CN109060870A - 一种混凝土早期受冻结冰监测装置及方法 - Google Patents

一种混凝土早期受冻结冰监测装置及方法 Download PDF

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Abstract

一种混凝土早期受冻结冰监测装置及方法，属于混凝土检测技术领域。测试装置一的结构是：‘回’字形中空支架的每对开口内均固定插入有一对电极网，每对电极网均与导线连接，导线另一端与电阻测试仪连接，电阻测试仪与计算机相连，‘回’字形中空支架的外侧面固定有多根热电偶，多根热电偶的测点高度与多对电极网相对应，多根热电偶另一端与温度测试仪相连，温度测试仪与计算机输入端相连，测试装置二的结构是：‘回’字形中空支架的一对开口内固定插入有一对电极网，该对电极网与导线连接，导线另一端与电阻测试仪连接，测试装置一和二中的‘回’字形中空支架的四个侧面的顶部分别固定有水平设置的硬塑料板。本发明用于混凝土早期受冻结冰监测。

Description

一种混凝土早期受冻结冰监测装置及方法
技术领域
本发明属于混凝土检测技术领域，具体涉及一种混凝土早期受冻结冰监测装置及方法。
背景技术
我国东北，西北以及中部等大部分地区冬季漫长且气温较低，混凝土作为土木工程中使用范围最广的建筑材料，巨大的需求量使得这些地区的混凝土工程避免不了冬季施工。当混凝土在冬季受冻时，混凝土的水化进行的十分缓慢，混凝土内部的水分将会结冰，冰的形成会造成9%的体积膨胀从而破坏混凝土的内部孔结构，形成大的空隙，降低强度。同时，混凝土在受冻时内部的水分会发生重分布，水分在混凝土内部的迁移会对混凝土的结构造成不可恢复的损伤。混凝土在早期受冻时受损尤其严重。因此在混凝土早期对其采取手段来监测混凝土的受冻结冰尤为重要。
电阻率法是一种无损的检测手段，它可以在不破坏工程重要结构的情况下实施监测结构内部的信息，探知混凝土的水化进程，结构损伤等重要信息，及时反馈给工作人员使得混凝土工程可以得到及时补救。目前，电阻率法多用于正温环境中混凝土的健康监测，魏小胜，肖莲珍等人用电阻率法来监测正温混凝土的水化程度；肖忠明用电阻率法研究正温水泥的抗压强度和其电导率之间的关系。对于负温混凝土，电阻率法常用来评价混凝土在冻融循环中的冻害损伤。而对于新拌混凝土的受冻结冰情况，目前鲜有文献涉及。新拌的混凝土由于含水量较大，可冻水量较多，水化结构薄弱，其受冻后的电阻发展与受冻后的成熟混凝土电阻发展又有不同。因此本发明将用电阻来表征新拌混凝土的受冻结冰。
目前的电阻率法一般分为二电极法，四电极法，无电极法，这些方法仅能测试混凝土的表面电阻或者混凝土内部某个特定位置的电阻，无法对混凝土一系列位置的电阻进行监测，在冬季混凝土表面的温降通常远远快于内部的温降，因此混凝土的表面和内部的受冻程度并不相同，目前测量混凝土的各个装置中，电极形状一般分为片状电极，柱状电极，网状电极。考虑到网状电极与混凝土的接触性会更好，本发明中的电极选用导电性较好的网状电极。梯子形排布的电极中相邻电极之间的电流的相互干扰会使得电阻的测试结果不准确，在本发明中将改进梯子形电极的排布方式，有效避免这一误差。
发明内容
本发明的目的是提供一种混凝土早期受冻结冰监测装置及方法，以监测冬季施工中混凝土的受冻结冰情况，保障混凝土的施工质量。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种混凝土早期受冻结冰监测装置，其组成包括温度测试仪、电阻测试仪及两个测试装置，所述两个测试装置分别是测试装置一和测试装置二；所述测试装置一及测试装置二均包括‘回’字形中空支架及四块硬塑料板；所述测试装置一还包括多根热电偶及多对电极网，所述测试装置二还包括一对电极网；
