CN102749386B - 用于混凝土结构的现场水化监视和损伤检测的系统和方法及其使用的传感器 - Google Patents
用于混凝土结构的现场水化监视和损伤检测的系统和方法及其使用的传感器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102749386B CN102749386B CN201210117329.7A CN201210117329A CN102749386B CN 102749386 B CN102749386 B CN 102749386B CN 201210117329 A CN201210117329 A CN 201210117329A CN 102749386 B CN102749386 B CN 102749386B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sensor
- signal
- concrete
- cement
- composite material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 170
- 239000004567 concrete Substances 0.000 title claims abstract description 87
- 230000006378 damage Effects 0.000 title claims abstract description 47
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 title abstract description 53
- 230000036571 hydration Effects 0.000 title abstract description 51
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 title abstract 3
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims abstract description 106
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 74
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 76
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims description 42
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 28
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 19
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 19
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 18
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 18
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 17
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 16
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 16
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 14
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 13
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 12
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 11
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 claims description 9
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 8
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims description 7
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 5
- 238000005316 response function Methods 0.000 claims description 3
- 238000004613 tight binding model Methods 0.000 claims description 3
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims 7
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 51
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 13
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 36
- 238000011161 development Methods 0.000 description 29
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 23
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 20
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 18
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 17
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 13
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 9
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 8
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 7
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 7
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 7
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 7
- 239000011440 grout Substances 0.000 description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 6
- 238000012372 quality testing Methods 0.000 description 6
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 6
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 6
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 5
- 230000004044 response Effects 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- 239000007966 viscous suspension Substances 0.000 description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 4
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 4
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 3
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 3
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical group [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 2
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 230000000887 hydrating effect Effects 0.000 description 2
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 2
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 2
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 2
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 description 2
