钢筋腐蚀是导致全球混凝土工程普遍老化的主要因素。由于海水又是自然界中腐蚀性最强的天然介质,混凝土与钢结构在海水中的腐蚀破坏问题尤为突出,严重影响了海洋土建工程的运行寿命。近年来,如何定量描述海水中混凝土与钢结构的腐蚀破坏程度已经成为腐蚀监测的研究热点。当前针对混凝土内钢筋腐蚀的监测大多采用传统的方法,如半电位法、交流阻抗法等,但这些方法在实际应用中又存在诸多弊端,如半电位法测量误差大、交流阻抗法测量所需时间长等,最突出的问题是无法直接得到钢筋的腐蚀速率及腐蚀状态。然而,腐蚀速率和腐蚀状态是预测海洋土建工程使用寿命的两个重要参数。目前,应用于现场钢筋腐蚀监测的设备较少,工程人员急需一种智能设备,能够现场监测混凝土与钢结构腐蚀发生的电化学参数,并能根据这些参数得到混凝土内钢筋腐蚀速率及腐蚀状态。本文根据海洋工程实际需求,针对海洋工程的混凝土与钢结构腐蚀速率的监测方法开展研究工作,并开发出一套可用于现场监测的智能装置。论文主要完成工作如下:1.本文研究了混凝土与钢结构腐蚀监测技术的发展现状、测量方法及特点,比较了不同方法的特点及局限性。通过对基于伏安稳态技术的恒电流阶跃法与恒电位极化法原理的分析,得到适用于海工混凝土与钢结构腐蚀速率的监测方法。2.基于伏安稳态测量技术的海工混凝土与钢结构腐蚀速率监测方法,设计简易便携式监测装置。硬件设计上采用模块化结构,分别完成了复合式三电极传感器、恒电位模块、电流-电压转换前置放大模块、A/D转换模块、D/A转换模块的设计。软件设计上,基于Keil uVision平台完成了各个功能模块以及主控单元的程序编写与调试,并且实现了主控单元与无线传输模块DTU之间的通讯,利用Tlink云平台实现了远程实时监控。3.通过模拟实验,采用三电极体系分别对钝化体系与活化体系的钢筋进行测试,并通过提高电解池内NaCl溶液浓度的方法加速两种状态下的钢筋腐蚀与正常条件下两种状态的钢筋腐蚀速率对比,验证了该装置测量数据的准确性和可靠性。基于上述研究工作,本文所研制的装置实现了对海工混凝土与钢结构腐蚀速率的现场智能监测,所采集的数据能够准确直接地反映混凝土内部钢筋腐蚀程度。该装置的进一步优化可应用于桥梁、码头、海洋能电站等海上设施钢筋混凝土结构的使用寿命预测。