测试装置一的具体结构如下：所述‘回’字形中空支架的四个侧面上均水平设有多个开口，开设在‘回’字形中空支架每个侧面上的多个开口均沿高度方向设置，且相对侧面上的多个开口一一对应设置，相邻侧面上的多个开口一一垂直且对应设置，每两个相对侧面上相对应设置的开口组成一对开口，每对开口内均固定插入有一对电极网，每对电极网均与导线一端连接，所述导线另一端与电阻测试仪相连接，所述电阻测试仪与计算机输入端相连，‘回’字形中空支架的外侧面固定有多根热电偶，所述多根热电偶的测点高度分别与多对电极网相对应，多根热电偶另一端与温度测试仪相连，所述温度测试仪与计算机输入端相连，‘回’字形中空支架的四个侧面的顶部分别固定有水平设置的硬塑料板；
测试装置二的具体结构如下：所述‘回’字形中空支架的两个相对侧面上各水平设有一个开口，两个所述开口相对设置构成一对开口，该对开口内固定插入有一对电极网，该对电极网与导线一端连接，所述导线另一端与电阻测试仪连接，‘回’字形中空支架的四个侧面的顶部分别固定有水平设置的硬塑料板。
本发明相对于现有技术具有以下有益效果：
1、目前没有试验装置可以检测混凝土内部是否结冰，本发明可以有效的判断混凝土内部的结冰状态，为混凝土无损检测技术。本发明结构简单且设计合理，测量方法易操作且准确可靠。
2、本发明克服了现有混凝土电阻率测试中仅能检测混凝土表面状态的弊端，可以测试混凝土不同深度处的混凝土受冻状态，可同时获得混凝土各个深度处的温度和电阻。
3、本发明仅需在混凝土浇筑之前将测试装置埋入混凝土中，此后可通过计算机自动监测记录，实现简单高效，省时省力，长期远程监测且可远程监控。试验中的设备以及原材料极易购得且价格低廉。
4、本发明中，测试装置的高度可根据混凝土结构的大小进行调整，电极网对在测试装置中的位置可调以保证测点的数量和深度可以根据需要随意调整，满足深度方向上任意精度的混凝土受冻结冰监测。
5、本发明适用于混凝土的各个阶段的受冻测试，尤其适用于早期。目前判断混凝土早期是否受冻结冰并没有很好的方法。
6、本发明的装置成本低廉，且能极大的节省施工人员的精力。
7、本发明不需通过对现场预留相同养护条件的试件进行抗压强度试验就能获得混凝土受冻的信息，避免了现场预留大量试件。
8、本发明中，测试装置一上的电极网对在‘回’字形中空支架的相邻侧面上错开布置，有效防止了深度方向上相邻测点产生的电流的干扰，确保电阻测试的准确性。
9、本发明中，测试装置一在‘回’字形中空支架的两个相对侧面的同一个深度上均设置了电阻和温度的测点，可通过两个相对侧面所获得的数据判断数据的有效性，若同一个深度上的数据相差较多说明该深度上所测得的混凝土电阻和温度数据无效，需对装置进行检查。
10、本发明中，多根热电偶的测点深度分别与多对电极网相对应，保证了数据的有效性。
11、本发明中硬塑料板的设置保证了测试过程中两个测试装置电极网位置在混凝土深度方向上的准确性。
12、本发明中装置可以随着结构的不同而任意方向放置，混凝土柱中本发明可卧式放置，梁，板、机场道面、路桥桥面、地基基础等混凝土工程中本发明可立式放置，挡土墙等工程中本发明可倾斜放置。
13、本发明中测试装置一与温度测试仪及电阻测试仪联合使用也可用于严寒地区土体由表及里冻结及融化过程的长期远程监测，通过对比夏季和冬季土体的电阻率获得冬季土体的受冻深度及受冻程度。
附图说明
图1是本发明测试时的工作示意图；
图2是测试装置一的结构示意图；
图3是硬塑料板背面与支板连接的结构示意图；
图4是L形支架的结构示意图；
图5是电极网的结构示意图；
图6是测试装置二的结构示意图；
图7 是混凝土受冻时电阻比值与温度的发展曲线；
图8 是掺粉煤灰混凝土电阻之比与温度发展曲线；
