專利名稱：應(yīng)用透地雷達檢測鋼筋混凝土構(gòu)件內(nèi)的鋼筋腐蝕度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用透地雷達檢測的方法，特別涉及一種非破壞性的應(yīng)用透地雷達的檢測的方法。
背景技術(shù)：
鋼筋混凝土是一種常使用于建筑物、橋梁、水利設(shè)施等的構(gòu)件，其以混凝土輔以鋼筋一體澆置完成，但是，亞熱帶海洋性氣候使臺灣成為濕度極高的環(huán)境，形成腐蝕鋼筋混凝土的罪魁禍首之一。雖然鋼筋混凝土初期在鋼筋表面有一層鈍態(tài)模，可保護鋼筋表面不容易有腐蝕情況發(fā)生，但若使鋼筋混凝土長時間處于濕度極高的環(huán)境，鋼筋表面的鈍態(tài)模將慢慢被破壞，鋼筋被腐蝕的情況也隨之發(fā)生。一旦鋼筋產(chǎn)生腐蝕生成物后，這些腐蝕生成物將使鋼筋的體積膨脹，膨脹的鋼筋將壓迫周圍的混凝土產(chǎn)生裂縫，蔓延至混凝土表面的裂縫，此些裂縫便形成有害物質(zhì)侵入的通道，就有如傳染病一般使得更多的鋼筋遭受腐蝕。逐漸被腐蝕的鋼筋，不僅會失去承載強度，也會使鋼筋與混凝土之間的握裹失效，因而影響物體結(jié)構(gòu)的耐久性。近年來氣候異常、天災(zāi)頻傳，一旦建筑物、橋梁、水利設(shè)施等遭受大自然的反撲，根本毫無招架之力，更何況是受到鋼筋腐蝕的建筑物、橋梁、水利設(shè)施等，只有面臨倒塌的命運。為此各式各樣的鋼筋腐蝕檢測設(shè)備不斷的被發(fā)展出來，就以常用的電化學(xué)方法來說，例如半電池電位法、腐蝕電流法與線性極化法等，這些方法檢測前皆需灑水，以利降低混凝土的電阻，藉以量測鋼筋腐蝕度的狀況，但使用上述方法的量測結(jié)果變異性較高，且多半是屬于半破壞式的檢測方法。另外也有發(fā)明人針對檢測鋼筋腐蝕度提出專利，請參閱以下分析臺灣專利1265287公開了一種檢測鋼筋腐蝕的方法，此方法必須先將具有布拉格光柵的傳感器設(shè)置于鋼筋的適當處，但對于已經(jīng)成型的鋼筋混凝土，除非破壞混凝土，否則無法將傳感器放置于鋼筋的適當處。不然就要在鋼筋混凝土成型前預(yù)先放置傳感器，但前述預(yù)先放置的傳感器又會因為環(huán)境熱脹冷縮，進而影響反射波變化，而造成誤判。臺灣專利1317013公開了一種鋼筋缺陷及腐蝕檢測的裝置，此裝置雖然提供非破壞式檢測，可避免混凝土構(gòu)件遭受破壞及避免擔(dān)心傳感器是否正常運作等問題。但檢測過程中必須使用穿透性的放射線，放射線的使用需要靜空范圍之內(nèi)的使用者，否則將有遭受放射線污染的危險，如此，才能避免放射線污染人體。有鑒于此，如何針對上述先前檢測技術(shù)所存在的缺點進行研發(fā)改良，提供一種不需破壞鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的完整性、且可以避免穿透性放射線危害人體、又可以提升檢測效率以及提供穩(wěn)定的檢測結(jié)果，實為相關(guān)業(yè)界所需努力研發(fā)的目標。