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一种工程结构 混凝土 碳化深度测试方法及测试装置

阅读：776发布：2020-05-08

专利汇可以提供一种工程结构混凝土碳化深度测试方法及测试装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种工程结构混凝土碳化深度测试方法及测试装置，其中测试装置包括：钻孔装置，钻孔装置包括钻头，通过钻头在结构混凝土表面钻检测孔；吸尘装置，吸尘装置包括吸尘管，通过吸尘管将检测孔中的粉尘清除；显色装置，显色装置包括储液瓶和喷枪，储液瓶用于容纳酚酞溶液，喷枪与储液瓶相配合将酚酞溶液喷进检测孔中；光感测试装置，光感测试装置包括光感测头，光感测头将检测孔孔壁的颜色显示到外界；该测试装置通过钻孔装置在混凝土表面钻孔，再显色装置显示出碳化程度，最后通过测试装置将检测孔内的显色情况反映到外界的方式来检测混凝土的碳化程度，不仅操作起来简单方便，而且测试的结果也非常的准确。，下面是一种工程结构混凝土碳化深度测试方法及测试装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种工程结构混凝土碳化深度测试方法，其特征在于：
垂直于混凝土表面钻3～5个检测孔，并清除检测孔内的粉末颗粒；
向检测孔内喷洒酚酞溶液；
采用光感技术将检测孔孔壁的显色情况反馈到外界，以便于定量表征，每个检测孔采集4～8个数据，求取数据平均值。
2.根据权利要求1所述的工程结构混凝土碳化深度测试方法，其特征在于：去除由于骨料影响而显著大于或小于平均值的数值，重新求取平均值，即为混凝土的碳化深度值。
3.一种工程结构混凝土碳化深度测试装置，其特征在于，包括：
钻孔装置，钻孔装置包括钻头，通过钻头在结构混凝土表面钻检测孔；
吸尘装置，吸尘装置包括吸尘管，通过吸尘管将检测孔中的粉尘清除；
显色装置，显色装置包括储液瓶和喷枪，喷枪包括喷雾管，储液瓶用于容纳酚酞溶液，喷枪与储液瓶相配合将酚酞溶液喷进检测孔中；
光感测试装置，光感测试装置包括光感测头，将光感测头置于检测孔中，光感测头将检测孔孔壁的颜色显示到外界。
4.根据权利要求3所述的工程结构混凝土碳化深度测试装置，其特征在于：所述钻头的直径为3.0～10.0mm。
5.根据权利要求3所述的工程结构混凝土碳化深度测试装置，其特征在于：光感测头为长杆状结构，距光感测头端部3～4mm处设有观测窗，若干根光纤的端头垂直于观测窗以点阵的形式紧密排布。
6.根据权利要求5所述的工程结构混凝土碳化深度测试装置，其特征在于：所述光感测头端部设有补光窗口，补光窗口与感测窗口呈5～10°角突出，补光窗口可以向外发射散射光。
7.根据权利要求3所述的工程结构混凝土碳化深度测试装置，其特征在于：所述光感测试装置还包括信号处理器和显示屏，将光感测头置于检测孔中，光感测头将检测孔孔壁颜色以光信号传输给信号处理器，信号处理器将光信号转化为碳化深度物理量，显示屏将测试的数据显示出来。
8.根据权利要求3所述的工程结构混凝土碳化深度测试装置，其特征在于：所述光感测头为长杆状结构，光感测头的长杆结构上延其长度方向设有观测槽，光纤端头在观测槽处形成矩阵，并有玻璃罩保护，光纤的另一端为相同的排布矩阵并与透明刻度尺配合。
9.根据权利要求8所述的工程结构混凝土碳化深度测试装置，其特征在于：所述光感测试装置，还包括光影放大器，光影放大器将透明刻度尺放大5～10倍。
10.根据权利要求5或8所述的工程结构混凝土碳化深度测试装置，其特征在于：所述光感侧头的光信号传播构件为直径为10～100μm的光纤。