图9是 矿物掺合料混凝土与空白组混凝土对比曲线。
上述图中涉及的部件名称及标号汇总如下：
‘回’字形中空支架1、硬塑料板2、电极网3、热电偶4、导线5、螺栓一6、L型支架7、恒温箱8、恒温箱8内混凝土试件9、测试装置一10、测试装置二11、温度测试仪12、电阻测试仪13、支板14、计算机15。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
具体实施方式一：如图1-图6所示，一种混凝土早期受冻结冰监测装置，其组成包括温度测试仪12、电阻测试仪13及两个测试装置，所述两个测试装置分别是测试装置一10和测试装置二11；所述测试装置一10及测试装置二11均包括‘回’字形中空支架1及四块硬塑料板2；所述测试装置一10还包括多根热电偶4及多对电极网3，所述测试装置二11还包括一对电极网3；
测试装置一10的具体结构如下：所述‘回’字形中空支架1的四个侧面上均水平设有多个开口，开设在‘回’字形中空支架1每个侧面上的多个开口均沿深度方向设置，且相对侧面上的多个开口一一对应设置，相邻侧面上的多个开口一一垂直且对应设置，每两个相对侧面上相对应设置的开口组成一对开口，每对开口内均固定插入有一对电极网3（开口的大小使得电极网3可以刚好水平穿入为宜），每对电极网3均与导线5一端连接，所述导线5另一端与电阻测试仪13相连接，所述电阻测试仪13与计算机15输入端相连（以实时记录分析现场混凝土各个深度的电阻数据），‘回’字形中空支架1的外侧面固定有多根热电偶4，所述多根热电偶4的测点高度分别与多对电极网3相对应，多根热电偶4另一端与温度测试仪12相连（以监测现场混凝土各个深度的温度变化），所述温度测试仪12与计算机15输入端相连（以实时记录分析现场混凝土各个深度的温度变化），‘回’字形中空支架1的四个侧面的顶部分别（通过螺栓一6）固定有水平设置的硬塑料板2（测试装置一10用于测试现场混凝土不同深度的电阻和温度）；
测试装置二11的具体结构如下：所述‘回’字形中空支架1的两个相对侧面上各水平设有一个开口，两个所述开口相对设置构成一对开口，该对开口内固定插入有一对电极网3（开口的大小使得电极网3可以刚好水平穿入为宜），该对电极网3与导线5一端连接，所述导线5另一端与电阻测试仪13连接，‘回’字形中空支架1的四个侧面的顶部分别（通过螺栓一6）固定有水平设置的硬塑料板2（测试装置二11用于测试恒温箱8中对照组混凝土电阻）。
其中‘回’字形中空支架1、硬塑料板2、螺栓一6等均由强度较大的塑料制成（如玻纤增强尼龙66）；
电极网3选用强度较大不易弯曲的导电性较好的金属材料制成（如316L不锈钢材料），从而不易弯曲折断。
‘回’字形中空支架1的四个侧面的顶部分别固定有与其垂直设置的硬塑料板2，用于确保‘回’字形中空支架1处于竖直状态。
测试装置二11的电极网3的尺寸，电极网对之间的距离等参数均与测试装置一10相同。
具体实施方式二：如图2、图4及图6所示，本实施方式是对具体实施方式一作出的进一步说明，测试装置一10和测试装置二11中的所述‘回’字形中空支架1由所述两个L型支架7相对设置并（通过螺栓二）可拆卸连接构成。
具体实施方式三：如图2、图5及图6所示，本实施方式是对具体实施方式一作出的进一步说明，所述测试装置一10和测试装置二11中的所有的电极网3一端均翻折成一个直角沿，电极网3插入开口内并通过直角沿固定在‘回’字形中空支架1的内侧面上。
具体实施方式四：如图5所示，本实施方式是对具体实施方式三作出的进一步说明，所述电极网3翻折90°角的中部连接所述导线5（电极网3翻折起的金属丝以及导线5裸露处，导线5与电极网3的连接处均用绝缘胶带密封处理，并用绝缘胶将翻折起来的金属丝粘贴于L形支架7表面，但要保证导线5和电极网3接触良好）。