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述先前技術(shù)不盡理想之處，本發(fā)明提供一種應(yīng)用透地雷達檢測鋼筋混凝、土構(gòu)件內(nèi)的鋼筋腐蝕度的方法，其包含使用透地雷達發(fā)射電磁波掃描鋼筋混凝土構(gòu)件；接收自鋼筋混凝土構(gòu)件的鋼筋反射的電磁反射波；取得鋼筋混凝土構(gòu)件的混凝土厚度，此混凝土厚度是指鋼筋混凝土構(gòu)件的表面至鋼筋混凝土構(gòu)件內(nèi)的鋼筋的最短距離；運算電磁反射波獲取鋼筋界面特征參數(shù)，鋼筋界面特征參數(shù)包含有鋼筋界面反射電壓與鋼筋界面特征阻抗；提供預(yù)先儲存有多個參考數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫，各參考數(shù)據(jù)包含有參考鋼筋界面反射電壓、參考鋼筋界面特征阻抗、以及所對應(yīng)的參考混凝土厚度及參考鋼筋腐蝕度；以及將上述鋼筋界面特征參數(shù)及混凝土厚度對照、且與數(shù)據(jù)庫內(nèi)的參考數(shù)據(jù)比較，藉 此可獲得上述鋼筋混凝土構(gòu)件內(nèi)的鋼筋腐蝕度。所述應(yīng)用透地雷達檢測鋼筋混凝土構(gòu)件內(nèi)的鋼筋腐蝕度的方法，其中，鋼筋界面反射電壓是經(jīng)由鋼筋界面的反射系數(shù)、電磁波入射鋼筋的入射電壓、以及電磁波入射鋼筋的入射功率等所運算而得。所述應(yīng)用透地雷達檢測鋼筋混凝土構(gòu)件內(nèi)的鋼筋腐蝕度的方法，其中，鋼筋界面特征阻抗是經(jīng)由反射電磁波的磁場與電場所運算而得。所述應(yīng)用透地雷達檢測鋼筋混凝土構(gòu)件內(nèi)的鋼筋腐蝕度的方法，其中，參考鋼筋腐蝕度包含有輕度腐蝕、中度腐蝕與重度腐蝕等三個等級。所述應(yīng)用透地雷達檢測鋼筋混凝土構(gòu)件內(nèi)的鋼筋腐蝕度的方法，其中，數(shù)據(jù)庫內(nèi)的參考數(shù)據(jù)更進一步以參考混凝土厚度進行正規(guī)化處理。因此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種應(yīng)用透地雷達檢測鋼筋混凝土構(gòu)件內(nèi)的鋼筋腐蝕度的方法，此方法為利用透地雷達電磁波物理特性，因此可以直接掃描腐蝕鋼筋混凝土構(gòu)件，故無須局部破壞鋼筋混凝土構(gòu)件表面，就可以直接檢測鋼筋混凝土構(gòu)件內(nèi)鋼筋腐蝕的程度，屬于非破壞性檢測方法，藉此確保鋼筋混凝土構(gòu)件的完整性、且檢測結(jié)果穩(wěn)定性高。本發(fā)明的另一目的在于提供一種應(yīng)用透地雷達檢測鋼筋混凝土構(gòu)件內(nèi)的鋼筋腐蝕度的方法，此方法為利用透地雷達電磁波物理特性，因此可由透地雷達電磁反射波所激發(fā)的鋼筋界面反射電壓與鋼筋界面對應(yīng)特征電流的差異所造成的電壓與電流改變量，因此，可以利用此電壓與電流改變量來解析判定鋼筋混凝土構(gòu)件內(nèi)的腐蝕程度。本發(fā)明的又一目的在于提供一種應(yīng)用透地雷達檢測鋼筋混凝土構(gòu)件內(nèi)的鋼筋腐蝕度的方法，此方法為利用透地雷達電磁波物理特性，因此不用擔(dān)心放射線污染，也無須配置傳感器即可獲取檢測鋼筋混凝土構(gòu)件內(nèi)的腐蝕程度的結(jié)果。


圖1，為本發(fā)明較佳實施例的應(yīng)用透地雷達檢測鋼筋混凝土構(gòu)件內(nèi)的鋼筋腐蝕度的方法流程示意圖；圖2A，為本發(fā)明較佳實驗例的透地雷達應(yīng)用于檢測鋼筋混凝土的示意圖；圖2B，為電磁波于界面I、II的入射波與反射波波傳行為示意圖；圖3A，為不同混凝土厚度的鋼筋腐蝕界面反射電壓的實驗結(jié)果圖3B，為不同混凝土厚度的鋼筋腐蝕界面特征阻抗的實驗結(jié)果圖；圖3C ，為不同混凝土厚度的鋼筋腐蝕界面對應(yīng)特征電流的實驗結(jié)果圖；圖4A，為不同混凝土厚度的腐蝕電位的實驗結(jié)果圖；圖4B，為不同混凝土厚度的腐蝕電流密度的實驗結(jié)果圖；圖5A，為不同混凝土厚度、腐蝕程度、反射電壓的正規(guī)化分析圖；圖5B，為不同混凝土厚度、腐蝕程度、特征阻抗的正規(guī)化分析圖；圖5C，為不同混凝土厚度、腐蝕程度、對應(yīng)特征電流的正規(guī)化分析圖；圖6A，為腐蝕電位對照反射電壓的鋼筋腐蝕度范圍圖；圖6B，為腐蝕電流密度對照對應(yīng)特征電流的鋼筋腐蝕度范圍圖。