[发明专利]一种基于石墨烯/水泥复合材料对混凝土中氯离子含量的检测装置和检测方法

说明书

本发明公开了一种基于石墨烯/水泥复合材料对混凝土中氯离子含量的检测装置，包括位于混凝土保护层中的复合材料和湿度传感器，还包括位于混凝土外部的阻抗测试仪和湿度检测仪；复合材料为长方体，长方体水平向两个端面上分别贴合有不锈钢网，不锈钢网上分别焊接有导线，复合材料通过导线与混凝土外部的阻抗测试仪连接，复合材料外还包覆有密封层；其中，复合材料由水泥以及掺杂在水泥里的石墨烯、硅粉和消泡剂组成，所述石墨烯的掺杂量为水泥质量的0.5～3％，硅粉的掺杂量为水泥质量的5～20％，消泡剂的掺杂量为水泥质量的0.05～0.3％。该检测装置不仅能与混凝土环境兼容，还能在不同湿度环境下对氯离子浓度发展进行实时监测。

技术领域

本发明涉及一种基于石墨烯/水泥复合材料对混凝土中氯离子含量的检测装置，还涉及一种基于石墨烯/水泥复合材料对混凝土中氯离子含量的检测方法。

背景技术

钢筋锈蚀是影响混凝土结构安全性的主要因素，严重威胁混凝土结构的服役寿命。氯离子侵入是导致钢筋锈蚀的主要原因，当氯离子浓度超过钢筋锈蚀的临界浓度就会诱发腐蚀。因此，实时监测混凝土保护层内的氯离子含量，为混凝土结构耐久性评估及剩余寿命预测提供数据支撑，保证混凝土结构的耐久性和服役安全性具有重大的实际意义。

传统的检测混凝土中氯离子浓度的方法是破坏取粉法，这种方法费时、费力，更严重的是会对混凝土结构产生破坏性后果，同时也无法实现实时监测。而采用氯离子选择性电极、光纤法等虽然能在短时间内检测出混凝土中氯离子浓度，但是湿度等诸多因素很大程度上会影响测量结果的精确性；另外因为传感器与混凝土环境力学性能差异较大造成很多的兼容性问题。基于此，急需一种与混凝土环境兼容同时能在不同湿度环境下对氯离子浓度发展进行监测的传感器。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是提供一种基于石墨烯/水泥复合材料对混凝土中氯离子含量的检测装置，该检测装置不仅能与混凝土环境兼容，还能在不同湿度环境下对氯离子浓度发展进行实时监测。

本发明还要解决的技术问题是提供一种基于石墨烯/水泥复合材料对混凝土中氯离子含量的检测方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术手段如下：

一种基于石墨烯/水泥复合材料对混凝土中氯离子含量的检测装置，包括位于混凝土保护层中的复合材料和湿度传感器，还包括位于混凝土外部的阻抗测试仪和湿度检测仪；所述复合材料为长方体，所述长方体水平向两个端面上分别贴合有不锈钢网，所述不锈钢网上分别焊接有导线，所述复合材料通过导线与混凝土外部的阻抗测试仪连接，所述复合材料外还包覆有密封层；其中，所述复合材料由水泥以及掺杂在水泥里的石墨烯、硅粉和消泡剂组成，所述石墨烯的掺杂量为水泥质量的0.5～3％，硅粉的掺杂量为水泥质量的5～20％，消泡剂的掺杂量为水泥质量的0.05～0.3％。

其中，所述不锈钢网钢丝的直径为10～1250目，不锈钢网的孔径为800～2000目。

其中，所述长方体水平向两个端面为正方形，正方形的边长为10～30mm。

其中，所述长方体的长为30～50mm。

其中，所述密封层为环氧树脂密封层。

其中，所述石墨烯为单层石墨烯或层数为2～5层的石墨烯。

一种基于石墨烯/水泥复合材料对混凝土中氯离子含量的检测方法，包括如下步骤：

步骤1，构建检测装置：