- 230000002459 sustained effect Effects 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000006679 Mentha X verticillata Nutrition 0.000 description 1
- 235000002899 Mentha suaveolens Nutrition 0.000 description 1
- 235000001636 Mentha x rotundifolia Nutrition 0.000 description 1
- 229910019653 Mg1/3Nb2/3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 244000137852 Petrea volubilis Species 0.000 description 1
- NPYPAHLBTDXSSS-UHFFFAOYSA-N Potassium ion Chemical compound [K+] NPYPAHLBTDXSSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000037656 Respiratory Sounds Diseases 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Ca+2].[O-][Si]([O-])=O OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XFWJKVMFIVXPKK-UHFFFAOYSA-N calcium;oxido(oxo)alumane Chemical compound [Ca+2].[O-][Al]=O.[O-][Al]=O XFWJKVMFIVXPKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000005429 filling process Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000016507 interphase Effects 0.000 description 1
- 230000035800 maturation Effects 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000005987 sulfurization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003325 tomography Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 230000035899 viability Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
本发明涉及一种用于混凝土结构的现场水化监视和损伤检测的系统和方法，以及用于该系统和方法的内嵌式传感器。其中，所述系统包括：位于计算机内的信号发生器、发射传感器和接收传感器，其特征在于：所述发射传感器和接收传感器是嵌入混凝土结构的传感器。其中，所述方法包括：计算机通过比较和分析发送给发射传感器的信号和接收传感器接收到的信号获得水化监视和损伤检测的信息；将所述信息与监视目标的暂时状态相互关联；其特征在于：所述发射传感器和接收传感器嵌入所述监视目标的混凝土结构中。其中所述传感器包括由水泥基压电复合材料制成的功能核。该系统和方法基于超声波技术、不受环境影响、且可长期用于大尺寸混凝土材料和结构的现场监测。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于混凝土结构的现场水化监视和损伤检测的系统和方法及其使用的传感器，更具体地，本发明涉及一种利用超声波技术进行混凝土结构的现场水化监视和损伤检测的系统和方法，以及用于该系统和方法的传感器。
背景技术
在有水的情况下，水泥颗粒中的各种化合物将会水化形成新的化合物，这些化合物逐步形成混凝土结构中硬化的水泥浆的基层结构。水泥中的C3S和C2S形成最重要的强度贡献物，水化硅酸钙，其非晶质的特性是众所周知的。它们的反应还产生带有与众不同的六边形片状形态的氢氧化钙。C3A、硫酸盐和水形成名为硫化铝酸钙的六边形晶体。通常，它们被观察到呈长的细长针状。除了水化化合物之外，微孔是水化混凝土结构的另一个主要部分。根据它们的尺寸，微孔可被分类为凝胶微孔、毛细管微孔和圈闭微孔。水化化合物和微孔结构组成水化混凝土结构的基本微观结构。由于混凝土结构的微观结构确定其机械特性，所以目前做出了大量努力来研究和评估混凝土结构水化期间的微观结构发展的过程和机理。
已经有多种方法来探查早期混凝土结构的微观结构变化。由于在混凝土结构水化期间的化学反应会引起混凝土结构温度的上升，因而，混凝土结构的温度表明了水化的程度。当混凝土结构的温度下降时，就认为其水化程度接近稳定程度。因此，可以采用温度监视方法来探测混凝土结构的微观结构变化。此外，非接触式电阻率方法由Li等人引入以评估早期混凝土结构的水化过程(参见Z.Li，X.Wei，W.Li，“Preliminary Interpretation of Portland Cement Hydration Process usingResistivity Measurements”，ACIMaterials Journal，100(3)，253-257(2003))。已经发现非接触式电阻率测量适合于处于非常早的时期的混凝土结构的详细监视，因为它对液体与孔隙溶液中的离子浓度和迁移率十分敏感，并且各种截然不同的水化阶段能被识别出来(参见L.Xiao，Z.Li，“Early-age Hydration of Fresh Concrete Monitored byNon-contact Electrical Resistivity Measurement”，Cement and Concrete Research，Volume 38，Issue 3，March 2008，Pages 312-319)。
此外，Sayers和Dahlin讨论了连续测量超声压缩波的速度和幅度以反映水泥浆微观结构发展的演变的可能性(参见C.Sayers，A.Dahlin，“Propagation ofUltrasound Through Hydrating Cement Pastes at Early Times”，Advanced Cement Based Materials，1993；1：12-21)。基于它们的结果，水泥浆的微观结构发展被看待为在没有体积消失和剪切模量的情况下从不规则形状水泥颗粒的粘性悬浮液到多孔弹性固体的过程。受该思想的启发，Grosse等人制造和改进了一系列的超声波测试装置，旨在表现水泥基材料的水化过程的特性(参见C.Grosse，“About the Improvement of USMeasurement Techniques for the Quality Control of Fresh Concrete”，Otto-Graf-Journal，Vol.13，2002)。Ye等人借助于HYMOSTRUC模型仿真和超声波脉冲速度测量研究了水泥基材料的微观结构的发展(参见G.Ye，P.Lura，K.Breugel，A.Fraaij，“Study on theDevelopment of the Microstructure in Cement-based Materials by means of Numerical Simulationand Ultrasonic Pulse Velocity Measurement”，Cement and Concrete Composites，26(2004)491-497)，他们清楚地识别并生动地说明了微观结构发展和渗透概念。此外，相比传统的非接触式复电阻率监视方法和温度监视方法，超声波水化监视方法能更令人满意地探查早期混凝土的微观结构发展和水化程度。
但是，对于混凝土材料和结构的水化过程和损伤检测的现场监视，传统上，依赖对混凝土结构温度演变的检测或目测。然而，这些方法可能导致误解或容易受环境影响。在目前已有的三种方法(超声波监视方法、非接触式复电阻率监视方法和温度监视方法)中，超声波监视技术能最有效地现场探查水泥浆或混凝土结构的水化过程。但该超声波技术仅仅可用于小尺寸的水泥或混凝土样本，对大型混凝土材料和结构的现场水化监视从未被操作或研究出来。其原因是，在传统的超声波监视技术中安装在外面的传感器和系统设计不能保证长的超声波检测范围，因而，传感器的距离有限，这妨碍了它用于监视现场的大尺寸混凝土材料和结构的水化过程。传统的超声波技术通常用于容纳在金属外壳中且安装在待评估物体外面的压电传感器。这种结构设计会在超声波传输期间引起大量能量损失并且由于传感器和待评估主体之间的耦合而导致灵敏度低。此外，由于安装在外面的传感器可能容易受环境变化的影响，所以仅仅能昂贵地获得超声波的速度，难以得到其他信息。并且安装在外面的传感器不适合对混凝土材料和结构进行长期的水化和损伤监视。此外，到目前为止，对混凝土结构的水化监视和损伤检测的功能仍未被整合到单个系统中，这是因为基于超声波的水化监视系统和损伤检测系统的工作机理具有很大差别。