说明书全文

一种工程结构混凝土 碳化深度测试方法及测试装置

技术领域

[0001] 本发明涉及混凝土检测领域，特别涉及一种工程结构混凝土碳化深度测试方法及测试装置。

背景技术

[0002] 由于混凝土呈碱性，长期与空气中的二氧化碳反应，使其失去碱性，这种现象即为混凝土碳化现象，混凝土碳化是混凝土常见的耐久性问题之一，碳化程度较大时，混凝土结构会遭受破坏，尤其是会增大钢筋锈蚀的风险。而目前，测试评估工程结构碳化程度的技术尚不成熟，通常是在混凝土表面开凿一个大的孔洞，然后再喷洒酚酞试剂进行测试，但开凿的孔洞较大影响外观，且开凿的孔洞壁存在不同程度的斜向，导致测试的碳化深度不准确；在现有技术中采用电钻钻孔测试时，往往未将孔洞中的粉尘颗粒清理干净，内部未被碳化的粉尘颗粒附着在被碳化区域，在显色时，出现严重的测试错误；现有技术中，在碳化深度较大时，光源难以覆盖开凿的孔壁，测试难度较大；现有技术的测试智能化程度不高，在比较重要的测试和读书环节主要靠人工，引入的测试误差因人而异，不好控制。

[0003] 因此，本发明针对工程实体结构的碳化测试提供了一种操作简便、测试准确且外混凝土外观影响较小的碳化深度测试方法和测试装置。

发明内容

[0004] 为了解决现有的工程结构混凝土碳化深度检测操作不便、准确度低、误差大、测试自动化水平低的问题，本发明提供一种操作简便、检测数据准确、自动化和可视化水平高的工程结构混凝土碳化深度测试方法及测试装置。

[0005] 为了实现上述目的，本发明一方面提供一种工程结构混凝土碳化深度测试方法，包括以下步骤：

[0006] 首先垂直于混凝土表面钻3～5个检测孔，并清除检测孔内的粉末颗粒；

[0007] 接着向检测孔内喷洒酚酞溶液；

[0008] 最后采用光感技术将检测孔孔壁的显色情况反馈到外界，以便于定量表征，每个检测孔采集4～8个数据，求取数据平均值。

[0009] 为保持混凝土结构的完整性，在测试完毕后在检测孔内注满具有微膨胀性能的水泥浆体，并磨平检测孔，使其与混凝土表明平齐。

[0010] 另一方面，本发明还提供一种工程结构混凝土碳化深度测试装置，包括：

[0011] 钻孔装置，钻孔装置包括钻头，通过钻头在结构混凝土表面钻检测孔；

[0012] 吸尘装置，吸尘装置包括吸尘管，通过吸尘管将检测孔中的粉尘清除；

[0013] 显色装置，显色装置包括储液瓶和喷枪，喷枪包括喷雾管，储液瓶用于容纳酚酞溶液，喷枪与储液瓶相配合将酚酞溶液喷进检测孔中；

[0014] 光感测试装置，光感测试装置包括光感测头，将光感测头置于检测孔中，光感测头将检测孔孔壁的颜色显示到外界。

[0015] 在上述测试装置中，所述钻头的直径为3.0～10.0mm。

[0016] 在上述测试装置中，作为一种优选的技术方案，光感测头为长杆状结构，距光感测头端部3～4mm处设有观测窗，若干根光纤的端头垂直于观测窗以点阵的形式紧密排布。

[0017] 进一步的，所述光感测头端部设有补光窗口，补光窗口与感测窗口呈5～10°角突出，补光窗口可以向外发射散射光。

[0018] 在上述优选的技术方案中，所述光感测试装置还包括信号处理器和显示屏，将光感测头置于检测孔中，光感测头将检测孔孔壁颜色以光信号传输给信号处理器，信号处理器将光信号转化为碳化深度物理量，显示屏将测试的数据显示出来。

[0019] 作为另外一种优选的技术方案，所述光感测头为长杆状结构，光感测头的长杆结构上延其长度方向设有观测槽，光纤端头在观测槽处形成矩阵，并有玻璃罩保护，光纤的另一端为相同的排布矩阵并与透明刻度尺配合。

