[发明专利]一种钢筋混凝土腐蚀监测用预埋式参比电极及制造方法

说明书

本发明公开了一种钢筋混凝土腐蚀监测用预埋式参比电极，包括铜电缆、套管、凝胶电解质、电极本体、微孔陶瓷块、保护套、后激活密封件、吸水膨胀层和后激活密封件溶解砂浆；通过在现有参比电极的介质传输端的外部设置后期激活密封件，前期隔断内部电解质与混凝土间的介质传输，参比电极介质传输端微孔陶瓷与后激活密封件之间填充吸水膨胀层，填补后激活密封件溶解后的空隙，保证介质的良好传输。本发明采用后期激活的方法显著提高了参比电极的使用寿命，实现钢筋腐蚀状态的全寿命周期监测。本发明还公开了一种钢筋混凝土腐蚀监测用预埋式参比电极的制造方法。

技术领域

本发明涉及一种参比电极，具体涉及一种钢筋混凝土腐蚀监测用预埋式参比电极，属于钢筋混凝土结构物腐蚀和防护技术领域。

背景技术

氯离子侵入引起钢筋的锈蚀是混凝土结构耐久性下降的最主要原因，严重威胁混凝土结构的服役安全性，因此，对混凝土结构中的钢筋锈蚀状态进行实时监检测。了解钢筋的锈蚀速率和锈蚀程度对我们评价混凝土结构的服役安全性和剩余使用寿命具有重要意义。氯离子侵入引起钢筋的腐蚀主要是电化学腐蚀，参比电极是实现钢筋电化学腐蚀实时监检测系统的核心组成部分。

然而，因混凝土结构物具有长的使用寿命，这就要求预埋于混凝土中用于监测钢筋腐蚀状态的参比电极具有长的使用寿命，而电化学测试所采用的参比电极的内部电解质一般采用液体电解质，液体电解质具有很好的流动性和离子迁移性，导致电解质流失严重，致使参比电极的使用寿命不长，一般仅为几年，难以满足钢筋腐蚀监测的使用寿命要求。为了提高参比电极的使用寿命，目前常规的做法是采用固态电解质替代液态电解质，有效降低电解质的流失速度，提高参比电极的使用寿命。对于参比电极的内部固态电解质，前人已做了大量的研究。Tettamanti利用水泥基材料作为固态电解质制备长寿命参比电极；Mueller用膨润土和吸水性复合物制备固态电解质；欧进萍等将KCl、Al₂O₃和PEFT混合挤压制成固态电解质，随后他们又采用蒙脱石来制备固态电解质；Mroz等人采用琼脂和高分子聚合物来制备固态凝胶电解质；Rehm采用环氧树脂制备固态电解质；高国富等采用羧甲基羟乙基纤维素制备固态胶凝电解质。虽然采用固态电解质显著提高的参比电极的使用寿命，但其寿命仍不足20年，仍无法满足钢筋腐蚀状态的全寿命周期监测，参比电极的使用寿命已成为制约钢筋腐蚀监测的关键技术瓶颈。

发明内容

本发明的目的是针对现有参比电极使用寿命难以满足钢筋腐蚀状态全寿命周期监测的技术现状，在现有参比电极的介质传输端外部设置后激活密封件，在后激活密封件与介质传输微孔陶瓷之间设置吸水膨胀层，采用后期激活的方法提高参比电极的使用寿命，实现钢筋腐蚀状态的全寿命周期监测。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种钢筋混凝土腐蚀监测用预埋式参比电极，包括铜电缆1、套管3、电极本体5；所述套管3的下端管外套接有保护套10，上端管内嵌入有密封套2，所述套管3内自下而上依次设有后激活密封件溶解砂浆11，后激活密封件9，吸水膨胀层8和微孔陶瓷块6，其中所述后激活密封件9、所述微孔陶瓷块6与所述套管3内壁间的周面上分别设有密封件7；所述电极本体5与所述套管3同轴线，一端隔离设于所述微孔陶瓷块6上方，另一端穿插在密封套2中，其周围填满有凝胶电解质4；所述铜电缆1的一端伸出所述套管3外，另一端穿插在所述密封套2中与电极本体5相连接。

进一步的，所述电极本体5为Ag/AgCl电极、Mn/MnO₂电极或Cu饱和CuSO₄电极。

进一步的，所述后激活密封件9的材质为高纯锌或其成分为：0.2％≤铝≤0.8％、0.05％≤镉≤0.12％、铁≤0.005％、铜≤0.005％、铅≤0.006％、硅≤0.125％、余量为锌的锌合金。

进一步的，所述吸水膨胀层8为膨润土凝胶层，吸水膨胀层8的厚度为后激活密封件9厚度的2-5倍，膨润土占水的质量比为15％～30％。