具体实施方式五：如图2、图3及图6所示，本实施方式是对具体实施方式一作出的进一步说明，所述测试装置一10和测试装置二11中的四块硬塑料板2背面与‘回’字形中空支架1的四个外侧面之间分别通过支板14固定连接，四块硬塑料板2的上表面在与‘回’字形中空支架1垂直的同一平面上（四块硬塑料板2与‘回’字形中空支架1相对应侧面垂直，与各个电极网3平行）。
支板14由强度较大的塑料制成（如玻纤增强尼龙66）。
具体实施方式六：如图2、图6所示，本实施方式是对具体实施方式一作出的进一步说明，所述测试装置二11中的一对电极网3之间的距离应与测试装置一10中每对电极网3之间的距离相同。
具体实施方式七：如图2、图6所示，本实施方式是对具体实施方式一作出的进一步说明，所述每对电极网3之间的距离应至少大于混凝土最大骨料粒径的3倍，以避免混凝土大骨料的存在对测试数据偶然性造成影响。
具体实施方式八：如图所示，本实施方式是对具体实施方式一作出的进一步说明，所述测试装置二11中的一对电极网3的安装位置应位于对照组混凝土试件9的正中间（对照组混凝土试件9的尺寸应至少大于电极网对之间的混凝土立方体的尺寸的6倍）。
具体实施方式九：如图1-图6所示，一种利用具体实施方式一至八中任一具体实施方式所述的装置实现混凝土早期受冻结冰监测方法，所述方法步骤如下：
步骤一：将组装好的测试装置一10和测试装置二11的导线5另一端均连接电阻测试仪13，将测试装置一10的热电偶4的另一端连接温度测试仪12，将测试装置一10放在现场待测点，将测试装置二11放入恒温箱8中，所述恒温箱8的温度设置为+20℃；
步骤二：同时浇筑现场混凝土和作为对照组的恒温箱8中的混凝土，浇筑时应使得硬塑料板2的上表面与混凝土表面保持平行，浇筑完成后得到充分密实现场混凝土和恒温箱8内混凝土试件9，自浇筑时刻起实时记录现场混凝土各个深度处的电阻和温度，同一个深度处‘回’字形中空支架1两个相对面所测得的电阻和温度的平均值分别记为R1i 和T1i ，i代表测试装置一10中自上而下电极网对的次序号；同时连续监测对照组混凝土的电阻，记为R2，计算R1i /R2在各个时刻的值并做其与时间的关系曲线；
观察T1i 的变化，若T1i >0，则现场混凝土第i个电极网对深度处的混凝土处于正温环境，无受冻结冰的可能性；若T1i <0，则现场混凝土第i个电极网对深度处的混凝土处于负温环境，有受冻结冰的可能性，此时观察R1i /R2的曲线发展，若R1i /R2曲线不存在突然上升情况，则说明此时混凝土中没有受冻；若R1i /R2随时间发展其值突然上升，则该深度的混凝土在此时可能有受冻结冰情况存在，此时观察R1i /R2的数值；若R1i /R2上升至几百或几千时，判断此时混凝土内部已经大量结冰，且R1i /R2数值越大，结冰量越大；若R1i /R2仅为几十甚至更小时，判断此时混凝土内部此时仅有部分的冰晶生成，混凝土内部的未冻水并未大量冻结成冰。从该曲线的斜率突变点可获知混凝土进入各结冰阶段的时间，该曲线突然上升代表混凝土开始结冰的时刻，曲线不再增长所代表混凝土达到最大结冰量的时刻。
以下面混凝土为例来说明现场混凝土受冻时其电阻比值与时间的关系曲线的特征。在混凝土块两端施加电压为1v，频率为1kHz的交流电。电极网3为正方形，电极网3的长×宽=100mm×100mm，电极网对之间的距离为60mm，电极网3的材质为316L不锈钢。混凝土的配合比为水165kg/m3，水泥264kg/m3，矿渣66kg/m3，砂715kg/m3，石1165kg/m3，其中，大石与小石的比例为6:4，大石的粒径范围为10~20mm，小石的粒径范围为5~10mm。将此配合比的混凝土分为两组，一组在混凝土拌和之后立即放置于-20℃环境中进行负温养护，另一组放置于+20℃环境中进行正温养护。由于测试装置一10在各个深度上所得到的电阻的处理方法相同，本例中仅列举一个深度所测得的结果，其他深度的结果分析过程相同。用测试装置一10测负温混凝土其温度和电阻，温度和电阻的平均值记为T1和R1，用测试装置二11测得+20℃的电阻R2，计算各个时刻R1/R2并将所得结果绘成图线，如图7所示。