主要組件符號說明步驟100、101、102、103、104、105透地雷達10控制器11天線12電池13測距輪14鋼筋混凝土構(gòu)件20混凝土21表面211鋼筋22腐蝕鋼筋23空氣A
具體實施例方式由于本發(fā)明公開一種應(yīng)用透地雷達檢測鋼筋混凝土構(gòu)件內(nèi)的鋼筋腐蝕度的方法，其中所利用的透地雷達原理，已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，故以下文中的說明，不再作完整描述。同時，以下文中所對照的附圖，表達與本發(fā)明特征有關(guān)的結(jié)構(gòu)示意，并未亦不需要依據(jù)實際尺寸完整繪制，事先聲明。請參閱圖1，是本發(fā)明提出的較佳實施例，為應(yīng)用透地雷達檢測鋼筋混凝土構(gòu)件內(nèi)的鋼筋腐蝕度的方法流程示意圖。此應(yīng)用透地雷達檢測鋼筋混凝土構(gòu)件內(nèi)的鋼筋腐蝕度的方法包含有以下步驟步驟100 :使用透地雷達10發(fā)射電磁波掃描鋼筋混凝土構(gòu)件20。請參閱圖2A，為透地雷達應(yīng)用于檢測鋼筋混凝土的示意圖。首先準備透地雷達(Ground Penetrating Radar) 10,市面充斥著各式各樣的透地雷達產(chǎn)品，但不外乎包含以下主要運作的組件控制器11用于接收訊號進行處理，并將產(chǎn)生的訊號予以儲存，且能透過連接顯示器顯示訊號。天線12內(nèi)含發(fā)射器(Transmitter)(未圖示)用于發(fā)射電磁波與接收器(Receiver)(未圖示)用于接收電磁波，且透過光纖與控制器11連接做雙向訊號傳輸。使用者能透過控制器11設(shè)定天線12的頻率，頻率的高低也將影響檢測的結(jié)果，例如頻率設(shè)定越低，分辨率越低，檢測深度越深，反之，頻率設(shè)定越高，分辨率越高，檢測深度越淺。電池13提供天線12產(chǎn)生電磁波所需的電能，必須注意不同頻率耗費的電力也不相同，使用者設(shè)定頻率時必須考慮到電池13能使用的時間，避免檢測到一半發(fā)生電力不足的情況。前述電池13亦可采用一般市面上販賣的鎳鎘電池等充電電池。測距輪14隨天線12移動而跟著轉(zhuǎn)動，測距輪14可做為啟動天線12開關(guān)、亦可測量天線12的檢測距離。另制作鋼筋混凝土構(gòu)件20，此鋼筋混凝土構(gòu)件20具有混凝土 21與埋設(shè)于混凝土內(nèi)的鋼筋22。混凝土 21的長、寬、高分別為165公分、15公分、60公分(165公分X 15公分X 60公分)。本較佳實施例鋼筋22是采用標號6規(guī)格(依照CNS 560鋼筋混凝土用鋼筋規(guī)范的規(guī)格)。透地雷達10的天線12即是于混凝土 21的表面211被拖曳，并對鋼筋22進行鋼筋腐蝕度的檢測。當透地雷達10與鋼筋混凝土構(gòu)件20整備完成，使用者即可于混凝土 21的表面211拖曳透地雷達10，透地雷達10的控制器11將根據(jù)使用者預(yù)設(shè)的頻率產(chǎn)生激發(fā)訊號。