因此，需要一种不受环境影响、且可长期用于大尺寸混凝土结构材料和结构的、基于超声波技术的现场水化监视和损伤检测的系统和方法，以及能整合到该系统中的传感器。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种用于混凝土结构的现场水化监视和损伤检测的系统和方法。更进一步地，该系统和方法基于超声波技术、不受环境的影响、可长期用于现场监视大尺寸混凝土材料和结构的水化过程和损伤检测，并且该系统包括整合到其中的传感器。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于混凝土结构的现场水化监视和损伤检测的系统，其包括：信号发生模块、发射传感器和接收传感器，其中信号发生模块用于产生信号，该信号作为激励信号发送给发射传感器并作为触发信号反馈给处理器，发射传感器接收到激励信号后向接收传感器发射超声波，接收传感器接收超声波后产生检测信号，并反馈给处理器，其特征在于：所述发射传感器和接收传感器是嵌入混凝土结构的传感器。
作为本发明的一种优选结构，该系统中的所述传感器是水泥基压电复合材料的传感器。
作为本发明的一种优选结构，该系统中的所述信号发生模块包括信号发生器和功率放大器，所述信号发生器产生并发送脉冲信号，该功率放大器用于将接收的脉冲信号放大并作为激励信号发送给发射传感器。
作为本发明的一种优选结构，该系统中的所述激励信号是三角形电信号。
作为本发明的一种优选结构，该系统还包括前置放大器，该前置放大器用于将接收传感器发出的检测信号在反馈给处理器之前先进行调制。
作为本发明的一种优选结构，该系统中的所述处理器和所述信号发生器位于计算机中。
同时，本发明提供了一种用于混凝土结构的现场水化监视和损伤检测的方法，其包括：信号发生模块产生信号，该信号作为激励信号发送给发射传感器并作为触发信号反馈给处理器；发射传感器接收到激励信号后向接收传感器发射超声波；接收传感器将接收到的超声波转变为检测信号并反馈给处理器；处理器通过比较和分析发送给发射传感器的激励信号和接收传感器反馈的信号获得水化监视和损伤检测相关的信息；将所述信息与监视目标的暂时状态相互关联；其特征在于：所述发射传感器和接收传感器嵌入所述监视目标的混凝土结构中。
作为本发明的一种优选方式，该方法中的所述传感器是水泥基压电复合材料的传感器。
作为本发明的一种优选方式，该方法中的所述信息包括超声波速度、衰减系数指标和功率谱的信息。
作为本发明的一种优选方式，该方法中的所述的功率谱的信息是时域信号波形的傅里叶变换的估计结果。
作为本发明的一种优选方式，该方法中的所述信号发生模块包括信号发生器和功率放大器，所述信号发生器产生并发送脉冲信号，该功率放大器将接收的脉冲信号放大并作为激励信号发送给发射传感器。
作为本发明的一种优选方式，该方法中的所述激励信号是三角形脉冲电信号。
作为本发明的一种优选方式，该方法中的接收传感器将接收到的超声波转变为检测信号后，前置放大器将检测信号进行调制并反馈给处理器。
此外，本发明还提供了一种用于上述系统和方法的传感器，其包括：功能核和包覆在功能核外部的绝缘层，其中功能核是水泥基压电复合材料。
作为本发明的一种优选结构，该传感器中的所述绝缘层是水泥和环氧树脂的混合物。
作为本发明的一种优选结构，该传感器中的所述功能核是圆柱形。
作为本发明的一种优选结构，该传感器中的所述水泥基压电复合材料是压电陶瓷颗粒和硅酸盐水泥的混合物。
作为本发明的一种优选结构，该传感器中的所述功能核是立方体形。
作为本发明的一种优选结构，该传感器中的所述水泥基压电复合材料是PMN陶瓷块、环氧树脂和硅酸盐水泥的混合物。
除此以外，本发明还提供了一种用于上述系统和方法的传感器的制造方法，其包括：制备水泥基压电复合材料片；将复合材料片的正负电极接线以形成传感元件；将传感元件封装并进行电磁屏蔽处理以形成传感器。
作为本发明的一种优选方式，该方法中的制备水泥基压电复合材料片的步骤包括：1)制备压电陶瓷颗粒及水泥粉末步骤；2)将步骤1)中得到混合物充模与挤压处理步骤；3)养护与极化步骤。
作为本发明的一种优选方式，该方法中的制备压电陶瓷颗粒及水泥粉末步骤包括将压电陶瓷颗粒和水泥粉末按照质量比4∶1混合。
作为本发明的一种优选方式，该方法中的进行充模与挤压处理步骤后得到圆片状0-3型水泥基压电复合材料片。
作为本发明的一种优选方式，该方法中的制备水泥基压复合材料片的步骤包括PMN立方块加工与极化步骤、PMN切割-填充处理步骤和将加工后的复合材料按特定尺寸切片步骤。
作为本发明的一种优选方式，该方法中的所述水泥基压电复合材料片的原料是PMN陶瓷块、环氧树脂和硅酸盐水泥。
作为本发明的一种优选方式，该方法中的进行PMN切割-填充处理步骤中得到方形截面的PMN棒。
上述用于混凝土结构的现场水化监视和损伤检测的系统和方法，由于已经将混凝土结构的水化监视和损伤检测的功能整合到了单个系统中，因而本发明的系统和方法不仅能用于处于生阶段中的混凝土结构的水化监视，而且能用于处于熟阶段中的混凝土结构的损伤检测，并且整个监视过程不受环境影响。由于采用了嵌入式超声波技术，本发明的系统和方法可以在超声波速度、衰减、频域内容演变方面获得来自混凝土的微观结构发展的大量信息。通过算出这些获得的参数的特性，能清楚识别一系列截然不同的水化阶段并且能表现它们的微观结构发展对应状况的特点。而且，该系统和方法可长期用于大尺寸混凝土材料和结构，能实现私人建筑物和基层结构的寿命监视和安全性跟踪，并且能同时在实验室中进行试验研究。
此外，由于该系统和方法中采用了水泥基压电传感器，水泥基压电传感器能够满足传感器和混凝土结构之间在声阻抗方面的相容性匹配的需求。而且，水泥基压电复合材料的g33值比传统的压电陶瓷材料的g33值高。因此，当水泥基压电传感器被用作感测器时，具有更好的灵敏度。在被嵌入混凝土结构中之后，由于极好的声阻抗匹配和高的g33值，所以水泥基压电复合材料传感器比放在混凝土结构外面的传统压电传感器执行得好得多，能进行长期的水化监视和损伤检测，并且能在具有高灵敏度和高信噪比的情况下检测覆盖宽频带范围的超声波信号。并且嵌入的传感器本身不会给结构带来额外的伤害。同时，由于采用水泥基压电传感器而具有宽频响应范围，有益于功率谱分析。
附图说明
附图仅出于图示的目的，然而，通过参考结合所附附图进行的下面的详细描述，可以更好地理解本发明本身，其中：
图1表示用于混凝土结构的现场水化监视和损伤检测的系统的功能框图；
图2示出了在混凝土结构浇注之前的混凝土结构的现场监视的图片；
图3示出了在混凝土结构浇注之后的混凝土结构的现场监视的图片；
图4表示现场试验中在水化过程期间混凝土结构的超声波速度的演变趋势；
图5示出了混凝土结构的损伤检测的波速度变化曲线图；
图6表示实验室监视结果中的超声波速度和衰减系数指标的演变趋势；
图7表示实验室监视结果中的超声频域谱的演变趋势；
图8示出了非接触式电阻率测试系统的示意图；
图9a-9d示出了在水化过程的四个阶段混凝土材料的水泥相中的模拟微观结构图；
图10a-10c示出了混凝土材料样本WC_0.45在水化过程的四个阶段获得的参数的变化趋势图；
图11a-11c示出了混凝土材料样本WC_0.55在水化过程的四个阶段获得的参数的变化趋势图；
图12表示样本WC_0.45在水化过程的四个阶段中传输的超声波的频域谱；
图13表示样本WC_0.55在水化过程的四个阶段中传输的超声波的频域谱；
图14示出了示例性传感器的内部结构图；
图15表示0-3型水泥基压电传感器的制造方法流程；
图16示出了压电陶瓷颗粒和水泥粉末颗粒的直径-体积分布图；
图17a示出了填充基压混合物的示意图；
图17b示出了模具分解后的部件示意图；
图18示出了圆片状复合材料片的示意图；
图19示出了复合材料片正负极接线示意图；
图20a和图20b示出了传感器一次封装示意图；
图21a和图21b示出了传感器二次封装示意图；
图22表示1-3型水泥基压电复合材料传感器的制造方法流程；
图23a和图23b示出了复合材料配置的示意图；
图24示出了复合材料切割示意图；
图25示出了复合材料切片示意图；
图26示出了复合材料片正负极接线示意图；
图27a和27b示出了传感器一次封装示意图；
图28a和28b示出了传感器二次封装示意图。
具体实施方式
图1示出了用于混凝土结构的现场水化监视和损伤检测的系统的功能框图。该系统包括：内嵌传感器的局部混凝土结构1、发射传感器2、接收传感器3、位于计算机内的信号发生器、功率放大滤波器和前置放大滤波器。在该系统中，分别以预定的距离内嵌发射传感器2和接收传感器3在混凝土结构1中。图2示出了在混凝土结构浇注之前的混凝土结构的现场监视的图片。图3表示在混凝土结构浇注之后的混凝土结构的现场监视的图片。继续参考图1，利用该系统进行用于混凝土结构的现场水化监视和损伤检测的步骤如下。在铸造之后，发射传感器2用于产生超声波信号，而接收传感器3在计算机的控制下接收发射出的超声波信号。具体地，可以预先设定超声波扫描每几分钟重复一次，计算机的信号发生器产生三角形的脉冲信号并且该脉冲信号被发送到系统中的功率放大滤波器，该脉冲信号被功率放大滤波器放大并作为激励信号发送给发射传感器、作为触发信号反馈给计算机的处理器。然后发射传感器2接收到激励信号后产生进入监视目标的对应的超声波。在接收传感器3接收到发射传感器2发射出的超声波之后，超声波被转变成电的检测信号，然后被前置放大滤波器调制，调制后的调制信号反馈到计算机的处理器。计算机的处理器根据记录的发送给发射传感器2的信号和接收传感器3接收到的信号之间的时差和发射传感器2与接收传感器3之间已知的距离计算出波速度。由于波速度是材料的特性参数并且与材料的弹性模量成正比，所以波速度变化或发展反映了基于水泥的材料的模量发展和微观结构发展，其中模量发展是水化过程的结果。当然，处理器也可以根据信号得到衰减系数指标和功率谱等信息，其中功率谱可以是时域信号波形的傅里叶变换的估计结果。图4示出了现场试验中在水化过程期间混凝土结构的超声波速度的演变趋势。同时，该系统也可用于基于水泥的材料的实验室研究。
通过上述系统可以通过获得的波速度来现场监视混凝土结构的水化过程。同样，该系统也能用于熟混凝土结构的损伤检测，工作原理是相同的。因为如果存在某些缺陷，如在混凝土结构中出现微裂纹和断层，则模量将会改变，所以测量到的波速度将会相应地改变。如图5所示，当混凝土结构出现损伤时，波速度的曲线会出现图5中箭头4所指的很明显地变化，因而，波速度的改变能用来说明混凝土结构的损伤过程。明显地，嵌入混凝土结构内用于现场水化监视的传感器同时能用于混凝土结构在服务期间内的损伤监视。此外，利用相同的基本原理，该监视机构也能用来监视其他材料的固化和损伤过程。
