[發明專利]一種混凝土絕熱升溫測量裝置及方法

在審

• 申請號: 202010936210.7
• 申請日: 2020-09-08
• 公開（公告）號: CN111948253A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 楊劍;田仲偉;李超毅;李進;姚更正;程學俊;王世軍
• 申請（專利權）人: 中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司;華能集團技術創新中心有限公司;華能西藏雅魯藏布江水電開發投資有限公司
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 馬貴香

本發明公開的一種混凝土絕熱升溫測量裝置及方法，屬于實驗裝置技術領域。試樣筒和絕熱箱均為球形，試樣筒嵌套在絕熱箱內部，試樣筒與絕熱箱之間為真空；絕熱箱外部設有隔熱層；若干測溫插管的一端與試樣筒連接，另一端分布在試樣筒內部與試樣筒同心的球面上；測溫插管內部設有筒內測溫裝置，試樣筒外壁上設有筒外測溫裝置和加熱裝置，筒內測溫裝置、筒外測溫裝置和加熱裝置分別與數據采集及控制系統連接。該裝置絕熱效果好，測得的溫度和實際值更加接近，能夠在長時間的試驗中進行高精度的測量，為理論分析和工程實踐提供重要的依據。

技術領域

本發明屬于實驗裝置技術領域，具體涉及一種混凝土絕熱升溫測量裝置及方法。

背景技術

混凝土的放熱性能對混凝土的結構耐久性的影響已經越來越受到重視，尤其是大體積混凝土的溫升問題很早就受到關注。按照JG/T55-2000《普通混凝土配合設計規程》中的定義，大體積混凝土是指混凝土結構實物實體最小尺寸等于或大于1米，或者預計會因為水泥水化熱引起混凝土內外溫差過大而產生裂縫的混凝土結構。目前，在實際工程中發現，很多過去認為不必去注意的混凝土結構由于溫升而產生裂縫的現象經常出現，所以美國混凝土協會亦認為，任何現澆混凝土的尺寸達到必須解決水化熱及隨之引起的體積變形問題以最大限度減少其對開裂的影響，即可稱為大體積混凝土，都要采取溫控措施，因此可以看出混凝土的溫升問題一直是國內外關注的問題。測定混凝土的絕熱溫升可以評價混凝土的水化放熱能力。

目前，通常的混凝土絕熱升溫測量方法主要是混凝土絕熱測溫裝置，該裝置由外形為長方體或圓柱體的絕熱養護箱和內部形狀匹配的試樣桶組成，絕熱箱完全包裹試樣筒，按類似“回”字結構布置。絕熱養護箱提供絕熱環境，保證試樣不與外部發生熱交換，絕熱室的溫度計與試樣上布置的溫度計實時監測絕熱室與試樣的溫度，并將數據輸入計算機進行反饋控制，最終得到溫度-時間曲線。

這種測量方法得到的曲線可以定量描述混凝土絕熱升溫過程的溫度變化，但測量精度偏低。究其原因主要有以下幾點：

1)試樣外形。試樣筒一般為長方體或圓柱體。長方體橫截面邊界各個點距離幾何中心的距離并不相同，各幾何邊界的熱邊界條件不一致，導致試樣內部溫度不均勻，溫度測點數據與其位置有較大關系，不是真實的試樣溫度。

2)絕熱環境。所謂絕熱系統即不與外界發生熱交換的系統，是一種理想的物理模型。根據熱力學原理，溫差是熱交換的充分必要條件。因此，絕熱箱保證試樣筒內外的溫度一致就可以隔絕熱傳遞。目前的絕熱箱主要使用鋼板制作，導熱系數偏大；由于需要加熱器控制絕熱室溫度，絕熱室存在空氣流動；通過絕熱室與試樣溫度監測反饋調節的方式控溫，存在溫度測量準確度受測點位置影響、加熱控溫響應慢、控溫精度差、加熱不均勻等問題。上述因素都影響了絕熱效果。

3)試驗時間。隨著混凝土摻用粉煤灰等外摻料用量的增多，混凝土后期絕熱溫升還有較大幅度上升。目前絕熱溫升試驗只進行28天，后期混凝土溫度上升速度降低，試驗精度難以保證。

發明內容

為了解決上述現有技術中存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種混凝土絕熱升溫測量裝置及方法，絕熱效果好，測得的溫度和實際值更加接近，能夠在長時間的試驗中進行高精度的測量，為理論分析和工程實踐提供重要的依據。

本發明通過以下技術方案來實現：

本發明公開了一種混凝土絕熱升溫測量裝置，包括試樣筒、絕熱箱和測溫插管；試樣筒和絕熱箱均為球形，試樣筒嵌套在絕熱箱內部，試樣筒與絕熱箱之間為真空；絕熱箱外部設有隔熱層；若干測溫插管的一端與試樣筒連接，另一端分布在試樣筒內部與試樣筒同心的球面上；

測溫插管內部設有筒內測溫裝置，試樣筒外壁上設有筒外測溫裝置和加熱裝置，筒內測溫裝置、筒外測溫裝置和加熱裝置分別與數據采集及控制系統連接。

優選地，絕熱箱為多層，相鄰絕熱箱之間為真空。

優選地，試樣筒和絕熱箱的材質為隔熱材質。