[发明专利]一种原位测量混凝土中氯离子浓度的传感器

说明书

本发明公开了一种原位测量混凝土中氯离子浓度的传感器，包括氯离子选择电极，氯离子选择电极外包裹有测量介质，测量介质外套有镂空保护套筒，套筒顶部填有密封层，氯离子选择电极上连接有穿过密封层的导线。该传感器、能够在混凝土建筑初期就将传感器埋入，不在后期损坏混凝土结构，无损地测量混凝土中的氯离子浓度，制作简单、成本低廉。

技术领域

本发明涉及一种传感器，更具体地，涉及一种原位测量混凝土中氯离子浓度的传感器。

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。混凝土环境为高碱性环境，钢筋在高碱性环境中发生钝化，表面生成议程致密的钝化膜，可以有效的抑制钢筋的腐蚀，但在实际应用中，尤其是在海边，海水中含有较高浓度的氯离子，氯离子可以通过混凝土内部的毛细孔向内部扩散，到达钢筋表面，当钢筋表面的氯离子浓度达到一定值时，钢筋表面生成的钝化膜就会被破坏，钢筋发生腐蚀，钢筋锈蚀膨胀导致混凝土开裂，引起钢筋混凝土结构的承载力下降，混凝土结构物失效。因此，测量混凝土中的氯离子浓度，对准确评估钢筋混凝土结构的耐久性健康状况具有重要意义。目前，测量混凝土中氯离子浓度的方法主要采用人工钻芯取粉，然后在实验室内采用化学滴定的方式来测量混凝土中的氯离子浓度。该方法一方面对结构物具有破坏性，影响了混凝土结构的整体耐久性；另一方面，要耗费比较大的人力、物力和财力。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种能够避免伤害混凝土结构、检测成本低的原位测量混凝土中氯离子浓度的传感器。

技术方案：本发明所述的原位测量混凝土中氯离子浓度的传感器，包括氯离子选择电极，氯离子选择电极外包裹有测量介质，测量介质外套有镂空保护套筒，套筒顶部填有密封层，氯离子选择电极上连接有穿过密封层的导线。

其中，氯离子选择电极为Ag/AgCl氯离子选择电极，密封层为环氧树脂密封层，导线为铜导线。

其中，测量介质由以下步骤制得：

(1)取涤纶短纤针刺无纺土工布；

(2)在水中加入膨润土，搅拌至均匀得到膨润土溶液；

(3)将涤纶短纤针刺无纺土工布完全浸入膨润土溶液中，搅拌均匀后静置；

(4)待膨润土溶液完全胶凝后，取出涤纶短纤针刺无纺土工布，刮去土工布表面的凝胶，即得测量介质层。

其中，步骤2中膨润土溶液中膨润土浓度为0.2～0.25g/mL。

其中，测量介质由以下步骤制得：

(1)取涤纶短纤针刺无纺土工布；

(2)在水中加入甲基纤维素，搅拌至均匀得到甲基纤维素溶液；

(3)将涤纶短纤针刺无纺土工布完全浸入甲基纤维素溶液中，搅拌均匀后静置；

(4)待甲基纤维素溶液完全胶凝后，取出涤纶短纤针刺无纺土工布，刮去土工布表面的凝胶，即得测量介质层。

其中，步骤2中甲基纤维素溶液中甲基纤维素浓度为0.2～0.25g/mL，先将水加热至75～85℃，再加入甲基纤维素。

工作原理：现有混凝土结构内部结构复杂，直接接触氯离子选择性电极会使氯离子选择性电极的测量界面不均一、稳定，导致测量结果不稳定、准确，本发明在氯离子选择性电极表面设置了一层测量介质层，避免了氯离子选择性电极与混凝土直接接触，使得氯离子选择性电极的测量界面均一、稳定。

有益效果：本发明与现有技术相比，其显著优点是：1、能够在混凝土建筑初期就将传感器埋入，不在后期损坏混凝土结构，无损地测量混凝土中的氯离子浓度；2、制作简单、成本低廉。

附图说明

图1是本发明结构示意图；