专利名称: |
一种混凝土抗氯离子渗透性测量方法 |
摘要: |
本发明属于土木工程材料性能测试方法技术领域,涉及一种混凝土抗氯离子渗透性测量方法,是在混凝土抗氯离子渗透性测量装置上实现的,具体工艺过程包括制作混凝土试件、预处理混凝土试件、夹装混凝土试件、测量混凝土试件电阻和计算分析混凝土试件渗透性五个步骤,采用电压为1伏、频率为1000赫兹的低压高频交流电测量经过饱水预处理的混凝土试件的电阻,以电阻值反映混凝土试件抵抗氯离子渗透性的能力,克服了直流电试验方法易有的极化反应以及在长时间电压作用下溶液产生热量,对电阻值产生干扰的缺点,改进了美国材料试验协会推荐的ASTM C1202;其原理科学可靠,测量流程简单,测量速度快,测量结果准确,易于推广使用。 |
专利类型: |
发明专利 |
国家地区组织代码: |
山东;37 |
申请人: |
青岛理工大学 |
发明人: |
万小梅;范宏;王鹏刚;尚君;侯东帅;尹暖暖;韩林;赵铁军;张鹏;崔祎菲;郭思瑶;姜福香;金祖权;申晨 |
专利状态: |
有效 |
申请日期: |
2019-05-29T00:00:00+0800 |
发布日期: |
2019-08-02T00:00:00+0800 |
申请号: |
CN201910456442.X |
公开号: |
CN110082278A |
代理机构: |
青岛高晓专利事务所(普通合伙) |
代理人: |
白莹;于正河 |
分类号: |
G01N15/08(2006.01);G;G01;G01N;G01N15 |
申请人地址: |
266034 山东省青岛市市北区抚顺路11号 |
主权项: |
1.一种混凝土抗氯离子渗透性测量方法,其特征在于是在混凝土抗氯离子渗透性测量装置上实现的,具体工艺过程包括制作混凝土试件、预处理混凝土试件、夹装混凝土试件、测量混凝土试件电阻和计算分析混凝土试件渗透性共五个步骤: (1)制作混凝土试件:混凝土试件为现浇时,浇筑3块直径为100mm,厚度为50mm的圆柱形混凝土试件,混凝土试件成型后24h拆模,将拆模后的混凝土试件在20±3℃的水中养护至试验龄期28d,混凝土试件在实体混凝土结构中钻取时,由混凝土芯样表面向内切割50mm形成直径为100mm的混凝土试件,切割3块相同尺寸的混凝土试件,混凝土试件的表面有涂料的应当切除涂料,混凝土试件的内部不得含有钢筋,完成混凝土试件的制作; (2)预处理混凝土试件:将松香和石蜡按照1:3的质量比混合后分别密封3块混凝土试件的圆柱体侧表面,将混凝土试件放入真空干燥器中,启动真空泵,真空干燥器的真空度为133Pa时,保持真空3h后,在真空度为133Pa的条件下向真空干燥器内注入蒸馏水,混凝土试件在蒸馏水中浸没1h后恢复常压,再在常压条件下继续浸泡18±2h后,取出备用,完成混凝土试件的预处理; (3)夹装混凝土试件:将两片用水润湿的滤纸分别铺在两个导电铜垫板上,将步骤(2)预处理的混凝土试件夹在两个槽体之间,混凝土试件的顶端和底端分别与铺设滤纸的导电铜垫板接触,通过螺栓和螺栓孔将两个槽体紧固,混凝土试件分别与2个槽体上边沿接触的位置之间填塞橡胶垫圈,防止储液池内的液体泄漏,完成混凝土试件的夹装; (4)测量混凝土试件电阻:将夹装有混凝土试件2个槽体放平,使注液孔208向上,使用2根导线将混凝土交流电阻测量器单元分别与有机玻璃试验槽单元连接,通过注液孔分别向2个储液池注入质量浓度为3%的NaCl水溶液,NaCl水溶液充满储液池后,接通电路,混凝土交流电阻测量器单元输出电压为1伏、频率为1000赫兹的交流电,由液晶屏读取混凝土试件的电阻值,用相同的方式获得另外2块混凝土试件的电阻值后,拆除混凝土试件,排除NaCl水溶液,用蒸馏水冲洗有机玻璃试验槽单元,并用置于冷风档的电吹风将有机玻璃试验槽单元吹干; (5)计算分析混凝土试件渗透性:加权平均同组3个混凝土试件测试的电阻值,作为该组混凝土试件评定抗氯离子渗透性的电阻值,将电阻值与评定标准中的电阻值进行比较并评定渗透性,同组中任一个混凝土试件的电阻值与中值的差值超过中值的15%时,取中值为测定值,如2个混凝土试件的电阻值与中值的差值超过中值的15%,该组试验结果无效,评定标准见下表: 交流电测混凝土渗透性的评定标准 。 2.