[發明專利]一種混凝土收縮裂縫自動監測系統

在審

• 申請號: 201610029827.4
• 申請日: 2016-01-15
• 公開（公告）號: CN105548202A
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發明（設計）人: 李書進;厲見芬;錢紅萍
• 申請（專利權）人: 常州工學院
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88
• 代理公司: 蘇州翔遠專利代理事務所(普通合伙) 32251
• 代理人: 王華

技術領域

本發明涉及一種混凝土性能的監測系統，特別是，一種用于自動監測混凝土早期收縮裂縫的監測系統。

背景技術

隨著我國現代工業的迅速發展和城市規模的不斷擴大，城鎮人口急劇增加，這使得城市建設工程也不斷加大，而其中涉及使用的混凝土用量，也是大幅度增加。

混凝土由于其自身材料性質，使得其在凝結硬化過程中時，會出現收縮裂縫現象。而為了保證建筑工程的工程質量，需要了解其使用混凝土的這種性能指標，以免出現因混凝土收縮裂縫，而導致出現工程質量問題。

一般而言，影響混凝土耐久性的因素主要有鋼筋銹蝕、化學腐蝕（包括混凝土碳化）、凍融循環和堿-骨料反應。相對來講，鋼筋銹蝕所造成的影響和破壞可能是最嚴重的。由于高性能混凝土具備高抗滲性和高強度，上述影響因素和影響方式可能會發生變化。

提高混凝土的耐久性，必須從混凝土制備的源頭開始。高抗滲性混凝土成為近年來的研究熱點。但是隨著各種外加劑的加入，混凝土自身的收縮或膨脹發展，開始脫離混凝土原始的發展規律。

影響混凝土耐久性的緩慢過程，與有害離子在混凝土中的傳輸或局部發生的化學反應有關，所以用電測方法來測試和評價混凝土耐久性成為主流。但電測方法的巨大弊端就是人為施加的電壓對于混凝土內部環境的破壞，由此產生的誤差無法估量。

混凝土耐久性能的控制，最基本的指標在于控制其裂縫的發展；而混凝土早期自收縮的控制，又是裂縫控制的根本。

研究混凝土早期收縮的一個首要問題是如何通過試驗的方法測得混凝土早期收縮的發展規律，從而可以定性地比較不同組分混凝土的收縮開裂趨勢，也可為定量的結構分析提供基礎性的材料性能數據。評估混凝土早期收縮性能可通過量測混凝土的自由收縮值與觀測約束收縮時的開裂趨勢來確定。自由收縮的測量通常只能定性的分析不同混凝土的收縮大小，但不能定量分析收縮對結構的影響；而約束收縮試驗除了定性分析開裂趨勢外，還可進一步對收縮造成的結構影響加以量化分析。

目前，業界評估混凝土裂縫監測以及早期收縮性能和約束收縮試驗主要有兩種。其中混凝土裂縫監測一般參照國家標準《危險房屋鑒定標準》（GJG125-1999），監測裂縫寬度來評定房屋危險點的相關要求，通過裂縫測寬儀進行拍照取樣并得出測試結果?；炷粮稍锸湛s與混凝土早期自收縮的監測，可參照國家標準《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法標準》（GBJ50082-2009），通過接觸式千分表和非接觸式電渦流傳感器進行數據的采集和計算。干燥收縮則較多采用機械千分表人工讀數的方式進行，非接觸法早期自收縮測定儀的數據均有電腦軟件采集和計算。

進一步的，其中混凝土開裂性能的測試方法主要有三種：

1.采用土工工程學會（CCES2004-01）標準方形混凝土受限開裂試模，使用56套通螺紋螺桿作為限制器，加速混凝土的開裂。數據采集方式為人工值守和觀察，待出現肉眼可見的裂縫后進行記錄和跟蹤，一般一個試模的試塊可能出現2至3條可見裂縫。

2.采用國家標準（GBJ50082/2009）推薦的刀口形混凝土受限開裂試模，使用7根倒三角裂紋誘導器。數據采集方式同方形試模一致。

3.采用鐵建設（2005）-160號推薦的圓環形受限開裂試模，使用內外圓環形受限方式，數據采集可使用貼應變片和數據采集儀的方式進行。

這其中，人工值守的缺點首先是耗時耗力而又不精確。例如，其一般的做法是安排測試人員值守，直至肉眼可見的裂縫出現以后才開始記錄數據，但很多細微裂紋可能在此之前已經發展多時，故此方法無法做到精確判斷。由于在此過程中的人為誤差，導致無法在第一時間確定哪個配合比的試樣先開裂，而只能判斷哪個配合比的試樣最終發展出來的裂紋更寬、更長。

而當前由于混凝土技術的發展，高抗滲性混凝土對于抵抗離子侵蝕的能力，在任何細微的微裂紋下，都將散失殆盡。評判混凝土耐久性能的優劣，不能單純從最終裂紋的粗細長短來評價。

有一些研究者采用應變片的方法進行試驗，由于應變片的靈敏度不夠高，無法精確判斷表面的細微裂紋，因此，在混凝土表面貼應變片進行數據采集的方法也并未得到很好的推廣。

另外，也有一些研究是采用光纖光柵傳感器的方法，來測試細微裂紋的產生，但是由于傳感器本身封裝比較困難，成品率不夠高，加之價格昂貴等原因，導致試驗的運行成本太高。

因此，確有必要，來研發一種新型的混凝土收縮裂縫的全自動監測裝置，來克服現有技術的缺陷。

發明內容