图7中的0时刻为混凝土浇筑的时刻。0-t1时，混凝土的温度高于0℃或者等于0℃，混凝土未进入负温状态，R1/R2为1或略大于1，大于1是因为负温混凝土的电阻R1随着温度的降低而增大，但是温度降低造成的R1/R2增加量不超过2，在此曲线中可以忽略。t1时刻，混凝土进入负温状态，此时R1/R2开始逐渐上升直至t2，这代表刚进入负温的时刻，混凝土内部有冰晶开始生成。随着温度的继续降低，R1/R2的上升速率突然加大，至t3时刻负温混凝土温度接近于环境温度-20℃时，混凝土电阻之比R1/R2均保持较大的上升速率，在此时混凝土由于温度的降低而迅速结冰，R1/R2在t3时刻上升至1105，R1/R2比值的增大代表混凝土在此时内部的绝大多数水分已经冻结成冰，未冻水已经所剩无几。t3时刻之后，负温混凝土的温度已经接近于环境温度，混凝土的温度变化变得很小，此时混凝土中继续结冰的量变少，结冰速率减缓，R1/R2增长的也突然变得缓慢。在t4时刻，混凝土的结冰总量达到极限，R1不再增加而正温混凝土的R2继续增长，导致t4时刻之后的R1/R2逐渐下降。
以上是现场混凝土受冻结冰后R1/R2随时间变化的典型特征。可总结为，当T1<0时，R1/R2与时间的斜率越大，负温混凝土内部结冰速率越快。R1/R2的值越大，负温混凝土内部的含冰量越多。从电阻比值R1/R2随时间变化的曲线还可获知混凝土进入各个结冰阶段的时间，t1时刻之前混凝土内部没有冰存在，t1时刻后混凝土中有冰晶生成，t2时刻冰晶快速生长，t3时刻冰晶生长变缓慢，t4时刻冰晶生长停止，此时混凝土已经达到该温度下的结冰极限。
本发明能够根据所测的电阻值来判断混凝土的受冻情况。
具体实施方式九：如图1所示，本实施方式的测试装置一10还可用于严寒地区土体由表及里冻结及融化过程的长期远程监测，分析高速铁路路基冻土区路基冻结深度以及冻结程度。将组装好的测试装置一10上的导线5另一端均连接电阻测试仪13，将测试装置一10的热电偶4的另一端连接温度测试仪12，将测试装置一10埋入待测土体中，分别测量获得夏季和冬季路基电阻值随深度变化的关系，所测得的电阻分别记为Rsi和Rwi，i代表测试装置一10中自上而下电极网对的次序号。同时监测冬季路基各个深度的温度，记为Twi。
当Twi<0时，将冬季测得的电阻与夏季测得的电阻做对比，同一深度上，若Rwi比Rsi大一个数量级，则可以判断此深度的路基在冬季受冻，若Rwi与Rsi处于同一个数量级，则此深度的路基在冬季没有受冻。且Rwi越大，路基受冻越严重。通过本测试方法可以获得严寒地区冬季土壤的受冻深度以及受冻程度。
实施例1：本实施例中在混凝土块两端施加电压为1v，频率为1kHz的交流电。电极网3为正方形，电极网3的长×宽=100mm×100mm，电极网3的材质为316L不锈钢。混凝土的配合比为水165kg/m3，水泥264kg/m3，Ⅰ级粉煤灰66kg/m3，砂715kg/m3，石1165kg/m3，其中，大石与小石的比例为6:4，大石的粒径范围为10~20mm，小石的粒径范围为5~10mm。将此配合比的混凝土分为两组，一组在混凝土拌和之后立即放置于-20℃环境中进行负温养护，另一组放置于+20℃环境中进行正温养护。利用测试装置一10和测试装置二11所测得的电阻之比和温度发展见图8。自混凝土浇筑时刻开始计算时间。