本发明公开的用于混凝土结构的现场水化监视和损伤检测的系统不仅能通过测量波速度来对混凝土结构进行水化监视和损伤检测，而且可以通过测量衰减系数指标和频域谱来对混凝土结构进行水化监视和损伤检测。图6和图7示出了实验室试验中实时绘制的基于混凝土材料的水化过程期间的超声波速度、衰减系数指标和频域谱的演变趋势的曲线图。其中图6表示实验室监视结果中的超声波速度和衰减系数指标的演变趋势的曲线图。图7表示实验室监视结果中的超声频域谱的演变趋势的曲线图。
对于衰减系数指标按照如下公式(1)获得：
其中，αwater表示纯净水在20℃时的衰减系数，Awater是被探测的超声波在纯净水中传输S距离后被评估的均方根值，Aconcrete是在监测期间评估的临时超声波均方根值。
由于混凝土基质的水化是一个动态过程，混凝土基质的声阻抗会一直改变，持续到水化过程结束，因此，在水化期间传感器和基质接触面处不同的声阻抗变化是应该被考虑的，从而表示混凝土的真实变化趋势。因此，用于A’concrete的回归程序是必需的。公式(1)的另一个简化形式是公式(2)，其表示了衰减的变化而不是衰减的绝对值。由公式(2)计算的值表示衰减系数指标。
α′concrete＝-1n A′concrete (2)
在监测过程中，传感器和混凝土基质的接触面处出现裂纹时，衰减系数指标会出现显著变化，通过观察衰减系数指标的变化趋势来实时监测生阶段的水化过程和熟阶段的损伤检测。在实际操作中，隔一定距离放置一个传感器，特别是将传感器放置在最容易发生破坏的地方。
而对于超声波的频域谱可通过如下的公式(3)和公式(4)中描述的一系列单个传输过程的卷积对监视期间中超声波的全部传输过程建模。可以认为，假如发射传感器和接收传感器的状态不变，则在混凝土材料水化期间在传输介质内发生的微观结构的变化将会相应地主动调整传输的超声波的频谱(参见P.Daponte，F.Maceri，R.Olivito，“Ultrasonic Signal-Processing Techniques for the Measurement ofDamage Growth in Structural Materials”IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement，Vol.44，No.6，December 1995和F.Lamonaca，A.Carrozzini，“Nondestructive Monitoring of CivilEngineering Structures by Using Time Frequency Representation”IEEE International Workshopon Intelligent Data Acquisition and Advanced Computing Systems：Technology and Applications，21-23September 2009，Rende，Italy)，因此，频域谱的演变是微观结构中介质变化的指标。
V(t)＝T(t)*[G(t)*M(t)] (3)
其中V(t)是在时域内检测到的超声波的函数，T(t)是监视系统的响应函数，G(t)是用于传输介质的弹性动力学的格林函数，M(t)是超声波源的时域函数，*表示卷积积分。
V(s)＝T(s)·[G(s)·M(s)] (4)
公式(4)为公式(3)的拉普拉斯变换以便阐明在S域中检测到的超声波和超声波源之间的关系，已知S＝jω，则可以根据公式4通过变量替换来确定频域谱。
此外，可在标准的4℃蒸馏水中执行校准过程，因为超声波速度和衰减系数在标准的4℃蒸馏水中是已知的。
为了便于理解本发明，并进一步地阐述本发明的系统和方法的效果和作用，以两种混凝土材料样本WC_0.45和WC_0.55的水化过程的监测为例，将超声波方法与传统的非接触式电阻率和温度监视方法进行了比较。其中传统的非接触式电阻率测试系统如图8所示，该系统包括初级线圈5、变压器的铁芯7，变压器的次级线圈是注入模具中的水泥浆样本6，通过测量次级线圈的环形电压V以及电流I获得水泥浆样本的电阻率实时数据。
利用超声波监视方法与传统的非接触式电阻率方法和温度监视方法监测水化程度的比较
由于超声波在固相中具有较高的传播速度和较低的衰减损失，所以它们倾向于在固相微观结构中传播(参见A.Boumiz，C.Vernet，F.Tenoudjit，“MechanicalProperties of Cement Pastes and Mortars at Early Ages”Advanced Cement Based Materials，1996；3：94-106)。相反，电阻率由混凝土材料的导电性能支配。在混凝土材料中，固相被看作绝缘体，而液相被看作良好的导体。混凝土材料中的液相由微孔结构中的空隙溶液的复杂系统构成，因此，电阻率监视方法由混凝土材料中的微孔结构的状况和形态支配地确定(参见L.Xiao，“Interpretation ofhydration process ofconcretebased on electrical resistivity measurement”HKUST Thesis Civil and Environemntal Engineering，2007)。在这个过程中监视两种混凝土材料样本WC_0.45和WC_0.55的水化过程(两种样本的成分见表1)，基于监视结果，能识别早期混凝土材料的水化程度的四个特征阶段。
表1.用于水化试验的混凝土的混合比(重量比)
图9a-9d示意性地示出了在水化过程的四个阶段混凝土的水泥相中的模拟微观结构。图10a-10c和图11a-11c分别示意性地示出了混凝土样本WC_0.45和WC_0.55在水化过程的四个阶段获得的参数的变化趋势图，其中图10a和图11a是根据超声波方法测量得到的超声波速度和衰减系数指标在水化过程的四个阶段的变化趋势图，图10b和图11b是根据非接触式电阻率方法测量到的电阻率在水化过程的四个阶段的变化趋势图，图10c和图11c是根据温度监视方法测量到的温度在水化过程的四个阶段的变化趋势图。
溶解阶段(阶段A)：
当在模具中铸造时，混凝土呈粘性悬浮液的形式(参见C.Sayers，A.Dahlin，“Propagation of Ultrasound Through Hydrating Cement Pastes at Early Times”，Advanced CementBased Materials，1993；1：12-21和A.Boumiz，C.Vernet，F.Tenoudjit，“Mechanical Properties ofCement Pastes and Mortars at Early Ages”Advanced Cement Based Materials，1996；3：94-106)。主要通过水将水泥颗粒分开，水泥颗粒很少群集在一起，如图11(a)所示。粗骨料和沙子也被粘性悬浮液分开，这时液相占优势。该阶段中主要的活动是来自水泥熟料的各种离子的溶解，如钾(K+)、钠(Na+)、钙(Ca2+)、氢氧离子(OH-)和硫酸盐(SO4 2-)。早期混凝土中的水溶液将迅速充满自由离子，其促进电流的传导率。电阻率连续减小。然而，可看到对于WC_0.45和WC_0.55样本，该阶段中的超声波速度和衰减指数不会明显变化，而是保持相对稳定。相关的低超声波速度是由于液态基质中气泡和粗骨料的存在所引起的曲折造成的(参见M.Povey，“Ultrasonic Techniques for Fluids Characterization”New York，London：AcademicPress；1997)。固相在液态基质内保持为离散图案。在该阶段中超声波和电磁场的传输特性主要受液相状况的控制。当电阻率达到最小值时，水化产物开始形成。因为在该阶段中水化产物的形成仍不活跃，所以由放热的化学反应释放的热量所引起的温度升高证明是非常有限的。
动态平衡和凝固阶段(阶段B)：
当达到溶液中的某一离子浓度时，晶体开始成核。离子被水化产物消耗，例如六边形的erringite晶体和六边形的片状形态的氢氧化钙晶体，其在溶液中立刻成核(参见S.Mindess，J.Young，D.Darwin，“Concrete，Second Edition”，Pearson Education，c2003)。它引起电阻率刚好在最小点之后的适度回弹。并且，水化产物在独立水泥颗粒的表面上迅速生长。所测量电阻率的随后的相对稳定表明离子消耗和离子扩散之间的动态平衡。换句话说，离子的消耗和释放在溶液中获得了动态平衡。
当在动态平衡期间形成的水化物足够达到渗透点时(参见G.Ye，P.Lura，K.Breugel，A.Fraaij，“Study on the Development of the Microstructure in Cement-based Materialsby means of Numerical Simulation and Ultrasonic Pulse Velocity Measurement”，Cement andConcrete Composites，26(2004)491-497和A.Boumiz，C.Vernet，F.Tenoudjit，“MechanicalProperties of Cement Pastes and Mortars at Early Ages”Advanced Cement Based Materials，1996；3：94-106)，混凝土的凝固开始发生。在混凝土中，水化的水泥颗粒开始彼此接触，如图9b所示，并且水化的水泥颗粒开始与沙子和骨料联结，其因此产生一层分界面过渡区(参见S.Mindess，J.Young，D.Darwin，“Concrete，Second Edition”，PearsonEducation，c2003和P.Mehta，P.Monteiro，“Concrete：Microstructure，Properties，and Materials，Third Edition”，McGraw-Hill，c2006)。从这个时刻开始，超声波开始在固相而非液相中传播，这导致在这个阶段期间，超声波速度突然增加和衰减相应地减小。随后的超声波测量结果是固相微观结构发展的反映。然而，在混凝土中，渗透的精确时间点很难清楚地确定。由于在混凝土中存在大直径粗骨料和气泡，所以渗透行为变得模糊，因而由于固相发展引起的液相的越来越多的曲折不是那么强烈，因此，一般使用对数时标以便放大速度和衰减指数的变化演变的趋势。基于对数比例图，认为WC_0.45比WC_0.55更早达到渗透点。由于WC_0.55中液相的初始量大于WC_0.45中液相的初始量，所以WC_0.55形成足够的固态水化产物以便达到渗透点需要更多时间。由于固相网络在渗透点之后连续发展，所以在固体路径中超声波传播所需的时间同时减小。相似地，由于需要较短的固相传播路径，所以超声波的衰减自然减小。然而，甚至在固相互相连接之后，连通性图案和液相基质的导电能力的变化也被证明是暂时相对不活跃的。与更后面的阶段相比，电阻率的改变是非常有限的，这意味着混凝土留在塑性状态中。因而，在混凝土的水化中可能存在短时段的固相相互连接和液相相互连接的共存。这个阶段的独特特点是由于活跃的水化反应引起的固态微观结构的加速发展。固态结构占据了越来越多的最初属于液相基质的空间，由于化学反应而释放的热量也使温度表现出加速的升高。
