1.一种混凝土中钢筋检测装置,其特征在于:包括有电极板、直流电源和数据采集处理装置;
所述的电极板包括铜电极、聚甲基丙烯酸甲酯和含水率测试装置,两个铜电极放置于同一水平高度和同一水平面上;
所述的数据采集处理装置包括有,电容计,其角频率设定为10khz;
显示模块,以显示电容传感器检测后得到的数值;
操作模块,用于人工实际操作输入特定工程信息以设定参数;
处理模块,用于将电容计测得数值和其他相关数值进行数据分析统计;
数据连接线插口,用于连接所述的电极板。
2.如权利要求1所述混凝土中钢筋检测装置的检测方法,其特征在于:根据电容值波动情况和电容值数据判定钢筋状态,计算公式如下,
其中,c是电容传感器两极板之间的电容量,以法拉(f)为单位;
a是两极板之间的(有效)面积,单位为平方米;
εr是极板之间材料的相对介电常数;
ε是真空中的绝对介电常数(8.854×10-12fm-1);
d是极板之间的间隔距离,以米为单位;
电极板之间电容量的变化趋势,表征出混凝土中钢筋位置、尺寸和锈蚀量的不同。
3.根据权利要求2所述的混凝土中钢筋检测方法,其特征在于:基于静电场电容原理,包括有以下实施步骤,
1)标定
标定是指依据电容值数据建立与钢筋状态的表征映射。所述的标定过程包括电容值与钢筋直径的标定、电容值与钢筋保护层厚度的标定、电容值与钢筋锈蚀状态的标定;
2)实测获取数据
2.1将电极板与数据采集处理装置进行连接并开启;
2.2对钢筋混凝土结构进行实际检测;
将电极板放置于混凝土一侧,操作所述数据采集处理装置中的操作模块,输入必要工程信息,将电极板沿混凝土一侧向另一侧匀速扫描,得到不同位置的电容值;
3)数据处理与分析
3.1沿电极板移动方向将测试目标进行刻度标注;
3.2建立二维坐标系,x轴为电极板移动方向的刻度,y轴为电容计实测得出的电容值;
检测钢筋位置,电容值与钢筋直径的关系表达式为,c=ab2+bb+c(1);
检测钢筋保护层的厚度关系表达式为,c=ed2+fd+g(2);
检测钢筋直径与电容值的关系式为,c=ab2+bb+c;
检测钢筋锈蚀量与电容值的关系为,c=k0*△m(3)。
4.根据权利要求3所述的混凝土中钢筋检测方法,其特征在于:所述的标定过程包括以下步骤,
1.1电容值与钢筋直径的标定
1.1.1将不同直径的钢筋放入同一批、保护层厚度相同的混凝土中,将混凝土养护28天;
1.1.2待混凝土养护完成后,将待测钢筋混凝土放入烘箱中,使钢筋混凝土保持含水率为0;
1.1.3取出含水率为0待测钢筋混凝土,使用检测装置将电极板11沿混凝土一侧向另一侧匀速地进行扫描,测得不同钢筋直径对应的电容值,建立电容值与钢筋直径的一一对应关系;
1.1.4使用数据采集处理装置,将上步得到的电容值带入公式(1)中对钢筋直径进行检测;表征电容值与钢筋直径关系的公式(1)为,c=ab2+bb+c;
1.2电容值与钢筋保护层厚度的标定
1.2.1将直径相同钢筋放入同一批不同保护层厚度的混凝土中,将混凝土养护28天;
1.2.2待混凝土完成养护后,将待测钢筋混凝土放入烘箱中,使钢筋混凝土保持含水率为0;
1.2.3取出待测钢筋混凝土,将传感器组装完毕,极板沿混凝土中钢筋一侧向另一侧匀速扫描,测得不同钢筋保护层厚度对应的电容值,建立电容值与钢筋保护层厚度的一一对应关系;
1.2.4使用数据采集处理装置得到的电容值带入公式(2)中,对钢筋保护层厚度进行检测;表征电容值与钢筋保护层厚度关系的公式(2)为,c=ed2+fd+g;
1.3电容值与钢筋锈蚀状态的标定
1.3.1将直径相同的钢筋放入同一批保护层厚度相同的混凝土中,将混凝土养护28天;
1.3.2待混凝土完成养护后,通过电化学试验进行钢筋锈蚀,通过控制通电时间,使钢筋产生不同程度的锈蚀量;
1.3.3待电化学试验完成后,将待测钢筋混凝土放入烘箱中,使钢筋混凝土保持含水率为0;
1.3.4取出待测钢筋混凝土,将传感器组装完毕,极板沿混凝土中钢筋一侧向另一侧匀速扫描,测得不同钢筋锈蚀状态对应的电容值;
1.3.5将锈蚀钢筋从混凝土中取出,在锈蚀钢筋表面喷洒酸性除锈溶液,将铁锈除去;
1.3.6除锈后的钢筋进行称重,与初始钢筋质量进行比较,获得钢筋锈蚀量,建立电容值与钢筋锈蚀量的一一对应关系;
1.3.7将数据采集处理装置得到的电容值与钢筋锈蚀量带入公式(3)中进行钢筋锈蚀量的定量检测;表征电容值与钢筋锈蚀状态关系的公式(3)为,c=k0*△m。