[0020] 进一步的，所述光感测试装置，还包括光影放大器，光影放大器将透明刻度尺放大5～10倍。

[0021] 在上述技术方案中，所述光感侧头的光信号传播构件为直径为10～100μm的光纤。

[0022] 本发明相对于现有技术的有益效果是：本发明相对于现有技术的有益效果是：该测试装置通过钻孔装置在混凝土表面钻直径较小的孔，对混凝土外观影响较小；采用吸尘装置将检测孔中的粉尘颗粒清楚干净，确保不会因未被碳化的粉尘颗粒附着于被碳化区域导致严重的测试误差；显色装置显示出碳化程度，通过测试装置将检测孔内的显色情况反映到外界的方式来检测混凝土的碳化程度，不仅操作起来简单方便，而且测试的结果也非常的准确。附图说明

[0023] 图1是钻孔装置的结构图；

[0024] 图2是吸尘装置的结构图；

[0025] 图3是显色装置的结构图；

[0026] 图4是其中一实施例中光感测试装置的结构图；

[0027] 图5是光感测头的结构图；

[0028] 图6是其中一实施例中手持模块的结构图；

[0029] 图7、8是手持模块的使用状态图；

[0030] 图9是检测孔的孔壁以平面的形式展开的示意图；

[0031] 图10是又一实施例中光感测试装置的结构图；

[0032] 图11是又一实施例中光感测试装置的使用状态图。

[0033] 具体实施方式

[0034] 下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

[0035] 本发明提供一种工程结构混凝土碳化深度测试装置，该测试装置包括钻孔装置、吸尘装置、显色装置以及光感测试装置。

[0036] 其中，如图1所示，钻孔装置包括钻头11，钻头的直径D为3.0～10.0mm，钻头装置通过钻头11在结构混凝土表面钻检测孔；

[0037] 如图2所示，吸尘装置包括吸尘管21，吸尘管21的直径为钻头11直径的0.5～0.8倍；吸尘管21连接在储尘盒22中，通过吸尘管将检测孔中的粉尘清除；

[0038] 如图3所示，显色装置包括储液瓶31和喷枪32，喷枪32包括喷雾管321，喷雾管321的直径为钻头11的0.4～0.6倍，储液瓶31用于容纳酚酞溶液，喷枪32与储液瓶31配合，按压喷枪32时，储液瓶31内气压增大，酚酞溶液从喷雾管321喷出，喷雾管321的末端设有雾化头322，可将酚酞溶液雾化，是酚酞溶液均匀地喷洒在检测孔的混凝土孔壁上，接近混凝土表层的混凝土被碳化，则检测孔孔壁混凝土颜色无变化，里层混凝土未被碳化，则检测孔孔壁变为红色。

[0039] 光感测试装置由多种实施方式，下面对光感测试装置进行具体的描述。

[0040] 实施例1

[0041] 在本实施例中，如图4所示，光感测试装置包括手持模块40，手持模块40中设置有光感测头41，信号处理器42和显示屏43，将光感测头41置于检测孔中，光感测头41将检测孔孔壁颜色以光信号传输给信号处理器42，信号处理器42将光信号转化为碳化深度物理量，显示屏43将测试的数据显示出来。

[0042] 如图5所示，光感测头41为长杆状结构，其光信号传播构件为直径为10～100μm的光纤411，距光感测头端部3～4mm处设有观测窗412，若干根光纤411的端头垂直于观测窗412以点阵的形式紧密排布。光感测头41端部设有补光窗口413，补光窗口413与观测窗412呈5～10°角突出，补光窗口413可以向外发射散射光，散射光由设于光感测头41端部的内部中心的发光源414提供，为了避免发光源的光能损失，在发光源414前后设有反光片一415和反光片二416，散射光光均由补光窗口发出。