且將激發(fā)訊號傳送至天線12，使激發(fā)訊號轉(zhuǎn)換成電磁波。此時天線12朝向鋼筋混凝土構(gòu)件 20發(fā)射電磁波。步驟101 :接收自鋼筋混凝土構(gòu)件20反射的電磁反射波。電磁波遭遇鋼筋22界面將產(chǎn)生反射現(xiàn)象。天線12將接收經(jīng)鋼筋22界面反射回來的電磁反射波。步驟102 :取得鋼筋混凝土構(gòu)件20的混凝土厚度，此混凝土厚度指鋼筋混凝土構(gòu)件20的表面211至鋼筋混凝土構(gòu)件20內(nèi)的鋼筋的最短距離。例如于混凝土 21厚度4cm、6cm、7cm、9cm處分別埋設(shè)鋼筋22。以混凝土 21來說是指厚度，以鋼筋22來說是指埋設(shè)于混凝土 21的深度，為了說明的一致性，以下是以混凝土 21的厚度進行說明。前述混凝土 21厚度是指鋼筋混凝土構(gòu)件20的混凝土 21的表面211至鋼筋混凝土構(gòu)件20內(nèi)的鋼筋22的最短距離。步驟103 :運算電磁反射波，獲取鋼筋界面特征參數(shù)，此鋼筋界面特征參數(shù)包含有鋼筋界面反射電壓與鋼筋界面特征阻抗。當電磁反射波傳回控制器11，經(jīng)運算獲取鋼筋界面特征參數(shù)，且由控制器11儲存此鋼筋界面特征參數(shù)。步驟104 :提供數(shù)據(jù)庫，于控制器11建立數(shù)據(jù)庫，且此數(shù)據(jù)庫預(yù)先儲存有多個參考數(shù)據(jù)，各參考數(shù)據(jù)包含有參考鋼筋界面反射電壓、參考鋼筋界面特征阻抗、以及所對應(yīng)的參考混凝土厚度及參考鋼筋腐蝕度。要特別說明的是，上述的鋼筋界面反射電壓是經(jīng)由鋼筋的界面反射系數(shù)、電磁波入射鋼筋的入射電壓、以及電磁波入射鋼筋的入射功率等所運算而得。此外，上述的鋼筋界面特征阻抗是經(jīng)由反射電磁波的磁場與電場所運算而得。前述參考的鋼筋腐蝕度包含有輕度腐蝕、中度腐蝕與重度腐蝕三個等級。步驟105 :進一步將鋼筋界面特征參數(shù)及混凝土厚度對照，且比較于數(shù)據(jù)庫內(nèi)的參考數(shù)據(jù)，藉此獲得鋼筋混凝土構(gòu)件20內(nèi)的鋼筋腐蝕度。而上述數(shù)據(jù)庫內(nèi)的參考數(shù)據(jù)可以更進一步以參考混凝土厚度進行正規(guī)化處理(normalization)。以上的運算已內(nèi)建于控制器11中，只要控制器11接收到訊號即會自行運算，但是如何運算請參閱以下針對鋼筋界面特征參數(shù)的鋼筋界面反射電壓、鋼筋界面特征阻抗及鋼筋界面對應(yīng)特征電流做進一步說明上述提及鋼筋界面特征參數(shù)的鋼筋界面反射電壓是經(jīng)由鋼筋界面的反射系數(shù)、電磁波入射鋼筋的入射電壓、以及電磁波入射鋼筋的入射功率運算而得。關(guān)于如何運算請參照以下說明請參閱圖2B，為電磁波于界面I、II的波傳行為示意圖。本實施例以透地雷達10發(fā)射電磁波于介質(zhì)(電磁波依序經(jīng)過第一層介質(zhì)為空氣A、第二層介質(zhì)為混凝土 21、第三層介質(zhì)為鋼筋22或腐蝕鋼筋23)中傳播時，擷取混凝土表面與鋼筋界面的反射電壓，其大小主要受介質(zhì)界面、電磁波的阻抗與電流的大小所影 響。界面I是指混凝土界面、界面II是指鋼筋或腐蝕鋼筋界面。由反射電壓與入射電壓的比值關(guān)系，建立電磁波入射混凝土表面的反射行為。