本发明属于建筑物隐裂纹深度探测,特别涉及一种混凝土裂缝深度雷达示踪检测的指示剂与使用方法。
背景技术:
1、裂缝是混凝土结构事故的主要驱动因素,裂缝深度更是诱发工程灾变的决定性指标。然而,当前应用成熟的混凝土裂缝深度检测技术(如超声检测法)的有效检测深度普遍限于500mm以内。还有一些正在研发中的新型检测方法,如中国专利(申请号:201210490788.x)公开了一种裂缝深度的检测方法,具体公开了基于示踪剂(由10kg425#普通硅酸盐水泥、5kg细度为200目铝粉和5kg水混合均匀得到的浆液)的电磁雷达法检测裂缝深度的方法。具体检测方法:向混凝土裂缝深部尖端灌注示踪剂,灌注完成后,向混凝土裂缝区域发射雷达波,示踪剂利用自身对雷达波的反射作用在雷达伪彩图中出现响应信号,通过伪彩图中响应信号的位置信息反应被示踪剂标记的裂缝尖端的深度。
2、然而,上述检测方法中使用的示踪剂属于浆液,其流动性和渗透性均较差,该检测方法主要适用于岩石体、土体中的大尺寸张口宽度裂缝的深度检测;而对于大量大幅降低承载能力的混凝土裂缝,由于其张口宽度通常在毫米级,且有一定的深度,此时浆液型的示踪剂难以完成灌注。
3、此外,现有公开的示踪剂还存在介电常数较小(通常小于100)的问题,示踪剂示踪雷达波探测技术实现探测取决于示踪剂有区分度的介电常数,即介电常数越大,越有利于示踪。对于大量亟需检测的毫米级宽度、米级深度的混凝土裂缝,示踪剂介电常数较小时,由于裂缝腔体狭小空间限制了示踪剂积存量,容易造成裂缝深部示踪剂对雷达信号反射不明显,而使裂缝深度检测不准确。
4、综上,对于混凝土裂缝深度检测所用的指示剂需要满足以下两点:第一、应具有易灌注性;第二,也是最重要的,限于裂缝腔体狭小空间,指示剂为实现一定深度的示踪作用,必须具有高的介电常数。而现有公开的示踪剂完全不满足混凝土裂缝特征驱动下的深度检测需求。
5、ⅰ型纳米胶,为一种无机水性纳米渗透结晶型材料溶液,其有效成分粒径为3~45nm,介电常数约为110,固含量为10%~30%,密度为1.05~3.05g/cm3,粘度≤11mpa.s。主要应用于自动修复混凝土后期产生的裂缝,其可渗透至混凝土内部5~7cm,在不改变原有理化性质的基础上,提高其表层结构密实度,使其具有双呼吸性,延长混凝士使用寿命具有持续的自修复能力,无毒无害。
6、经检索尚未见上述ⅰ型纳米胶应用在混凝土裂缝深度示踪检测用指示剂方面的报道。
技术实现思路
1、针对上述现有技术存在的问题,本发明的目的在于提供了一种混凝土裂缝深度雷达示踪检测的指示剂与使用方法。
2、本发明的第一方面提供了一种混凝土裂缝深度雷达示踪检测的指示剂,包括:纳米级示踪源和介电激发基载溶液;且所述纳米级示踪源的质量占指示剂的2.5~10wt%。
3、优选地,所述纳米级示踪源为纳米级金属粉末,进一步优选为纳米级四氧化三铁粉或者铁粉,所述纳米级四氧化三铁粉或者铁粉的粒径为5~50nm。
4、优选地,所述介电激发基载溶液为无机水性纳米渗透结晶型材料溶液,所述无机水性纳米渗透结晶型材料溶液的固含量为10%~30%,密度为1.05~3.05g/cm3,粘度≤11mpa.s。
5、优选地,所述指示剂的介电常数为300~1000。
6、本发明的第二方面提供了混凝土裂缝深度雷达示踪检测的指示剂的使用方法,包括以下步骤:
7、s1、将纳米级示踪源加入介电激发基载溶液中,搅拌混合均匀,得到指示剂;
8、s2、加热指示剂,然后灌入混凝土裂缝深部,控制灌注时长在不超过15min,使得在该时间内指示剂达到裂缝深部尖端。
