【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及混凝土检测，具体而言，涉及一种基于电化学阻抗谱的混凝土碳化深度检测方法及装置。
技术介绍
1、混凝土碳化是指混凝土中的氢氧化钙与空气中的二氧化碳发生化学反应生成碳酸钙的过程。碳化会降低混凝土的强度、耐久性和抗腐蚀能力，严重影响混凝土结构的安全性和使用寿命。
2、目前，常用的混凝土碳化深度测量方法包括：
3、酚酞试剂法：利用酚酞试剂对混凝土碳化区和未碳化区的颜色差异进行区分，测定碳化深度。
4、钻芯取样法：钻取混凝土试样，通过化学分析或显微镜观察测定碳化深度。
5、电磁波法：利用电磁波对混凝土的介电常数进行测量，测定碳化深度。
6、酚酞试剂法精度不高，且对混凝土表面有一定破坏。钻芯取样法操作繁琐，成本高，且对混凝土结构造成损伤。电磁波法测量精度受混凝土含水率、密实度等因素影响较大。
技术实现思路
1、本专利技术旨在提供一种基于电化学阻抗谱的混凝土碳化深度检测方法及装置，以解决现有技术中采用酚酞试剂法和钻芯取样法测量混凝土碳化深度会损伤混凝土，采用电磁波法测量时测量精度受混凝土含水率、密实度等因素影响较大，现有的混凝土碳化深度测量方法未能兼顾混凝土无损化和保证测量精度的问题。
2、本专利技术是采用以下的技术方案实现的：
3、本专利技术提供一种基于电化学阻抗谱的混凝土碳化深度检测方法，包括以下步骤：
4、s1：建立标准电化学阻抗谱数据库：对已知碳化深度的混凝土样本进行电化学阻抗谱
5、s2：测量混凝土试验构件并进行对比：对未知碳化深度的混凝土试验构件进行电化学阻抗谱测量，得到相应的eis数据，将其中与碳化深度相关的特征参数与标准电化学阻抗谱数据库中的特征参数进行对比分析，评估碳化深度。
6、作为优选的技术方案：
7、步骤s1包括：
8、s101：样本准备：准备一系列已知碳化深度的混凝土样本；
9、s102：样本eis测量：在多种频率下分别对各个混凝土样本进行电化学阻抗谱测量，得到并记录相应的eis数据；
10、s103：数据处理与分析：对测量得到的eis数据进行处理和分析，提取与碳化深度相关的特征参数；
11、s104：数据库建立：基于步骤s103建立一个包含不同碳化程度的混凝土样本eis特征参数的数据库，即标准电化学阻抗谱数据库，作为后续对比分析的基准。
12、作为优选的技术方案：
13、步骤s101中：混凝土样本包括未碳化的混凝土以及多种碳化深度不同的混凝土。
14、作为优选的技术方案：
15、步骤s101中：混凝土样本的碳化深度通过酚酞法、钻芯取样观察法测量得到。
16、作为优选的技术方案：
17、步骤s101中：通过控制混凝土所在环境的二氧化碳浓度和曝露时间获得不同程度碳化的混凝土样本。
18、作为优选的技术方案：
19、步骤s2包括：
20、s201：电极安装：在混凝土试验构件上安装测量电极，测量电极包括工作电极、参比电极以及辅助电极，工作电极采用混凝土中的受力钢筋或表面贴合式电极，参比电极和辅助电极均采用表面贴合式电极，直接放置于混凝土试验构件表面；
21、s202：eis测量：将各个测量电极连接至电化学工作站，通过电化学工作站向各个测量电极施加交流电压信号，并测量响应的电流，得到混凝土试验构件的eis数据；
22、s203：特征参数提取：从混凝土试验构件的eis数据中提取与碳化深度相关的特征参数；
23、s204：对比分析：将提取的混凝土试验构件的特征参数与标准电化学阻抗谱数据库中的特征参数进行对比，找出与混凝土试验构件电化学特性最接近的标准样本；
24、s205：碳化深度评估：基于步骤s204对比分析的结果，评估混凝土试验构件的碳化深度。
25、作为优选的技术方案：
26、步骤s202中：由于施加电压与响应电流的比率为阻抗，将每个频率对应的阻抗绘制在图表上从而可以获得混凝土试验构件的电化学阻抗谱。
27、作为优选的技术方案：
28、电化学阻抗谱包含阻抗的大小|z|和相位角阻抗用复数表示时，阻抗的实部z'和虚部z”分别对应于系统的电阻性和电容性成分。
29、作为优选的技术方案：
30、步骤s103和步骤s203中的特征参数包括阻抗的大小|z|和相位角
31、本专利技术进一步提供一种基于电化学阻抗谱的混凝土碳化深度检测装置，利用上述的基于电化学阻抗谱的混凝土碳化深度检测方法进行测量，所述装置包括电化学工作站和测量电极，测量电极包括工作电极、参比电极以及辅助电极，工作电极、参比电极以及辅助电极均安装在混凝土试验构件上，各个测量电极通过电性连接至电化学工作站，电化学工作站能够对各个测量电极施加交流电压，并测量响应的电流，根据施加电压和响应电流得到并记录相应的eis数据。
32、综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：
33、1、本专利技术基于对不同碳化程度的混凝土样本进行eis测试，建立标准电化学阻抗谱数据库，然后将需测混凝土的eis数据与标准电化学阻抗谱数据库中的数据进行对比，以评估其碳化深度。
34、2、本专利技术无需对混凝土结构造成破坏，即可评估碳化深度，即本专利技术能够实现非破坏性检测。
35、3、本专利技术操作简便，通过在混凝土表面放置电极的方式即可实现测控，操作简单，适用于现场快速检测。
36、4、本专利技术的检测准确，eis技术能够精确反映混凝土碳化前后的电化学性质变化，检测结果准确可靠。
37、5、本专利技术的应用广泛，适用于各种类型的混凝土结构，包括桥梁、道路、建筑物等。
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1.一种基于电化学阻抗谱的混凝土碳化深度检测方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的基于电化学阻抗谱的混凝土碳化深度检测方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的基于电化学阻抗谱的混凝土碳化深度检测方法，其特征在于：
4.根据权利要求2所述的基于电化学阻抗谱的混凝土碳化深度检测方法，其特征在于：
5.根据权利要求2所述的基于电化学阻抗谱的混凝土碳化深度检测方法，其特征在于：
6.根据权利要求2所述的基于电化学阻抗谱的混凝土碳化深度检测方法，其特征在于：
7.根据权利要求6所述的基于电化学阻抗谱的混凝土碳化深度检测方法，其特征在于：
8.根据权利要求7所述的基于电化学阻抗谱的混凝土碳化深度检测方法，其特征在于：
9.根据权利要求6所述的基于电化学阻抗谱的混凝土碳化深度检测方法，其特征在于：
10.一种基于电化学阻抗谱的混凝土碳化深度检测装置，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种基于电化学阻抗谱的混凝土碳化深度检测方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的基于电化学阻抗谱的混凝土碳化深度检测方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的基于电化学阻抗谱的混凝土碳化深度检测方法，其特征在于：
4.根据权利要求2所述的基于电化学阻抗谱的混凝土碳化深度检测方法，其特征在于：
5.根据权利要求2所述的基于电化学阻抗谱的混凝土碳化深度检测方法，其特征在于：
...【专利技术属性】
技术研发人员：刘凯，汪广鑫，何怡萱，赵乔，刘恒志，陈庭奎，李维，
申请(专利权)人：中国五冶集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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