硬化阶段(阶段C)：
在该阶段中，液相的连通性图案和导电状况开始受到很大的影响，因此，在WC_0.45和WC_0.55中电阻率值相应地连续增大。然而，由于WC_0.55中较高的含水量，所以与WC_0.45相比，WC_0.55中电阻率的增大是延迟的。在阶段C中最独特的特征是超声波速度的发展率的下降。虽然固相的生长在此刻远未停滞，但固体网络发展的速度明显减速。并且观察到与WC_0.55相比，WC_0.45到达该阶段的时间早得多。该事实表明，较多的含水量将会延长水化过程和微观结构发展。通常，水化产物层完全覆盖在水泥颗粒的表面上。随着水化产物层厚度的增加，离子扩散所需的时间相应地延长。进一步的水化变成受扩散控制。固相发展的减小也导致液相空间相对于固相的占据率的降低，如图9c所示，因而，在WC_0.45和WC_0.55中，电阻率的升高率似乎也减小。液相在该阶段中由混凝土的微孔结构内的孔隙溶液构成，因而，孔隙溶液和微孔结构的状况在该阶段中确定了电阻率测量结果(参见J.Zhang，L.Qin，Z.Li，“Hydration Monitoring of Cement-based Materials with Resistivity and Ultrasonic Methods”，Materials and Structures RILEM，Volume 42，Number1，15-24，2009)。因为水化反应变得难以发生，所以热量释放也连续减少，检测到的温度进入拐点。
稳定阶段(阶段D)：
由于厚的水化产物层，所以离子扩散变得相当艰难。形成的固相微观结构的状态变得稳固且稳定。水化活动明显逐渐消失。观察到在该阶段内检测到的温度在WC_0.45和WC_0.55中有下降的趋势。最初的粘性悬浮液变成稳定的多孔固体结构，如图9d所示。可以通过显示出非常稳定的稳定状态的被监视的速度和衰减指数来检验这些说明。与WC_0.55相比，WC_0.45具有较高的超声波速度和较低的衰减指数，这表明与WC_0.55相比，形成的WC_0.45的多孔固体微观结构明显较稠密。由于应用了较低的水灰比，所以在阶段C之后在WC_0.45中存在较少的孔隙。在WC_0.45和WC_0.55中保持轻微增长的电阻率表明残余的孔隙溶液变得传导性较低，它与微孔结构中的液体含量及其相应电导率的降低紧密相关(参见J.Zhang，L.Qin，Z.Li，“Hydration Monitoring ofCement-based Materials with Resistivity and U ltrasonic Methods”，Materials and StructuresRILEM，Volume 42，Number 1，15-24，2009)。
频率特性
图12示出了样本WC_0.45在水化过程的四个阶段中传输的超声波的频域谱。图13示出了样本WC_0.55在四个水化阶段中传输的超声波的频域谱。其中通过上述公式(3)和公式(4)中描述的一系列单个传输过程的卷积对监视期间中超声波的全部传输过程来建模，以合理地解释观察到的频率特性。
在WC_0.45和WC_0.55样本的水化过程的频域谱中，能清楚观察到呈粘性悬浮液形式的新铸混凝土充当低通滤波器并阻挡高频分量。在50分钟之前，超声波中高于5kHz的频率分量不能传输通过。此时还处在溶解阶段内，在该时期中，传播介质仍是占优势的液相，固相的连通性还没有很好地建立，因而，低于5kHz的频率分量的传输主要由液相支持。在WC_0.45和WC_0.55中的动态平衡和凝固阶段开始时(在100分钟附近)，一直到8kHz的频率分量此时能通过新形成的水化产物传输。观察到在WC_0.45中一直到8kHz的频率分量的幅度比WC_0.55中的增长得更快。因为在WC_0.45中的水较少，所以与具有较高含水量的WC_0.55相比，达到溶液中离子的临界饱和度和使固态水化产物互相连接所需的时间较少。
在WC_0.45中的200分钟和在WC_0.55中的400分钟之后，早期混凝土的新发展的固相微观结构能支持高频分量(高于10kHz)的传输。同时，低频(低于10kHz)分量的幅度相应地增加。能看到高频分量和低频分量的发展特性是独立的。在图12和13中标记出虚线以突出它们单独的发展特性。根据现有技术，认为用于高频分量传输的最可能的传输介质是通过C3S和水之间的反应产生的C-S-H凝胶体(参见S.Mindess，J.Young，D.Darwin，“Concrete，Second Edition”，Pearson Education，c2003和P.Mehta，P.Monteiro，“Concrete：Microstructure，Properties，andMaterials，Third Edition”，McGraw-Hill，c2006)。在WC_0.45中的C-S-H的发展证明比WC_0.55中的快得多。一直到600分钟，能清楚地看到，对于WC_0.45的样本，高频分量的幅度保持更加不断且迅速的增加。
在800分钟，如图12和13所示，在WC_0.45和WC_0.55中的检测到的超声波的频域功率谱被证明稳定在某个图案中。它表明在硬化阶段中混凝土的主要微观结构发展趋向于成熟，仅仅可能存在较小的变化。该现象与动态平衡和凝固阶段中微观结构发展的解释一致。
通过上述比较，可以看出在利用超声波监视方法、非接触式复电阻率监视方法和温度监视方法监视早期混凝土的水化过程中，电阻率测量倾向于液相形态和微孔结构的变化，其结果仅能显示早期混凝土的液相和微孔结构的演变，而超声波监视方法更有利于固相微观结构的发展，其监视结果适当地反映了固相中的情况。而且，超声波监视方法可以根据获得的超声波速度和衰减指数演变特性，识别出四个明显不同的水化阶段，并且在各个阶段中全面地说明关于固相和液相的混凝土微观结构发展。同时，检测到的超声波的频域响应给出了关于早期混凝土中微观结构发展的补充信息。因此，相比传统的非接触式复电阻率监视方法和温度监视方法，嵌入式超声波水化监视方法能更令人满意地探查早期混凝土的微观结构发展和水化程度，其能获得来自生混凝土的微观结构发展的大量信息。通过算出这些获得的参数的特性，能清楚识别一系列截然不同的水化阶段并且能表现它们的微观结构发展对应状况的特点。
水泥基复合材料传感器
用于本发明的超声波监视系统和方法的发送传感器8和接收传感器9是水泥基压电复合材料传感器。水泥基压电传感器能满足传感器和混凝土结构之间在声阻抗方面的相容性匹配的需求。此外，水泥基压电复合材料的g33值比传统的压电陶瓷材料的g33值高。因此，当水泥基压电传感器被用作感测器时，具有更好的灵敏度。在被嵌入混凝土结构中之后，由于极好的声阻抗匹配和高的g33值，所以水泥基压电复合材料感测器比放在混凝土结构外面的传统压电传感器执行得好得多并且能在具有高灵敏度和高信噪比的情况下检测覆盖宽频带范围的超声波信号。并且嵌入的传感器本身不会给结构带来额外的伤害。
并且，本发明的水泥基压电复合材料传感器能够整合到对混凝土结构的水化监视和损伤检测的单个系统中。传感器的尺寸可根据实际情况进行调节。
图14是示例性的发送传感器和接收传感器的内部结构图。其中发射传感器8的功能核心11可以是半径1.5-5.5mm、长6-25mm尺寸的圆柱体，接收传感器9的功能核心11是尺寸的正方形薄片，厚度范围为1-10mm，长和宽的范围为10-90mm。在功能核心11的外部包覆有绝缘层10，绝缘层的厚度约在5mm-40mm之间。
下文以0-3型水泥基复合材料传感器和1-3型水泥基复合材料传感器为例，详细阐述了用于本发明的系统和方法的传感器的制造方法。0-3型水泥基压电复合材料传感器
0-3型水泥基压电复合材料传感器的生产制作过程包括以下三个主要步骤：
1)水泥基压电复合材料片的制备；
2)传感元件的接线与封装；
3)传感器性能测试与校准。
图15详细描述了0-3型水泥基压电复合材料传感器的生产工艺流程。在上述步骤1)中，先制备压电陶瓷颗粒及水泥粉末，然后进行充模-挤压处理，接下来进行养护与极化。随后的步骤2)中，先将正负电极接线，然后进行传感元件封装及电磁屏蔽处理，再进行信号接口安装。上述的步骤3)包括3次质量检测，分别紧随养护与极化、正负电极接线、信号接口安装步骤进行。
1)水泥基压电复合材料片的制备
压电陶瓷颗粒和水泥粉末的制备
压电陶瓷颗粒和硅酸盐水泥作为制备原料应保证处于良好的制备状态。其粒径分布应选择适当，妥善避免这两种原材料颗粒的粒径分布范围重叠，以保证复合材料的密实度和均匀性。示例性地，如图16所示压电陶瓷颗粒的直径主要分布在40微米到110微米的范围(见图16中的曲线12)，而水泥粉末的直径则主要分布在4微米到40微米的范围(见图16中的曲线13)，这就是一种合适的粒径分布组合。压电陶瓷颗粒和水泥粉末应根据质量比4∶1混合。然后根据水/水泥质量比1∶0.15加纯净水到混合物中搅拌均匀。
