[發明專利]一種測量混凝土內部濕度的裝置及其布置方法

有效

• 申請號: 202010524168.8
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN111596043B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 張秀崧;李梅;尉霄騰;白素萍;宋健;王佩玨;胡劍超
• 申請（專利權）人: 中水北方勘測設計研究有限責任公司
• 主分類號: G01N33/38
• 分類號: G01N33/38;G01D11/24
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 焦磊

本發明公開一種測量混凝土內部濕度的裝置及其布置方法，裝置包括濕度傳感器，其特征在于：所述濕度傳感器設于防護殼體內，所述防護殼體表面覆蓋一層混凝土漿體，所述防護殼體表面開設有多個透氣的濾孔；另外本發明還公開與裝置相應的布置方法；本發明能夠長期有效地測量混凝土內部濕度數據，且能夠結合混凝土澆筑施工工藝進行快速而方便地布置，且有效避免混凝土澆筑施工中對測量裝置造成損壞的現象發生，為探究混凝土中的濕度分布和演化特性研究提供數據支撐，對混凝土裂縫防治具有積極的指導意義。

技術領域

本發明涉及水利工程混凝土施工技術領域，具體地指一種測量混凝土內部濕度的裝置及其布置方法。

背景技術

在水利水電工程中，各類大體積混凝土建筑比比皆是，其為國民經濟的發展和社會進步作出了重要貢獻，但是由于混凝土本身為一種由砂石骨料、水泥、水和其它外加劑混合攪拌而成的非均質脆性材料，隨著其服役時間的推移和內外力作用影響，往往會發生開裂現象，嚴重影響了其使用壽命。

工程實踐表明，混凝土結構開裂大多是由非荷載因素所導致的，即結構內溫度及水分變化引起的混凝土體積膨脹或收縮，約束條件下導致結構內拉應力達到一定的應力水平所致。其中干縮裂縫主要是由于混凝土內、外水分蒸發程度不同引起，且混凝土內部水含量變化對混凝土性能如強度、導熱性、水化速率、收縮變形、徐變等有重要影響。因混凝土內外濕度不均引起的干縮裂縫通常還會影響混凝土的抗滲性，引起鋼筋銹蝕影響混凝土的耐久性；在水壓力的作用下也會產生水力劈裂，影響混凝土的承載力等。為了更好研究混凝土干縮開裂機理，需要對其內部濕度分布情況開展研究。

然而混凝土的濕擴散速度依賴于混凝土本身的濕度狀態, 混凝土內部相對濕度是影響其體積變化的重要參數。由于混凝土的含濕狀態難以準確地測量, 長期以來，混凝土的表面裂縫問題在理論上并沒有得到很好地分析與解釋。因此，需要探尋一種合理有效的可測量混凝土結構內部相對濕度的裝置，這對于研究混凝土收縮變形，進而計算收縮引起的應力具有重要意義。

要了解混凝土內部濕度分布情況，就必須有準確有效的測量混凝土內部相對濕度的手段和儀器。但是目前混凝土內部相對濕度測試手段現狀并不樂觀。行業專家和學者對此開展了相關研究，其中董淑慧、葛勇等人的“混凝土內部相對濕度測試方法”對當前混凝土內部測量技術進行了比較全面的論述，認為對空氣相對濕度的測量方法有很多，大體分為三類：一是將干濕球溫度計與數字表相接，直接顯示濕度值；二是由濕度傳感器與數字表組成的濕度測量儀；三是由兩支特性一致的鉑電阻溫度計組成的干、濕球溫度計，測量干球與濕球的溫差，查相對溫度表而得到濕度值。

因此，測量混凝土內部相對濕度通常采用濕度傳感器，但測試相對比較困難，并且由于傳感器技術等原因，濕度測量一直是國際公認的難題，不同學者對于混凝土內部相對濕度的測量結果差異也很大。有采取在混凝土澆筑完成后從表面向內部進行鉆孔，然后將測量元器件置入孔洞空腔再對孔口封堵進行測量；也有將溫度和濕度傳感器嵌入帶有塑性涂料帽的塑料管內進行保護，然后直接在混凝土澆筑時布置進行測量；還有利用雷達波在不同含水率混凝土中傳播速度不同的機理，將應用于混凝土含水率及濕度場分布的檢測等技術。

上述幾種方法雖然也完成了某些情況下的混凝土濕度測量工作，但是由于可靠性和準確性等原因沒有獲得大家的公認。例如采用將傳感器密封在試件內部的方式進行測量，雖可避免預留孔與環境發生濕度交換，但澆筑時留在密封件內的水分和混凝土的水分具有一定的差異而影響測量結果；而塑性涂料帽雖然能夠隔斷傳感器和漿體之間的接觸，且可以允許氣體傳輸，但對于早齡期混凝土，其內部相對濕度從100%開始下降，在較高濕度的情況下測試精度很難保證；且由于混凝土澆筑施工相對粗獷復雜，容易對測量裝置造成損壞，影響其長期穩定性，在保證測量準確度的情況下還要考慮對測量裝置進行一定的防護。

為了準確測量混凝土內部濕度的分布情況，進而研究它們對混凝土性能的影響，需要研發一種新的裝置來進行混凝土濕度測量工作。

發明內容