jiān)測裝置中不銹鋼環(huán)片1的斷裂情況。