充模-挤压处理
如图17a所示将混合物14填充至模具中。图17b示出了模具分解后的部件实物图。充模后在模具的顶部施加100兆帕的应力或15千牛顿的压力15(对应于直径14毫米的填充模具)以压实混合物，而后从模具中取出圆片状0-3型水泥基复合材料片。如图18所示，该复合材料片的厚度应稳定在1.2-4毫米范围内，直径的范围为8-30毫米。为了制备具有相同尺寸的复合材料片，每次挤压前向模具中灌装的混合物的质量应确保相同。
养护及极化
新制备的复合材料片需要在温度65℃和相对湿度98％的条件下养护超过72小时。养护期过后，复合材料片的顶部和底部表面应使用1000cc的砂纸适当打磨，使其上下表面光滑便于极化。
用银或镍浆均匀涂在复合材料片的上下表面，形为一层薄薄的正负电极。该正负电极应当保证：(1)和复合材料片上下表面保持紧凑良好的物理接触；(2)电极应尽可能薄；(3)避免由于不适当的电极安装操作而使复合材料片正负电极短路。
电极制作完后，复合材料片应移到温度超过110℃的干燥箱内干燥超过24小时以完全消除复合材料片中所含的水分。干燥后，可以进行极化，极化过程需要在温度80℃的硅油浴中，在复合材料片的正负电极间施加20分钟的8000V直流电压。极化后，复合材料片需迅速沉浸在室温下的硅油中快速冷却，以保持极化状态。随后，复合材料片应完全由锡纸盖住，以消除表面积累的静电。
2)传感元件的接线与封装
正负电极接线
将成为传感元件的复合材料片的正电极应连接至同轴电缆的内芯16，负电极则应链接至同轴电缆的金属屏蔽层17，同时同轴电缆的金属屏蔽层17还需要和传感器的电磁屏蔽涂层连接，如图19所示。绝缘层18将内芯16和金属屏蔽层17隔开，此外，塑料封套19位于金属屏蔽层17的外部。
应妥善避免复合材料片上下表面电极由于持续振动或冲击而导致脱落，以确保传感器工作性能的稳定。此外，应避免传感元件的正负极短路。
传感元件封装及电磁屏蔽处理
接线后，传感元件应进行封装处理。封装材料是水泥和环氧树脂的混合物。封装后的形状和封装尺寸因模具而异。通常情况下，有圆柱形和立方体形两种封装模具，如图20a和20b以及图21a和21b所示。封装材料水泥和环氧树脂混合质量比为5∶1-1∶1。封装材料的固化期一般在3天以上。整个封装过程分两次进行。
一次封装后的传感器的厚度t、t’范围为8-20毫米。圆柱形传感器的直径d范围为10-50毫米。立方体形传感器的宽度w和长度L范围均为10-50毫米。封装在传感器中的复合材料片的表面与封装后的传感器上下表面应保证严格平行，如图20a和20b所示。复合材料片应保证在封装后传感器的正中央，即位于厚度t、t’的一半的位置。锡或银浆体应全面地涂在封装材料固化后的传感器的外表面形成一层电磁屏蔽层。
上述过程完成后进行二次封装，如图21a和21b所示，封装过程与一次封装过程相同。传感元件同样需要位于二次封装后传感器的正中央。然而，二次封装后不需要再涂电磁屏蔽层。二次封装后的传感器的厚度t2、t2’范围为12-40毫米。二次封装后的圆柱形传感器直径d2范围为12-60毫米。二次封装后的立方体形感器的长度L2和宽度w2范围均为12-60毫米。
信号接口安装
BNC接头或SMA(微型)焊接接头应接在同轴电缆的另一端。
最后，形成圆柱形的传感器成品。
3)传感器性能测试与标定
如图15所示，质量检测1在养护与极化步骤之后进行，以确保制备的水泥基压电复合材料片在压电应变常数d33、介电常数以及机电耦合系数等性能指标上符合要求。质量检测2在正负电极接线步骤之后进行，以确保传感元件电极安装及接线合格、无短路或断路情况。质量检测3在信号接口安装步骤之后进行，以确保传感器工作正常。同时通过标定描述其输入(压力或速度)-输出(电流)关系(从1牛顿到30千牛顿)及标准频率响应曲线，制成传感器性能指标数据表。
1-3型水泥基压电复合材料传感器
1-3型水泥基压电复合材料传感器的生产制作过程包括以下三个主要步骤：
1)水泥基压电复合材料片的制备；
2)传感元件的接线与封装；
3)传感器性能测试与校准。
图22详细描述了传感器的生产工艺流程。在上述步骤1)中，先进行PMN立方块加工与极化、PMN切割-填充处理，然后将加工后的复合材料按特定尺寸切片。随后的步骤2)中，先将正负电极接线，然后进行传感元件封装及电磁屏蔽处理，再进行信号接口安装。上述步骤3)包括3次质量检测，分别紧随将加工后的复合材料按特定尺寸切片、正负电极接线、信号接口安装步骤进行。
1)水泥基压电复合材料片的制备
PMN立方块加工与极化与PMN切割-填充处理
水泥基压电复合材料的原料是PMN陶瓷块、环氧树脂和硅酸盐水泥。PMN的化学方程式是Pb(Mg1/3Nb2/3)O3·PbTiO3·PbZrO3。经实验研究结果证明，制备成型的水泥基压电复合材料中PMN陶瓷的体积比应当在25-75％范围内。因此，根据1-3型的复合材料连接模式，复合材料的配置如图23a和23b所示，PMN棒21位于水泥环氧树脂基体20中。
在PMN棒是方形截面的情况下，基体厚度d3需等于PMN棒的厚度d4。也就是说，如果PMN捧d4的厚度是1毫米，则基体的厚度d3也需相应地控制在1毫米。这里采用切割-填充的制作工艺来制备这一复合材料。如图24所示，用切割机在X、Y两个垂直方向上切出多道平行的空隙(空隙宽度为1毫米)。
在切割出如图24所示的空隙后，往其中缓慢填充水泥-环氧树脂的混合物，整个过程需保证该混合物密实而完全地填充所有空隙。所用的水泥-环氧树脂混合物的质量配比是水泥∶环氧树脂等于5∶1-1∶1。所选用的环氧树脂应具有足够的流动性以避免在混合及填充过程中产生气泡。填充完后，需等待环氧树脂完全固化，需至少三天。
将加工后的复合材料按特定尺寸切片
复合材料块固化成型之后再切割成一系列复合材料片，如图25所示，PMN棒21位于水泥环氧树脂基体20中，切片面应与Z轴方向保持精确垂直。薄片的厚度d5范围应在1-10毫米，长度L5和宽度w5范围大约在8-30毫米之间。
2)传感元件的接线与封装
正负电极接线
将成为传感元件的复合材料片的正电极应连接至同轴电缆的内芯22，负电极则应链接至同轴电缆的金属屏蔽层23，同时同轴电缆的金属屏蔽层23还需要和传感器的电磁屏蔽涂层连接，如图26所示。绝缘层24将内芯22和金属屏蔽层23隔开，此外，塑料封套25位于金属屏蔽层23的外部。
应妥善避免复合材料片上下表面电极由于持续振动或冲击而导致脱落，以确保传感器工作性能的稳定。此外，应避免传感元件的正负极短路。
传感元件封装及电磁屏蔽处理
接线后，传感元件应进行封装处理。封装材料是水泥和环氧树脂的混合物。封装后的形状和封装尺寸因模具而异。通常情况下，有圆柱形和立方体形两种封装模具，如图27a和27b以及28a和28b所示。封装材料水泥和环氧树脂混合质量比为5∶1-1∶1。封装材料的固化期一般在3天以上。整个封装过程分两次进行。
一次封装后的传感器的厚度t6、t6’为10毫米。圆柱形传感器的直径d6范围为10-50毫米。立方体形传感器的宽度w6和长度L6范围均为10-50毫米。封装在传感器中的复合材料片的表面与封装后的传感器上下表面应保证严格平行，如图27a和27b所示。复合材料片应保证在封装后传感器的正中央，即位于传感器厚度t6、t6’一半的位置。锡或银浆体应全面地涂在封装材料固化后的传感器的外表面形成一层电磁屏蔽层。
上述过程完成后进行二次封装，如图28a和28b所示，封装过程与一次封装过程相同。传感元件同样需要位于二次封装后传感器的正中央。然而，二次封装后不需要再涂电磁屏蔽层。二次封装后的传感器的厚度t7、t7’范围为12-40毫米。二次封装后的圆柱形传感器直径d7范围为12-60毫米。二次封装后的立方体形感器的长度L7和宽度w7范围均为12-60毫米。
信号接口安装
BNC接头或SMA(微型)焊接接头应接在同轴电缆的另一端。
最后形成圆柱形的传感器成品。
3)传感器性能测试与校准
如图22所示，质量检测1在将加工后的复合材料按特定尺寸切片步骤之后进行，以确保制备的水泥基压电复合材料片在压电应变常数d33，介电常数以及机电耦合系数等性能指标上符合要求。质量检测2在正负电极接线步骤后进行，以确保传感元件电极安装及接线合格、无短路或断路情况。质量检测3在信号接口安装步骤之后进行，以确保传感器工作正常。同时通过标定描述其输入(压力或速度)-输出(电流)关系(从1牛到30千牛)及标准频率响应曲线，制成传感器性能指标数据表。
由于采用导致较大检测范围的水泥基压电传感器和嵌入技术而具有高灵敏度和高SNR。
由于采用水泥基压电传感器而具有宽频响应范围，其可有益于功率谱分析。
尽管上述描述了本发明的多种具体实施方式，但本发明并不限于此。在不脱离本发明精神和实质的前提下，本领域的普通技术员可以对本发明进行各种等效的变形和改动，而这些变形与改动都在本发明保护范围内。
Claims (21)
1.一种用于混凝土结构的现场水化全过程实时监视和实时损伤检测的系统，其包括：信号发生模块、嵌入式发射传感器和嵌入式接收传感器，其中信号发生模块用于产生三角形脉冲信号，该三角形脉冲信号作为激励信号发送给发射传感器并同时作为触发信号反馈给处理器，发射传感器接收到激励信号后向接收传感器发射超声波，接收传感器接收超声波后产生检测信号，并反馈给处理器，其特征在于：所述发射传感器和接收传感器是现场嵌入混凝土结构内部的传感器，处理器通过比较和分析所述激励信号和所述检测信号获得相关的信息来对混凝土结构进行现场水化监视和损伤检测，所述信息包括超声波速度、超声波衰减系数和超声波的频域功率谱分布变化的信息，其中所述发射传感器和接收传感器均是利用水泥基压电复合材料制作的传感器，其中所述超声波衰减系数按照如下公式(1)获得：
其中，αwater表示纯净水在20℃时的衰减系数,Awater是被探测的超声波在纯净水中传输S距离后被评估的均方根值，Aconcrete是在监测期间评估的临时超声波均方根值；
或者所述超声波衰减系数按照如下公式(2)获得：
α′concrete＝-lnA′concrete (2)