[0043] 如图6所示，光感测头41是设置于手持模块上40的，手持模块40还包括模块外壳401、动力装置402和位移传感装置403，动力装置402和位移传感装置403封装于模块外壳
401内，动力装置402可以采用电机或者气缸来实现，光感测头41端部的补光窗口413裸露在模块外壳401外，光感测头41与动力装置402配合，光感测头41能够通过动力装置402伸出和缩回模块外壳401，位移传感装置403能够测试光感测头41的活动位移量，当进行碳化深度测试时，如图7和图8所示，光感测头41的端部的补光窗口413部分先插入检测孔内，起到定位的作用，光感测头41由动力装置402送入检测孔内，补光窗口413发出散射光照亮检测孔内部，光感测头41感应检测孔壁的颜色变化，当遇到孔壁变为红色时，即为光感测试进入到了未被碳化的区域，动力装置402停止使光感测头41向外伸出，转而将光感测头41缩回模具外壳401内，位移传感装置403通过光感测头41向外伸出的活动位移量，获得混凝土的碳化深度值。

[0044] 实施例2

[0045] 本实施例与实施例1的区别在于去掉手持装置中的位移传感装置，在使用时直接将光感测头插入到检测孔最深处，补光窗口发出散射光照亮检测孔内部，光感测头感应检测孔壁的颜色变化，在显示屏上将检测孔的孔壁以平面的形式展开，如图9所示，并汇出测试区域的孔壁颜色变化，通过信号处理器将混凝土表面至显色部分的长度，即为碳化深度，在显示屏上显示碳化深度值。

[0046] 实施例3

[0047] 本实施例与实施例1的区别在于承载光感测头所用的结构不同，在实施例1中光感测头设置在手持模块的前端，在本实施例中，光感测头为长杆状结构，其光信号传播构件为直径为10～100μm的光纤，如图10所示，光感测头的长杆结构上延其长度方向设有观测槽50，观测槽的宽度0.5mm，长度为30.0mm，光纤端头在观测槽处形成长30.0mm、宽0.5mm的矩阵，并有玻璃罩保护60，光纤的另一端为相同的排布矩阵并与透明刻度尺70配合。

[0048] 另外，光感测试装置还包括光影放大器71，光影放大器将透明刻度尺放大5～10倍，即30.0mm的刻度尺长度放大至

[0049] 150.0～300.0mm，便于刻度数据的读取。

[0050] 如图11所示，当进行混凝土碳化深度测试时，将光感测头置于检测孔内，光感测头通过光纤将检测孔孔壁的颜色传输到另一端的透明刻度尺处70，光影放大器71将透明刻度尺放大便于观测和读取数据，通过透明刻度尺读取检测孔入口的刻度为L1，检测孔孔壁开始显示红色的刻度为L2，则可得到混凝土的碳化深度为L1与L2的差值。

[0051] 另外，本发明还提供一种工程结构混凝土碳化深度测试的方法，通过垂直于混凝土表面钻检测孔，获得整齐的混凝土表层断面，在检测孔内喷洒酚酞溶液，再采用光感技术使检测孔内的酚酞显色情况反馈到外界，再根据检测孔孔壁的显色情况获得混凝土碳化深度的数值；其具体步骤包括：

[0052] S10：选择平整的混凝土部位；

[0053] S20：垂直于混凝土表面钻3～5个检测孔，并清除检测孔内的粉末颗粒；在实施例中，通过上述的钻孔装置在混凝土表面进行钻孔，并利用上述的吸尘装置将检测孔内的粉末吸附干净以备后续的检测；

[0054] S30：向检测孔内喷洒酚酞溶液，未被碳化的混凝土显示红色；在本实施例中，利用上述的显色装置将酚酞溶液喷洒到检测孔内；

[0055] S40：采用光感技术将检测孔孔壁的显色情况反馈到外界，以便于定量表征，每个检测孔获得4～8个数据，求取数据平均值；在本是是中，可以采用上述实施例1至实施例3中的任意一项所述的光感检测装置来进行检测，另外在此需要申明的是，虽然在本实施例中采用的是上述实施例1至实施例3中的任意一项所述的光感检测装置来实现，但本发明的保护范围不局限于此，其他结构的光感检测装置也在本发明的保护范围内。

[0056] S50：剔除由于骨料影响而显著大于或小于平均值的数值，重新求取平均值，即为混凝土的碳化深度值。

[0057] 该测试方法通过先钻孔，再显色，最后通过光感技术将检测孔内的显色情况反映到外界的方式来检测混凝土的碳化程度，不仅操作起来简单方便，而且测试的结果也非常的准确。

[0058] 以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

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