[發(fā)明專(zhuān)利]實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)混凝土類(lèi)材料非穩(wěn)態(tài)水滲透系數(shù)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710698342.9
• 申請(qǐng)日: 2017-08-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107340223A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉睿;肖會(huì)剛;皮振宇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N15/08
• 分類(lèi)號(hào): G01N15/08
• 代理公司: 哈爾濱龍科專(zhuān)利代理有限公司23206
• 代理人: 高媛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于土木工程材料測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)混凝土類(lèi)材料非穩(wěn)態(tài)水滲透系數(shù)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

混凝土在服役過(guò)程中，由于其內(nèi)部復(fù)雜的孔隙結(jié)構(gòu)，外部的水或其他物質(zhì)具有進(jìn)入混凝土內(nèi)部的通道和可能性，這些物質(zhì)的進(jìn)入使混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，長(zhǎng)時(shí)間受到外部物質(zhì)的滲透和侵蝕，混凝土性能將發(fā)生劣化，影響構(gòu)件的使用。水滲透系數(shù)是表征混凝土類(lèi)材料滲透性能的重要指標(biāo)，可作為評(píng)價(jià)混凝土類(lèi)材料耐久性的重要依據(jù)。當(dāng)混凝土材料內(nèi)部還未達(dá)到完全水飽和狀態(tài)時(shí)，混凝土材料的水滲透系數(shù)會(huì)隨著內(nèi)部水飽和程度的不同而有所差異，此時(shí)的水滲透屬于非穩(wěn)態(tài)滲透過(guò)程。在實(shí)際環(huán)境中，服役的很多構(gòu)件都會(huì)受到水或者外部其它溶液的非穩(wěn)態(tài)滲透作用。因此，對(duì)混凝土類(lèi)材料非穩(wěn)態(tài)水滲透系數(shù)進(jìn)行測(cè)試，同時(shí)具有科研價(jià)值和實(shí)際工程意義。

發(fā)明內(nèi)容

為了能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)混凝土類(lèi)材料非穩(wěn)態(tài)水滲透系數(shù)，本發(fā)明提供了一種實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)混凝土類(lèi)材料非穩(wěn)態(tài)水滲透系數(shù)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)混凝土類(lèi)材料非穩(wěn)態(tài)水滲透系數(shù)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，由非穩(wěn)態(tài)水滲透系數(shù)監(jiān)測(cè)裝置和水蒸發(fā)監(jiān)測(cè)裝置兩部分構(gòu)成；

所述非穩(wěn)態(tài)水滲透系數(shù)監(jiān)測(cè)裝置由固定端、繩索、盛水容器A、網(wǎng)兜、測(cè)試樣品、電子天平A和監(jiān)控裝置A構(gòu)成，其中：所述繩索的上端與固定端相連，下端與網(wǎng)兜相連；所述網(wǎng)兜位于盛水容器A內(nèi)，測(cè)試樣品安裝在網(wǎng)兜中；所述盛水容器A放置在電子天平A上；所述監(jiān)控裝置A為對(duì)準(zhǔn)電子天平A示數(shù)顯示屏的監(jiān)控?cái)z像頭或與電子天平A串口相連的計(jì)算機(jī)，用于連續(xù)記錄電子天平A的示數(shù)變化；

所述水蒸發(fā)監(jiān)測(cè)裝置由進(jìn)水管、盛水容器B、電子天平B和監(jiān)控裝置B構(gòu)成，其中：所述進(jìn)水管設(shè)置在盛水容器B的上方；所述盛水容器B放置在電子天平B上；所述監(jiān)控裝置B為對(duì)準(zhǔn)電子天平B示數(shù)顯示屏的監(jiān)控?cái)z像頭或與電子天平B串口相連的計(jì)算機(jī)，用于連續(xù)記錄電子天平B的示數(shù)變化。

一種利用上述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)混凝土類(lèi)材料非穩(wěn)態(tài)水滲透系數(shù)的方法，包括如下步驟：

一、將盛水容器A放置在電子天平A上，盛水容器B放置在電子天平B上，啟動(dòng)監(jiān)控裝置A與監(jiān)控裝置B；

二、將測(cè)試樣品放置在網(wǎng)兜中，將繩索下端與網(wǎng)兜上部緊密相連，繩索上端與固定端進(jìn)行牢固相連；

三、調(diào)整電子天平A、盛水容器A與測(cè)試樣品、網(wǎng)兜的位置關(guān)系，將測(cè)試樣品的位置調(diào)整至測(cè)試樣品的上下表面與水平面平行，保證繩索、測(cè)試樣品和網(wǎng)兜在自然豎直狀態(tài)下不與盛水容器A內(nèi)壁接觸，并能使測(cè)試樣品充分浸沒(méi)在盛水容器A的水中，調(diào)整好位置后，測(cè)試獲得固定端下底面與測(cè)試樣品上表面的距離H₁，固定端下底面與盛水容器A內(nèi)底面之間的距離H₂；

四、保持盛水容器A和電子天平A的位置不動(dòng)，將測(cè)試樣品、網(wǎng)兜和繩索從盛水容器A中拿出，啟動(dòng)電子天平A，向盛水容器A中注水，保證水在測(cè)試過(guò)程中能完全淹沒(méi)測(cè)試樣品；電子天平A示數(shù)穩(wěn)定后，將測(cè)試樣品立即放入盛水容器A的水中，使測(cè)試樣品立即被盛水容器A中的水淹沒(méi)，記錄下此過(guò)程中電子天平A的最大示數(shù)m₀，此時(shí)記作混凝土類(lèi)材料非穩(wěn)態(tài)水滲透系數(shù)測(cè)試的開(kāi)始；與此同時(shí)，打開(kāi)進(jìn)水開(kāi)關(guān)，由進(jìn)水管向盛水容器B中注水，直到電子天平B的示數(shù)達(dá)到m₀時(shí)立即關(guān)閉進(jìn)水開(kāi)關(guān)；

五、按照下述公式計(jì)算混凝土類(lèi)材料非穩(wěn)態(tài)水滲透系數(shù)：

H₀＝H₁+H₃-H₂；

K_ns-p——測(cè)試樣品非穩(wěn)態(tài)滲透系數(shù)mm/s；

A'——盛水容器A內(nèi)底面面積，mm²；

A——測(cè)試樣品測(cè)試過(guò)程中平行水平面的橫截面面積，mm²；

L——測(cè)試樣品測(cè)試過(guò)程中上下表面的距離，mm；

t——測(cè)試開(kāi)始后測(cè)試所用的時(shí)間，s；

ρ——水的密度，1×10^-3g/mm³；

m₀——測(cè)試樣品放入水中后，電子天平A的最大示數(shù)，g；

m_t——測(cè)試開(kāi)始后，時(shí)間為t時(shí)非穩(wěn)態(tài)水滲透系數(shù)監(jiān)測(cè)裝置中電子天平A的示數(shù)，g；

m_z——測(cè)試開(kāi)始后，時(shí)間為t時(shí)水蒸發(fā)監(jiān)測(cè)裝置中電子天平B的示數(shù)，g；