图8中，至0.23d时，负温混凝土的温度降低至冰点，R1/R2的值由于温度的降低而增加至2。随后温度下降，冰晶的形成导致R1/R2略微上升至b点12，随后R1/R2迅速上升，此时温度也迅速下降，混凝土中的冰晶开始快速生长并相互连接成网络。至c点0.96d时，混凝土的温度已经接近于环境温度，结冰速率降低，R1增长变缓导致R1/R2随时间的变化趋势变化。d点时混凝土的温度已经达到稳定，和环境温度完全相同，此时混凝土中将不再继续结冰。R1达到稳定而R2由于水化的作用继续增长，从而导致d点之后混凝土R1/R2下降。
综上所述，添加了粉煤灰的混凝土在0.32d至0.96d时结冰最快，继续受冻至1.21d时混凝土结冰达到饱和，此时R1/R2达到1113，代表混凝土此时内部结冰量极大。
实施例2：本实施例中，设置实施例1的空白组。电阻测试条件相同，交流电电压1v，频率1kHz，电极网3的长×宽=100mm×100mm，电极网对之间的距离为60mm，电极网3的材质为316L不锈钢。混凝土的配合比为水165kg/m3，水泥330kg/m3，砂715kg/m3，石1165kg/m3，其中，大石与小石的比例为6:4，大石的粒径范围为10~20mm，小石的粒径范围为5~10mm。将此配合比的混凝土分为两组，一组在混凝土拌和之后立即放置于-20℃环境中进行负温养护，另一组放置于+20℃环境中进行正温养护。自混凝土浇筑时刻开始计算时间。
将得到的空白组R1/R2随时间发展曲线与20%粉煤灰取代的R1/R2随时间发展曲线，以及20%矿渣取代的R1/R2随时间发展曲线绘于图9。
从图9中可以看到，掺加了粉煤灰和矿渣的混凝土的R1/R2随时间的发展趋势比较相近，而空白组混凝土在进入快速结冰期之后，R1/R2曲线的增长慢于掺加矿物掺合料的混凝土，且其R1/R2的最大值也远低于矿物掺合料混凝土。这说明粉煤灰和矿渣的掺加不利于混凝土的早期受冻且影响相似，均使得混凝土在受冻后结冰速率加快，结冰量增多。空白组混凝土结冰饱和的时间要提前与有粉煤灰和矿渣取代的混凝土。

Claims (9)

1.一种混凝土早期受冻结冰监测装置，其特征在于：其组成包括温度测试仪（12）、电阻测试仪（13）及两个测试装置，所述两个测试装置分别是测试装置一（10）和测试装置二（11）；所述测试装置一（10）及测试装置二（11）均包括‘回’字形中空支架（1）及四块硬塑料板（2）；所述测试装置一（10）还包括多根热电偶（4）及多对电极网（3），所述测试装置二（11）还包括一对电极网（3）；
测试装置一（10）的具体结构如下：所述‘回’字形中空支架（1）的四个侧面上均水平设有多个开口，开设在‘回’字形中空支架（1）每个侧面上的多个开口均沿高度方向设置，且相对侧面上的多个开口一一对应设置，相邻侧面上的多个开口一一垂直且对应设置，每两个相对侧面上相对应设置的开口组成一对开口，每对开口内均固定插入有一对电极网（3），每对电极网（3）均与导线（5）一端连接，所述导线（5）另一端与电阻测试仪（13）相连接，所述电阻测试仪（13）与计算机（15）输入端相连，‘回’字形中空支架（1）的外侧面固定有多根热电偶（4），所述多根热电偶（4）的测点高度分别与多对电极网（3）相对应，多根热电偶（4）另一端与温度测试仪（12）相连，所述温度测试仪（12）与计算机（15）输入端相连，‘回’字形中空支架（1）的四个侧面的顶部分别固定有水平设置的硬塑料板（2）；
测试装置二（11）的具体结构如下：所述‘回’字形中空支架（1）的两个相对侧面上各水平设有一个开口，两个所述开口相对设置构成一对开口，该对开口内固定插入有一对电极网（3），该对电极网（3）与导线（5）一端连接，所述导线（5）另一端与电阻测试仪（13）连接，‘回’字形中空支架（1）的四个侧面的顶部分别固定有水平设置的硬塑料板（2）。