根据权利要求1所述的混凝土抗氯离子渗透性测量装置,其特征在于由包括液晶屏的混凝土交流电阻测量器单元和包括储液池的有机玻璃试验槽单元组成,混凝土交流电阻测量器单元与有机玻璃试验槽单元通过导线电连接;混凝土交流电阻测量器单元的内部集成有主控CPU、激励电路、测量电路和液晶屏显示电路,主控CPU分别与激励电路、测量电路和液晶屏显示电路电连接,激励电路与测量电路电连接,液晶屏显示电路与混凝土交流电阻测量器单元外部设置的液晶屏电连接;激励电路由DDS电路、滤波电路、稳幅电路、扩流电路和输出端口保护电路构成;测量电路由凯尔文检测电路、电压放大电路、电流放大电路、选频电路、程控放大电路、整流电路、采样电路、鉴幅电路和鉴相电路构成;有机玻璃试验槽单元的主体结构包括槽体、螺栓孔、试件槽、导电铜垫板、一号螺钉孔、导电铜片、二号螺钉孔、固定孔、储液池、排气孔、电极导出孔、注液孔、三号螺钉孔和四号螺钉孔;矩形块状式结构的槽体的四个角部设置有贯穿槽体的圆柱形结构的螺栓孔,槽体的中心位置开设有试件槽,试件槽的底部槽口处设置有圆形带孔片状结构的导电铜垫板,导电铜垫板的边缘开设有圆形结构的一号螺钉孔,导电铜垫板通过矩形片状结构的导电铜片上开设的二号螺钉孔与导电铜片螺钉式连接,导电铜片的另一端开设有椭圆形结构的固定孔,一号螺钉孔、二号螺钉孔与固定孔位于同一条轴线上,槽体的内部位于导电铜垫板的下方开设有圆柱形结构的储液池,储液池的侧部依次设置有贯穿槽体的圆柱形结构的排气孔、电极导出孔和注液孔,槽体上部还开设有圆柱形结构的三号螺钉孔,电极导出孔位于三号螺钉孔的正后方,导电铜垫板通过一号螺钉孔和槽体上开设的圆柱形结构的四号螺钉孔与槽体螺钉式连接,导电铜片的一端由电极导出孔伸出后通过导电铜片上的固定孔用螺钉固定在三号螺钉孔中作为导线的接入端。 3.根据权利要求2所述的混凝土抗氯离子渗透性测量装置,其特征在于混凝土交流电阻测量器单元提供电压为1伏、频率为1000赫兹的交流电,测试速度快,能够避免极化反应和温升过高对测试精度的影响;液晶屏能够直观便捷的显示电阻值和渗透性;试件槽的边长大于导电铜垫板的直径,导电铜垫板的直径大于储液池的直径;排气孔作为储液池中的气体的排放通道;电极导出孔中的一段导电铜片使用带有螺钉的电极进行固定;注液孔为NaCl水溶液注入储液池的通道;三号螺钉孔是深度为1㎝的带有内螺纹的孔,用于拧入螺钉以固定弯折后的导电铜片的一端。 4.根据权利要求2所述的混凝土抗氯离子渗透性测量装置,其特征在于主控CPU能够监测测量电路的信号波形、幅度和相位参数,并根据波形特征对通道参数进行调整,主控CPU数据处理采用前馈神经网络算法,对采样值进行加权分析和数据统计,根据混凝土阻抗谱特性进行数据处理,计算和测定出混凝土试块的抗氯离子渗透性数值,并将渗透性数值送达液晶屏进行显示;激励电路能够产生电压为1伏、频率为1000赫兹的交流信号,为测量电路提供信号源;DDS电路为DDS数字频率合成电路,其中的DDS信号发生器U1为AD9833,信号源能够工作于调制状态,对输出电平进行调节,DDS电路采用DDS芯片AD9833,信号控制参数由主控CPU通过SPI端口输入DDS发生器U1,控制其产生相应正弦信号,DDS电路产生设定频率和设定振幅的正弦波作为测量电路的激励信号;稳幅电路采用AGC自动增益控制电路,将输出信号幅值锁定在预期值上,其中,U2和U3为可变增益运算放大电路,固定增益由电阻R10和R14决定;控制电压由引脚Pin1与Pin2之间的电压差决定;根据引脚Pin2所接电位器设置所需的偏置电位;三极管Q1和Q2组成检波电路,再经积分电容C15积分电压,驱动调整引脚Pin1的电位值,从而调整U2和U3的电压增益;引脚Pin4的电位值决定输出电压幅值,分别由电阻R6、R7和电阻R11、R12的分压值决定;扩流电路和输出端口保护电路由三极管Q3和Q4构成推挽电路;其中的U4A和U4B均为TL082;凯尔文检测电路测量被测电阻Rt时,在激励回路HF和LF上施加激励信号I,从检测回路HS和LS上测量数值;程控放大电路中的U17为高精度数字电位器,结合运算放大电路U18B实现程控放大功能,U18B为TL082,高精度数字电位器的阻值精度为1%,具有10Bit分度,1024档可调阻值,其中CTL-BUS为主控CPU控制总线,由主控CPU设置数字电位器的通道数据;采样电路由积分电容C29进行信号的瞬时采样,三极管Q5进行泄放,输入端和输出端采用运算放大器U15和U16进行隔离;鉴相电路的比较器U5和U6对信号进行整形,与非门U7和U8构成RS触发器,利用下跳沿触发特性提取两路输入信号的相位差,XTAL2作为时间信号发生器,由计数器记录相位差信号数值,并输入主控CPU进行统计分析,实现信号相位的鉴别;其中的U5和U6均为TL082,U7、U8、U9、U10、U11、U12、U13和U14均为LVC2G00。 |
所属类别: |
发明专利 |