其中，A’concrete是在监测期间评估的临时超声波均方根值。
2.如权利要求1所述的用于混凝土结构的现场水化全过程实时监视和实时损伤检测的系统，其特征在于:所述信号发生模块包括信号发生器和功率放大器，所述信号发生器产生并发送该脉冲信号，该功率放大器用于将接收的脉冲信号放大并作为激励信号发送给发射传感器。
3.如权利要求1或2所述的用于混凝土结构的现场水化全过程实时监视和实时损伤检测的系统，其特征在于:该系统还包括前置放大器，该前置放大器用于将接收传感器发出的检测信号在反馈给处理器之前先进行调制。
4.如权利要求2所述的用于混凝土结构的现场水化全过程实时监视和实时损伤检测的系统，其特征在于:所述处理器和所述信号发生器置于计算机中，其中所述超声波的频域功率谱分布变化的信息根据如下的公式(3)和(4)获得：
V(t)＝T(t)*[G(t)*M(t)] (3)
其中V(t)是在时域内检测到的超声波的函数，T(t)是监视系统的响应函数，G(t)是用于传输介质的弹性动力学的格林函数，M(t)是超声波源的时域函数，*表示卷积积分，
V(s)＝T(s)·[G(s)·M(s)] (4)
公式(4)为公式(3)的拉普拉斯变换，已知S＝jω，根据公式(4)通过变量替换来确定超声波的频域功率谱分布变化的信息。
5.一种用于混凝土结构的现场全过程实时水化监视和实时损伤检测的方法，其包括：
处理器指示信号发生模块产生三角形脉冲信号，该三角形脉冲信号作为激励信号发送给发射传感器，并同时作为触发信号反馈给处理器；
发射传感器接收到激励信号后向接收传感器发射超声波；
接收传感器将接收到的超声波转变为检测信号并反馈给处理器；
处理器通过比较和分析发送给发射传感器的激励信号和接收传感器反馈的信号获得相关的信息；
将所述信息与现场监视目标的暂时状态紧密相互关联，从而对混凝土结构进行现场水化监视和损伤检测；
其特征在于：所述发射传感器和接收传感器嵌入所述监视目标的混凝土结构中，其中所述信息包括超声波速度、超声波衰减系数和超声波的频域功率谱分布变化的信息，其中所述发射传感器与接收传感器均是利用水泥基压电复合材料制作的传感器，其中所述超声波衰减系数按照如下公式(1)获得：
其中，αwater表示纯净水在20℃时的衰减系数,Awater是被探测的超声波在纯净水中传输S距离后被评估的均方根值，Aconcrete是在监测期间评估的临时超声波均方根值；
或者所述超声波衰减系数按照如下公式(2)获得：
α′concrete＝-lnA′concrete (2)
其中，A’concrete是在监测期间评估的临时超声波均方根值。
6.如权利要求5所述的用于混凝土结构的现场全过程实时水化监视和实时损伤检测的方法，其特征在于:其中所述的频域功率谱分布变化的信息是时域信号波形的傅里叶变换的估计结果，其中所述超声波的频域功率谱分布变化的信息根据如下的公式(3)和(4)获得：
V(t)＝T(t)*[G(t)*M(t)] (3)
其中V(t)是在时域内检测到的超声波的函数，T(t)是监视系统的响应函数，G(t)是用于传输介质的弹性动力学的格林函数，M(t)是超声波源的时域函数，*表示卷积积分，
V(s)＝T(s)·[G(s)·M(s)] (4)
公式(4)为公式(3)的拉普拉斯变换，已知S＝jω，根据公式(4)通过变量替换来确定超声波的频域功率谱分布变化的信息。
7.如权利要求5或6所述的用于混凝土结构的现场全过程实时水化监视和实时损伤检测的方法，其特征在于:所述信号发生模块包括信号发生器和功率放大器，所述信号发生器产生并发送该脉冲信号，该功率放大器将接收的脉冲信号放大并作为激励信号发送给发射传感器。
8.如权利要求5或6所述的用于混凝土结构的现场全过程实时水化监视和实时损伤检测的方法，其特征在于:接收传感器将接收到的超声波转变为检测信号后，前置放大器将检测信号进行调制并反馈给处理器。
9.一种用于权利要求1-4的任一项所述的系统或权利要求5-8的任一项所述的方法的传感器，其包括：功能核和包覆在功能核外部的绝缘层，其中功能核是水泥基压电复合材料。
10.如权利要求9所述的传感器，其特征在于：所述绝缘层是水泥和环氧树脂的混合物。
11.如权利要求9所述的传感器，其特征在于：所述功能核是圆柱形。
12.如权利要求11所述的传感器，其特征在于：所述水泥基压电复合材料是压电陶瓷颗粒和硅酸盐水泥的混合物。
13.如权利要求9所述的传感器，其特征在于：所述功能核是立方体形。
14.如权利要求13所述的传感器，其特征在于：所述水泥基压电复合材料是PMN陶瓷块、环氧树脂和硅酸盐水泥的混合物。
15.一种用于权利要求1-4任一项所述的系统或权利要求5-8任一项所述的方法的传感器的制造方法，其包括：
制备水泥基压电复合材料片；
将复合材料片的正负电极接线以形成传感元件；
将传感元件封装并进行电磁屏蔽处理以形成传感器。
16.如权利要求15所述的传感器的制造方法，其特征在于：其中制备水泥基压电复合材料片的步骤包括
1)制备压电陶瓷颗粒及水泥粉末步骤；
2)将步骤1)中得到混合物充模与挤压处理步骤；
3)养护与极化步骤。
17.如权利要求16所述的传感器的制造方法，其特征在于：制备压电陶瓷颗粒及水泥粉末步骤包括将压电陶瓷颗粒和水泥粉末按照质量比4:1混合。
18.如权利要求16所述的传感器的制造方法，其特征在于：进行充模与挤压处理步骤后得到圆片状0-3型水泥基压电复合材料片。
19.如权利要求15所述的传感器的制造方法，其特征在于：其中制备水泥基压复合材料片的步骤包括PMN立方块加工与极化步骤、PMN切割-填充处理步骤和将加工后的复合材料按特定尺寸切片步骤。
20.如权利要求19所述的传感器的制造方法，其特征在于：其中所述水泥基压电复合材料片的原料是PMN陶瓷块、环氧树脂和硅酸盐水泥。
21.如权利要求19或20所述的传感器的制造方法，其特征在于：进行PMN切割-填充处理步骤中得到方形截面的PMN棒。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201161457547P | 2011-04-19 | 2011-04-19 | |
| US61/457,547 | 2011-04-19 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102749386A CN102749386A (zh) | 2012-10-24 |
| CN102749386B true CN102749386B (zh) | 2015-01-28 |
Family
ID=47029747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210117329.7A Active CN102749386B (zh) | 2011-04-19 | 2012-04-19 | 用于混凝土结构的现场水化监视和损伤检测的系统和方法及其使用的传感器 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102749386B (zh) |
| HK (1) | HK1171263A1 (zh) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103048384B (zh) * | 2012-12-20 | 2017-12-26 | 刘铁军 | 一种基于压电智能骨料的混凝土湿度监测方法 |
| CN103471794B (zh) * | 2013-09-10 | 2016-06-15 | 河海大学 | 一种水工混凝土结构自振频率识别的测试装置及方法 |
| CN103472130A (zh) * | 2013-09-10 | 2013-12-25 | 河海大学 | 一种压电陶瓷机敏模块及水工混凝土结构健康监测试验平台 |
| CN103472142A (zh) * | 2013-09-10 | 2013-12-25 | 河海大学 | 一种水工混凝土结构损伤主动监测装置及方法 |
| CN104515809B (zh) * | 2015-01-15 | 2017-01-25 | 重庆大学 | 一种基于超声波的电力电缆身份识别装置及方法 |
| CN106645404B (zh) * | 2016-11-23 | 2019-08-13 | 平高集团有限公司 | 高压开关设备用盆式绝缘子固化度无损检测方法和装置 |
| CN106770653B (zh) * | 2016-12-05 | 2024-02-20 | 大连理工大学 | 一种用于混凝土结构健康监测的叠堆式压电智能骨料 |
| CN107991392A (zh) * | 2017-09-01 | 2018-05-04 | 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 | 一种利用声发射检测土质综合体土料特性的无损检测方法 |
| CN108593771A (zh) * | 2018-04-27 | 2018-09-28 | 西南石油大学 | 损伤强度计算方法和损伤强度计算装置 |
| CN110569917A (zh) * | 2019-09-16 | 2019-12-13 | 四川升拓检测技术股份有限公司 | 基于深度学习图像识别的套筒灌浆密实度判别方法 |
| CN111912755B (zh) * | 2020-08-07 | 2021-08-10 | 山东中煤工矿物资集团有限公司 | 一种矿用粉尘浓度传感器、传感器系统及方法 |
| CN112945362A (zh) * | 2021-01-29 | 2021-06-11 | 长安大学 | 一种轴重、车速动态感知装置及测量方法 |
| CN113030273B (zh) * | 2021-04-01 | 2022-09-30 | 江西凯润达精密仪器有限公司 | 一种基于超声横波的混凝土应变检测系统的使用方法 |
| CN113326550B (zh) * | 2021-06-02 | 2023-09-29 | 中国建筑第八工程局有限公司 | 混凝土预制桥梁的振捣质量的实时检定方法 |