2.根据权利要求1所述的一种混凝土早期受冻结冰监测装置，其特征在于：所述测试装置一（10）和测试装置二（11）中的所述‘回’字形中空支架（1）由所述两个L型支架（7）相对设置并可拆卸连接构成。
3.根据权利要求1所述的一种混凝土早期受冻结冰监测装置，其特征在于：所述测试装置一（10）和测试装置二（11）中的所有的电极网（3）一端均翻折成一个直角沿，电极网（3）插入开口内并通过直角沿固定在‘回’字形中空支架（1）的内侧面上。
4.根据权利要求3所述的一种混凝土早期受冻结冰监测装置，其特征在于：所述电极网（3）翻折90°角的中部连接所述导线（5）。
5.根据权利要求1所述的一种混凝土早期受冻结冰监测装置，其特征在于：所述测试装置一（10）和测试装置二（11）中的四块硬塑料板（2）背面与‘回’字形中空支架（1）的四个外侧面之间分别通过支板（14）固定连接，四块硬塑料板（2）的上表面在与‘回’字形中空支架（1）垂直的同一平面上。
6.根据权利要求1所述的一种混凝土早期受冻结冰监测装置，其特征在于：所述测试装置二（11）中的一对电极网（3）之间的距离应与测试装置一（10）中每对电极网（3）之间的距离相同。
7.根据权利要求1所述的一种混凝土早期受冻结冰监测装置，其特征在于：所述每对电极网（3）之间的距离应至少大于混凝土最大骨料粒径的（3）倍。
8.根据权利要求1所述的一种混凝土早期受冻结冰监测装置，其特征在于：所述测试装置二（11）中的一对电极网（3）的安装位置应位于对照组混凝土试件（9）的正中间。
9.一种利用权利要求1至8中任一权利要求所述的装置实现混凝土早期受冻结冰监测方法，所述方法步骤如下：
步骤一：将组装好的测试装置一（10）和测试装置二（11）的导线（5）另一端均连接电阻测试仪（13），将测试装置一（10）的热电偶（4）的另一端连接温度测试仪（12），将测试装置一（10）放在现场待测点，将测试装置二（11）放入恒温箱（8）中，所述恒温箱（8）的温度设置为+20℃；
步骤二：同时浇筑现场混凝土和作为对照组的恒温箱（8）中的混凝土，浇筑时应使得硬塑料板（2）的上表面与混凝土表面保持平行，浇筑完成后得到充分密实现场混凝土和恒温箱（8）内混凝土试件（9），自浇筑时刻起实时记录现场混凝土各个深度处的电阻和温度，同一个深度处‘回’字形中空支架（1）两个相对面所测得的电阻和温度的平均值分别记为R1i 和T1i ，i代表测试装置一（10）中自上而下电极网对的次序号；同时连续监测对照组混凝土的电阻，记为R2，计算R1i /R2在各个时刻的值并做其与时间的关系曲线；
观察T1i 的变化，若T1i >0，则现场混凝土第i个电极网对深度处的混凝土处于正温环境，无受冻结冰的可能性；若T1i <0，则现场混凝土第i个电极网对深度处的混凝土处于负温环境，有受冻结冰的可能性，此时观察R1i /R2的曲线发展，若R1i /R2曲线不存在突然上升情况，则说明此时混凝土中没有受冻；若R1i /R2随时间发展其值突然上升，则该深度的混凝土在此时可能有受冻结冰情况存在，此时观察R1i /R2的数值；若R1i /R2上升至几百或几千时，判断此时混凝土内部已经大量结冰，且R1i /R2数值越大，结冰量越大；若R1i /R2仅为几十甚至更小时，判断此时混凝土内部此时仅有部分的冰晶生成，混凝土内部的未冻水并未大量冻结成冰，从该曲线的斜率突变点可获知混凝土进入各结冰阶段的时间，该曲线突然上升代表混凝土开始结冰的时刻，曲线不再增长所代表混凝土达到最大结冰量的时刻。
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