[發明專利]一種混凝土早齡期溫濕度監測設備及監測方法

有效

• 申請號: 201910239293.1
• 申請日: 2019-03-27
• 公開（公告）號: CN109827618B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 尤偉杰;楊國濤;唐磊;陳中奇;曹佃凱;溫成前;高艷朋;孫建鵬;王成功
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 陳曉敏

本發明屬涉及一種混凝土早齡期溫濕度監測設備及監測方法，包括球形殼體、溫濕度傳感器和固定連接裝置，所述球形殼體的殼體上均布設有多個網孔，所述網孔用于阻擋混凝土中粗骨料進入球形殼體內腔；所述溫濕度傳感器設置于球形殼體的內腔中；所述固定連接裝置的一端用于固定溫濕度傳感器與球形殼體間的相對位置，另一端用于連接外部鋼筋；所述球形殼體的內腔中填充有憎水填充物，所述憎水填充物為多孔結構，憎水填充物中孔隙大小根據混凝土物料間隙的大小進行設置。本發明能夠精確到監測設置位置的混凝土溫濕度數值，具有較高的精度。

技術領域

本發明屬于混凝土測量技術領域，具體涉及一種混凝土早齡期溫濕度監測設備及監測方法。

背景技術

在混凝土的全生命周期中，早齡期(指混凝土澆筑完成至28d齡期)變形最為顯著。實際工程中的混凝土構件通常受到周邊約束，強度較低的早齡期混凝土的變形受到約束時極易出現開裂，從而影響整個結構的安全使用。混凝土早齡期的變形主要是溫濕變形，因此，混凝土早齡期溫度和濕度的精確監測對于其開裂機理的研究和抗裂措施的制定尤為關鍵。

目前的監測設備是將溫濕度傳感器外部安裝多孔外罩，并直接埋入混凝土中來測量混凝土早齡期溫濕度。但是由于混凝土早齡期發生劇烈的水化反應，溫度、濕度和力學特性發生顯著的變化，其內部物理和化學環境十分復雜，對傳感器正常工作和監測精度提出了嚴峻的挑戰。

發明人認為：傳感器外罩內部空間與混凝土內部孔隙結構差異較大，導致溫度和濕度傳輸環境不一致，造成內外溫濕度差異較大，導致監測數據不準確。

中國專利CN201820422774.7-公開了另一種混凝土溫濕度測量設備：將溫濕度傳感器套設于防水透氣結構中，再套設于金屬防水結構中，并插入頂部連接結構中，從而使溫濕度傳感器能夠防水透氣，使其既能夠測量得到混凝土的溫濕度，又能保證其使用壽命及使用安全。但由于混凝土內部為多孔結構，且早齡期混凝土內部水分為液體狀態，防水外罩的存在阻礙了傳感器對混凝土早齡期內部水分的監測，使得監測結果出現明顯誤差，且沒有針對實際工程情況的監測方法。

同時，發明人了解到：混凝土結構通常需要按順序多次澆筑完成，那么中間批次的混凝土在澆筑完成后其早齡期邊界面一般為：①與舊混凝土接觸的表面；②與不透水的建筑模板接觸的表面；③與外部環境接觸或養護表面。以上三種表面的溫濕度值必然與混凝土內部不一致，從而產生內外溫濕度梯度，而內外溫濕度梯度會產生不均勻收縮，從而在溫濕度較小的混凝土表面產生拉應力，當拉應力超過混凝土對應齡期抗拉強度時，則有可能出現開裂，影響結構的安全使用性能。目前為止仍沒有針對實際工程中復雜約束和邊界條件下的成熟的早齡期混凝土溫濕度監測方法。

發明內容

本發明的目的是為克服上述現有技術的不足，提供一種混凝土早齡期溫濕度監測設備及監測方法。

本發明的第一目的是提供一種混凝土早齡期溫濕度監測設備，能夠精確監測設定位置的混凝土溫濕度數值，具有較高的精度。

本發明的第二目的是提供一種混凝土早齡期溫濕度監測方法，基于上述一種混凝土早齡期溫濕度監測設備，能夠指導施工人員根據測得的混凝土內部各處溫濕度梯度值，進行混凝土養護，避免過度養護或者養護不足造成的混凝土開裂、變形；能夠為混凝土早齡期溫度和濕度的精確監測、對于其開裂機理的研究和抗裂措施的制定提供數據支持。

為實現上述目的，本發明采用下述技術方案：一種混凝土早齡期溫濕度監測設備，包括球形殼體、溫濕度傳感器和固定連接裝置。

所述球形殼體的殼體上均布設有多個網孔，所述網孔用于阻擋混凝土中粗骨料進入球形殼體內腔；所述溫濕度傳感器設置于球形殼體的內腔中。

網孔的直徑小于粗骨料直徑，可以避免粗骨料對內部溫濕度傳感器的不利影響，同時保證水分的正常進出。另外，球形殼體的形狀更符合濕度擴散和傳輸的三維特點，更貼近工程實際情況。