9、优选地,所述搅拌转速为300~500rps,搅拌时间为3~5min。
10、优选地,所述加热指示剂至30~50℃。
11、优选地,步骤s2中,当所述指示剂中的纳米级示踪源质量占指示剂的2.5~3.5wt%时,控制灌注时长不超过15min;当指示剂中的纳米级示踪源质量占指示剂的3.5~7.5wt%时,控制灌注时长不超过10min;当指示剂中的纳米级示踪源质量占指示剂的7.5~10wt%时,控制灌注时长不超过6min。
12、根据示踪源在所述指示剂中的质量百分比浓度,通过控制灌注时间与加热温度,可有效避免指示剂在灌注过程中,纳米级示踪源在介电激发基载溶液中沉积,造成达到裂缝深部尖端的指示剂中示踪源占比减小而降低示踪效果。
13、本发明具备如下有益效果:
14、(1)本发明通过创造性将ⅰ型纳米胶(介电常数约为110)与纳米级示踪源(如纳米级四氧化三铁粉,介电常数为5~8)混合,制得了介电常数为300~1000的指示剂,相比常规指示剂(溶液或浆液型),该指示剂将决定混凝土裂缝深度指示剂雷达检测能力的标志性指标即介电常数提升了约2倍以上。
15、(2)本发明制得的指示剂同时还具有粘度低、流动性强、渗透性高的特点。当将该指示剂沿裂缝侧壁流到裂缝尖端时,裂缝侧壁残留的指示剂的介电激发基载溶液将渗透至裂缝侧壁后的混凝土中,使得侧壁表面仅存附有少量纳米级示踪源(如纳米级四氧化三铁粉);由于纳米级示踪源(粉末)的介电常数远小于与ⅰ型纳米胶混合后介电性得以激发后而得到的指示剂,故本发明制得的指示剂在使用过程中,主动排除了裂缝侧壁残存指示剂时,对裂缝深部尖端积聚的指示剂示踪效果的干扰。
16、(3)将本发明制得的指示剂应用于检测混凝土裂缝深度时,通过控制灌注时间以及灌注温度,可显著加深电磁雷达波有效探明的裂缝深度。
1.一种混凝土裂缝深度雷达示踪检测的指示剂,其特征在于,包括:纳米级示踪源和介电激发基载溶液,且所述纳米级示踪源的质量占指示剂的2.5~10wt%。
2.根据权利要求1所述混凝土裂缝深度雷达示踪检测的指示剂,其特征在于,所述纳米级示踪源为纳米级四氧化三铁粉或者铁粉,所述纳米级四氧化三铁粉或者铁粉的粒径为5~50nm。
3.根据权利要求1所述混凝土裂缝深度雷达示踪检测的指示剂,其特征在于,所述介电激发基载溶液为无机水性纳米渗透结晶型材料溶液,所述无机水性纳米渗透结晶型材料溶液的固含量为10%~30%,密度为1.05~3.05g/cm3,粘度≤11mpa.s。
4.根据权利要求1所述混凝土裂缝深度雷达示踪检测的指示剂,其特征在于,所述指示剂的介电常数为300~1000。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的混凝土裂缝深度雷达示踪检测的指示剂的使用方法,其特征在于,包括以下步骤:
6.根据权利要求5所述的混凝土裂缝深度雷达示踪检测的指示剂的使用方法,其特征在于,所述搅拌转速为300~500rps,搅拌时间为3~5min。
7.根据权利要求5所述的混凝土裂缝深度雷达示踪检测的指示剂的使用方法,其特征在于,步骤s2中,所述加热指示剂至30~50℃。
8.根据权利要求5所述的混凝土裂缝深度雷达示踪检测的指示剂的使用方法,其特征在于,步骤s2中,当所述指示剂中的纳米级示踪源质量占指示剂的2.5~3.5wt%时,控制灌注时长不超过15min;当指示剂中的纳米级示踪源质量占指示剂的3.5~7.5wt%时,控制灌注时长不超过10min;当指示剂中的纳米级示踪源质量占指示剂的7.5~10wt%时,控制灌注时长不超过6min。