R1為界面I的反射系數(shù)，定義如下方程序R1 = Y1 (t) /s (t)方程式中，ri(t)為空氣至混凝土界面的反射電壓、s (t)為界面I入射電壓、&為界面I的反射系數(shù)，故空氣與混凝土介質(zhì)中的界面I的反射電壓，定義如下方程序Y1 (t) = R1 s (t)在第二層介質(zhì)時，混凝土介質(zhì)中的入射波至界面II會產(chǎn)生另一反射波。R11為界面II的反射系數(shù)，定義如下方程序R11 = rn (t) /s (t) Wi故，界面II的反射電壓，定義如下方程序rn (t) = R11 s (t) Wi方程式中，rn(t)為混凝土與鋼筋或腐蝕鋼筋界面的反射電壓，R11為界面II的反射系數(shù)，s(t)為界面II入射電壓，Wi為入射功率^^^ —巧夂^為界面I的反射功率。鋼筋界面特征參數(shù)的鋼筋界面特征阻抗是經(jīng)由反射電磁波的磁場與電場所運算而得。定義如下方程序T] = ^JtTs(Cl)方程式中，ii = UtlX ii Y，其中為真空中導(dǎo)磁率、且= 4JI X10_7(H/m)，Pr為相對導(dǎo)磁率、且^r=l。e = e(|XeY，其中eQ為真空中介電常數(shù)、且eQ =
8.85X10_12(F/m), ^為相對介電常數(shù)、且Er=I0以上運算所得的鋼筋界面反射電壓與鋼筋界面特征阻抗，前述二者的比值即可獲得鋼筋界面對應(yīng)特征電流，定義如下方程序I = Y1J n方程式中，rn為鋼筋界面反射電壓、n為鋼筋界面特征阻抗、I為鋼筋界面對應(yīng)特征電流。以下更進一步提供下列實驗例，藉以說明本發(fā)明的特征。實驗例A.實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容分為實驗組與對照組，實驗組是進行透地雷達鋼筋腐蝕試驗、且同時以透地雷達做鋼筋腐蝕試驗。對照組是進行透地雷達鋼筋腐蝕試驗、且同時以半電池電位儀做鋼筋腐蝕試驗。
I.實驗組實驗內(nèi)容a.鋼筋加速腐蝕試驗 本實驗例利用直流電源供應(yīng)器外加電流以加速鋼筋的腐蝕速率。其實驗是將混凝土置于一張鈦網(wǎng)上，且將局部混凝土與鈦網(wǎng)浸于水中，但需注意鋼筋不與水接觸。接著將直流電源供應(yīng)器的陽極接于鋼筋，陰極接于鈦網(wǎng)，電源供應(yīng)器對鋼筋與鈦網(wǎng)施加直流電流。b.透地雷達鋼筋腐蝕試驗本實驗例進行鋼筋加速腐蝕試驗的同時，進行透地雷達鋼筋腐蝕試驗。且將不同混凝土厚度(4cm、6cm、7cm、9cm)內(nèi)的鋼筋于加速腐蝕時間(0 408hrs)內(nèi)進行透地雷達掃瞄。在各個不同加速腐蝕時間點擷取鋼筋于輕微腐蝕、中度腐蝕、嚴重腐蝕階段的鋼筋界面特征參數(shù)。II.對照組實驗內(nèi)容a.鋼筋加速腐蝕試驗本實驗例利用直流電源供應(yīng)器外加電流以加速鋼筋的腐蝕速率。其實驗是將混凝土置于一張鈦網(wǎng)上，且將局部混凝土與鈦網(wǎng)浸于水中，但需注意鋼筋不與水接觸。接著將直流電源供應(yīng)器的陽極接于鋼筋，陰極接于鈦網(wǎng)，電源供應(yīng)器對鋼筋與鈦網(wǎng)施加直流電流。b.半電池電位儀鋼筋腐蝕試驗本實驗例進行鋼筋加速腐蝕試驗的同時，進行半電池電位儀鋼筋腐蝕試驗。半電池電位儀以銅/硫酸銅作為參考電極，參考ASTM C876檢測鋼筋的腐蝕電位。且將不同混凝土厚度(4cm、6cm、7cm、9cm)內(nèi)的鋼筋于加速腐蝕時間(0 408hrs)內(nèi)進行半電池電位儀掃瞄。c.腐蝕電流儀鋼筋腐蝕試驗本實驗例進行鋼筋加速腐蝕試驗的同時，進行腐蝕電流儀鋼筋腐蝕試驗。