| CN113927750B (zh) * | 2021-11-04 | 2023-08-01 | 宁夏金瑞泰祥水泥制品有限公司 | 一种基于强度监测的混凝土搅拌装置及计算机储存介质 |
| CN114350188B (zh) * | 2021-12-14 | 2023-01-03 | 青岛理工大学 | 用于既有建筑应变监测的储能保护型水泥基微变监测涂层及水泥基传感器 |
| WO2024085809A1 (en) * | 2022-10-18 | 2024-04-25 | Nanyang Technological University | Concrete monitoring system and method |
| CN118010595A (zh) * | 2024-04-09 | 2024-05-10 | 河南百川工程质量检验有限公司 | 一种水利施工混凝土强度检测装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1139805C (zh) * | 1999-08-18 | 2004-02-25 | 中国科学院物理研究所 | 一种利用声波探测物体内部结构的方法 |
| CN1712644A (zh) * | 2004-06-21 | 2005-12-28 | 美胜C&S检查株式会社 | 桩等的混凝土构造物的检查装置 |
| CN100570284C (zh) * | 2007-11-29 | 2009-12-16 | 浙江大学 | 混凝土泵实时流量测量方法及系统 |
| CN101418597B (zh) * | 2008-11-28 | 2011-01-12 | 东莞市彩丽建筑维护技术有限公司 | 一种建筑外墙与屋面的散热节能方法 |
-
2012
- 2012-04-19 CN CN201210117329.7A patent/CN102749386B/zh active Active
- 2012-11-26 HK HK12112106.2A patent/HK1171263A1/zh unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| HK1171263A1 (zh) | 2013-03-22 |
| CN102749386A (zh) | 2012-10-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102749386B (zh) | 用于混凝土结构的现场水化监视和损伤检测的系统和方法及其使用的传感器 | |
| Zhang et al. | Hydration monitoring of cement-based materials with resistivity and ultrasonic methods | |
| Narayanan et al. | Embedded PZT sensor for monitoring mechanical impedance of hydrating cementitious materials | |
| Aggelis et al. | Wave dispersion and attenuation in fresh mortar: theoretical predictions vs. experimental results | |
| Dongyu et al. | Monitoring of cement hydration reaction process based on ultrasonic technique of piezoelectric composite transducer | |
| Lu et al. | Study on hydration process of early-age concrete using embedded active acoustic and non-contact complex resistivity methods | |
| Qin et al. | Monitoring of cement hydration using embedded piezoelectric transducers | |
| Zhou et al. | Characterizing the effect of compressive damage on transport properties of cracked concretes | |
| Chung et al. | Monitoring of microwave properties of early-age concrete and mortar specimens | |
| CN103557989B (zh) | 一种压电应变传感器、传感器应变灵敏度的测试方法及其应用 | |
| Malkawi et al. | Dielectric properties for characterization of fly ash-based geopolymer binders | |
| Scalerandi et al. | Nonlinear elastic response of thermally damaged consolidated granular media | |
| Chen et al. | Microstructural development of hydrating portland cement paste at early ages investigated with non-destructive methods and numerical simulation | |
| Omer et al. | A non-destructive electromagnetic sensing technique to determine chloride level in maritime concrete | |
| Yousuf et al. | Investigation of the early-age microstructural development of hydrating cement pastes through electrical resistivity measurements | |
| Akram et al. | Fringing field impedance sensor for hydration monitoring and setting time determination of concrete material | |
| Zhong et al. | Research on detection method of concrete compressive strength based on dielectric properties | |
| Hashemi et al. | Empirical multiphase dielectric mixing model for cement-based materials containing alkali-silica reaction gel | |
| Chang et al. | Engineering properties of lightweight aggregate concrete assessed by stress wave propagation methods | |
| Liu et al. | Fabrication and properties of 3-3 type PZT-ordinary Portland cement composites | |
| Li et al. | The microstructure evolution of cement paste modified by cationic asphalt emulsion | |
| Lemarchand et al. | Plaster hydration at different plaster-to-water ratios: acoustic emission and 3-dimensional submicrometric simulations | |
| Lee et al. | Curing management of early-age concrete at construction site using integrated wireless sensors | |
| Pazdera et al. | Measuring of concrete properties during hardening | |
| Chung et al. | Measurements of microwave reflection properties of early-age concrete and mortar specimens |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| REG | Reference to a national code |
Ref country code: HK Ref legal event code: DE Ref document number: 1171263 Country of ref document: HK |
|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| REG | Reference to a national code |
Ref country code: HK Ref legal event code: GR Ref document number: 1171263 Country of ref document: HK |