[發明專利]混凝土等效齡期實時無損監測系統

在審

• 申請號: 202111164144.7
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN114019149A
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 耿大將;黃周琰;苗恩新;金學勝;龍敏健;張志遠;柏志誠
• 申請（專利權）人: 中國建筑第四工程局有限公司
• 主分類號: G01N33/38
• 分類號: G01N33/38;G01D21/02
• 代理公司: 合肥正則元起專利代理事務所(普通合伙) 34160
• 代理人: 劉勇

1.混凝土等效齡期實時無損監測系統，其特征在于，包括：

現場設備安裝子系統，用于對施工現場需要用到的設備進行安裝，其中，施工現場需要用到的設備包括結構混凝土超聲波監測裝置、結構混凝土高頻電磁波雷達監測裝置和環境溫度監測裝置；

數據采集傳輸子系統，與現場設備安裝子系統無線連接，并采集現場設備安裝子系統的數據傳輸至實時數據分析及預測子系統；

室內試驗標定子系統，與數據采集傳輸子系統無線連接，采用與施工現場完全相同配比的混凝土做多組不同齡期的試驗，并將試驗得出的函數關系發送至實時數據分析及預測子系統；

實時數據分析及預測子系統，接收室內試驗標定子系統發送的函數關系與數據采集傳輸子系統發送的采集數據，分析得出預控以及預警數據并發送至實時預控和報警子系統；

實時預控和報警子系統，接收預控以及預警數據并進行預控和預警。

2.根據權利要求1所述的混凝土等效齡期實時無損監測系統，其特征在于，所述結構混凝土超聲波監測裝置用于對混凝土超聲波波速進行實時監測；所述結構混凝土高頻電磁波雷達監測裝置用于對混凝土相對介電常數進行實時監測；所述環境溫度監測裝置用于對結構混凝土所處環境溫度進行實時監測。

3.根據權利要求1所述的混凝土等效齡期實時無損監測系統，其特征在于，所述數據采集傳輸子系統包括高速多通道數據采集裝置、5G高速移動傳輸裝置以及外接采集裝置；

所述外接采集裝置與外部互聯網相連接，用于獲取未來T周期內的溫度數據。

4.根據權利要求3所述的混凝土等效齡期實時無損監測系統，其特征在于，T周期的時長由混凝土等效齡期實時無損監測系統控制設置。

5.根據權利要求1所述的混凝土等效齡期實時無損監測系統，其特征在于，所述函數關系包括超聲波波速與等效齡期的函數關系、相對介電常數與等效齡期的函數關系、等效齡期與混凝土強度的函數關系以及等效齡期與混凝土彈性模量的函數關系；

等效齡期t_e可以根據下式進行計算

其中，t₀為終凝時間(d)；T為隨時間t變化的溫度(K)；T_r為對比溫度，可以取為常數-253.15K；E_a為水泥混凝土的表觀活化能(kJ/mol)；R為氣體常數(kJ/mol/K)；E_a/R可以取為常數4000K；

超聲波波速v與等效齡期t_e函數關系可以表達為

相對介電常數μ與等效齡期t_e函數關系可以表達為

等效齡期t_e與混凝土強度S函數關系可以表達為

等效齡期t_e與混凝土彈性模量E函數關系可以表達為

其中，τ_v、τ_μ、τ_S、τ_E分別為與超聲波波速、相對介電常數、混凝土強度、混凝土彈性模量相對應的時間歸一化參數，可以通過函數擬合確定；α_v、α_μ、α_S、α_E分別為與超聲波波速、相對介電常數、混凝土強度、混凝土彈性模量相對應的擬合優度常數；v_u、μ_u、S_u、E_u分別為極限超聲波波速、極限相對介電常數、極限混凝土強度、極限混凝土彈性模量，通過函數擬合確定。

6.根據權利要求1所述的混凝土等效齡期實時無損監測系統，其特征在于，所述預控以及預警數據包括現場混凝土結構的強度、彈性模量、達到特定強度需要的養護時間以及達到拆模強度需要的時間。

7.根據權利要求1所述的混凝土等效齡期實時無損監測系統，其特征在于，所述實時預控和報警子系統包括現場LED顯示屏、現場報警器以及智能終端。

8.根據權利要求7所述的混凝土等效齡期實時無損監測系統，其特征在于，所述現場LED顯示屏用于將現場混凝土結構的強度、彈性模量、達到特定強度需要的養護時間以及達到拆模強度需要的時間進行智能顯示；

所述現場報警器用于到達相應的養護時間以及拆模時間進行報警提示，所述現場報警器與智能終端相連接，當現場報警器進行報警提示時，工作人員的智能終端收到提示信息。