腐蝕電流儀以銀/氯化銀作為參考電極，參考ASTM C876-91檢測鋼筋的電位、電流及鋼筋腐蝕速率。且將不同混凝土厚度(4cm、6cm、7cm、9cm)內(nèi)的鋼筋于加速腐蝕時間(0 408hrs)內(nèi)進行腐蝕電流儀掃瞄。B.檢測結(jié)果檢測結(jié)果是分為實驗組及對照組。實驗組是將透地雷達鋼筋腐蝕試驗于實驗內(nèi)容產(chǎn)生的反射電壓、特征阻抗及對應(yīng)特征電流做進一步分析。對照組是將半電池電位儀鋼筋腐蝕試驗于實驗內(nèi)容產(chǎn)生的腐蝕電位及腐蝕電流密度做進一步分析。I.實驗組結(jié)果分析a.透地雷達鋼筋腐蝕試驗的反射電壓結(jié)果分析請參閱圖3A，為不同混凝土厚度的鋼筋腐蝕界面反射電壓的實驗結(jié)果圖。由鋼筋腐蝕界面的反射電壓分析結(jié)果顯示，在不同混凝土厚度下的鋼筋，其鋼筋界面反射電壓皆隨著加速腐蝕時間增加而提升。而鋼筋界面反射電壓由未腐蝕至嚴重腐蝕的累積成長量依混凝土厚度4cm、6cm、7cm、9cm順序,分別為160mV、201mV、215mV、174mV。其中混凝土厚度7cm為加速腐蝕實驗試體的泡水面，因而鋼筋腐蝕界面最為嚴重。b.透地雷達鋼筋腐蝕試驗的特征阻抗結(jié)果分析請參閱3B，為不同混凝土厚度的鋼筋腐蝕界面特征阻抗的實驗結(jié)果圖。由鋼筋腐蝕界面的特征阻抗分析結(jié)果顯示，混凝土保護層4Cm、6Cm、7Cm、9Cm的鋼筋腐蝕界面的初期特征阻抗隨混凝土厚度增加，此時的特征阻抗為1194Q、1385Q、3088Q、3808Q，但隨著加速腐蝕時間增加，鋼筋界面特征阻抗依序下降至235 Q、340 Q、1395 Q、3544 Q。前述現(xiàn)象表示，當鋼筋腐蝕越嚴重時，其鋼筋腐蝕界面特征阻抗越小。c.透地雷達鋼筋腐蝕試驗的對應(yīng)特征電流結(jié)果分析請參閱圖3C，為不同混凝土厚度的鋼筋腐蝕界面對應(yīng)特征電流的實驗結(jié)果圖。由混凝土厚度4Cm、6Cm、7Cm的鋼筋界面對應(yīng)特征電流皆因鋼筋腐蝕越嚴重，其對應(yīng)特征電流變化量呈曲線變化，相對于鋼筋腐蝕界面的反射電壓與特征阻抗，鋼筋腐蝕度的變化非常明顯。除了混凝土厚度9cm的鋼筋界面對應(yīng)特征電流變化較為平緩。前述現(xiàn)象表示，當鋼筋腐蝕越嚴重時，其鋼筋混凝土厚度越厚，則所能反應(yīng)鋼筋界面對應(yīng)特征電流越小。II.對照組結(jié)果分析a.半電池電位儀鋼筋腐蝕試驗的腐蝕電位試驗結(jié)果分析 請參閱圖4A,為混凝土厚度4cm、6cm、7cm、9cm腐蝕電位的實驗結(jié)果圖。請一并參閱表一是腐蝕狀態(tài)、保護層厚度、銅/硫酸銅參考電極、以及透地雷達反射電壓的對照范圍對照表。由腐蝕電位的結(jié)果顯示,不同混凝土厚度的初始腐蝕電位在_200mV，其腐蝕機率低于10%。此原因是受鋼筋表面鈍態(tài)模的影響，隨著加速腐蝕時間的增加，腐蝕電位于鈍態(tài)模被破壞的后腐蝕電位才開始明顯下降。依不同混凝土厚度4cm、6cm、7cm、9cm以腐蝕電位檢測鋼筋，發(fā)現(xiàn)開始腐蝕的時間皆發(fā)生在加速腐蝕144 168小時之后。且于加速腐蝕時間288小時后，鋼筋腐蝕度皆達到嚴重腐蝕的狀態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用透地雷達檢測鋼筋混凝土構(gòu)件內(nèi)的鋼筋腐蝕度的方法，其特征在于，包含有 使用一透地雷達(10)發(fā)射電磁波掃描一鋼筋混凝土構(gòu)件(20)； 接收自所述鋼筋混凝土構(gòu)件(20)的鋼筋反射一電磁反射波； 取得所述鋼筋混凝土構(gòu)件(20)的混凝土厚度，所述混凝土厚度指所述鋼筋混凝土構(gòu)件(20)的表面(211)至所述鋼筋混凝土構(gòu)件(20)內(nèi)的鋼筋的最短距離； 運算所述電磁反射波，獲取一鋼筋界面特征參數(shù)，所述鋼筋界面特征參數(shù)包含有一鋼筋界面反射電壓與一鋼筋界面特征阻抗； 提供一數(shù)據(jù)庫，所述數(shù)據(jù)庫預(yù)先儲存有多個參考數(shù)據(jù)，各參考數(shù)據(jù)包含有一參考鋼筋界面反射電壓、一參考鋼筋界面特征阻抗、以及所對應(yīng)的參考混凝土厚度及參考鋼筋腐蝕度；以及 將所述鋼筋界面特征參數(shù)及混凝土厚度對照比較于所述數(shù)據(jù)庫內(nèi)的參考數(shù)據(jù)，藉此獲得所述鋼筋混凝土構(gòu)件內(nèi)的鋼筋腐蝕度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的應(yīng)用透地雷達檢測鋼筋混凝土構(gòu)件內(nèi)的鋼筋腐蝕度的方法，其特征在于，所述鋼筋界面反射電壓是經(jīng)由鋼筋界面的反射系數(shù)、電磁波入射鋼筋的入射電壓、以及電磁波入射鋼筋的入射功率等所運算而得。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的應(yīng)用透地雷達檢測鋼筋混凝土構(gòu)件內(nèi)的鋼筋腐蝕度的方法，其特征在于，所述鋼筋界面特征阻抗是經(jīng)由反射電磁波的磁場與電場所運算而得。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的應(yīng)用透地雷達檢測鋼筋混凝土構(gòu)件內(nèi)的鋼筋腐蝕度的方法，其特征在于，所述參考鋼筋腐蝕度包含有輕度腐蝕、中度腐蝕與重度腐蝕等三個等級。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的應(yīng)用透地雷達檢測鋼筋混凝土構(gòu)件內(nèi)的鋼筋腐蝕度的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)庫內(nèi)的參考數(shù)據(jù)更進一步以所述參考混凝土厚度進行正規(guī)化處理。
全文摘要
本發(fā)明提供一種應(yīng)用透地雷達檢測鋼筋混凝土構(gòu)件內(nèi)的鋼筋腐蝕度的方法。包含透地雷達向鋼筋混凝土構(gòu)件發(fā)射電磁波；接收鋼筋混凝土構(gòu)件反射的電磁反射波；取得鋼筋凝土構(gòu)件的厚度、此厚度指鋼筋混凝土構(gòu)件的表面至構(gòu)件內(nèi)的鋼筋的最短距離；運算電磁波反射波獲取具有鋼筋界面反射電壓與鋼筋界面特征阻抗的鋼筋界面特征參數(shù)；提供包含有參考鋼筋界面反射電壓、參考鋼筋界面特征阻抗、所對應(yīng)的參考混凝土厚度及參考鋼筋腐蝕度的參考數(shù)據(jù)；以及將鋼筋界面特征參數(shù)及混凝土厚度對照與參考數(shù)據(jù)比較，進而獲得鋼筋混凝土構(gòu)件內(nèi)的鋼筋腐蝕度。
文檔編號G01N17/00GK102768176SQ20111016754
公開日2012年11月7日 申請日期2011年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月5日
發(fā)明者張奇?zhèn)? 林鎮(zhèn)華 申請人:中華大學(xué)