CN109164250B - 一种远程复制式工程结构混凝土强度及变形测试系统 - Google Patents
一种远程复制式工程结构混凝土强度及变形测试系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109164250B CN109164250B CN201811136329.5A CN201811136329A CN109164250B CN 109164250 B CN109164250 B CN 109164250B CN 201811136329 A CN201811136329 A CN 201811136329A CN 109164250 B CN109164250 B CN 109164250B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- concrete
- temperature
- test
- data
- oil
- 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
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims abstract description 248
- 230000010076 replication Effects 0.000 title claims abstract description 18
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims abstract description 118
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 51
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims abstract description 45
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 23
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 20
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 claims description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 9
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 claims description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 8
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 7
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical group [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 3
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 claims description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 6
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 5
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 4
- 241000282414 Homo sapiens Species 0.000 description 2
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/38—Concrete; Lime; Mortar; Gypsum; Bricks; Ceramics; Glass
- G01N33/383—Concrete or cement
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
- G01B21/32—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring the deformation in a solid
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
Abstract
本发明公开一种远程复制式工程结构混凝土强度及变形测试系统,包括工程监测装置、混凝土温升测试装置、油浴控温装置、环境模拟装置、混凝土强度试块、混凝土变形测试试件和混凝土变形测试装置;环境模拟装置包括系统控制中心和中心结构混凝土环境模拟箱、上表层结构混凝土环境模拟箱、侧表层结构混凝土环境模拟箱;工程监测装置包括监测控制中心,以及设置于结构混凝土中心、上表层、侧表层的三个温度测试元件;混凝土温升测试装置包括桶壁、桶盖、通油装置和浇筑腔。本发明同时实现大体积结构中心和表层混凝土的性能模拟,避免因实验室拌制的混凝土与工程浇筑混凝土由于凝结时间差异而导致模拟控温起点不准确的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种混凝土强度及变形测试系统,具体是涉及一种远程复制式工程结构混凝土强度及变形测试系统。
背景技术
混凝土是当代最主要的土工工程材料之一,其被广泛用于桥梁、大坝、港口、公路、民用建筑等,混凝土材料的应用不断地扩展着人类的生存空间,给人们的生活带来的极大的便利和舒适,同时,混凝土的性能的优劣也关乎着人类生存空间的安全。
强度和变形均属于混凝土的最基本的性能,通常对混凝土强度和变形性能的测试,主要在实验室内恒定的温度下进行评判,虽能够在规范整个行业的技术行为中起到重要的作用,但却不能反映出工程实体结构的真实数据。现有技术提出了一种用于大体积混凝土性能试验的环境模拟装置,模拟施工现场大体积混凝土的温度变化,以提高对大体积混凝土性能试验的准确性。该环境模拟装置是在创造性认识到施工现场大体积混凝土温度沿一定的温度曲线呈规律性变化这一特点的基础上,通过温度控制来实现对施工现场温度变化的模拟,克服试验室的检验数据与现场检测数据相差较大的问题。然而,湿度环境对混凝土的性能的影响亦是较大,现有技术显然并未考虑该因素的影响。由于拌合混凝土所用的水泥、矿物掺合料、砂、石、水、液体添加剂等的材料性能极难长期保持一致,即使采用相同的原材料,在实验室拌合的混凝土和工程浇筑的混凝土的工作性能和凝结时间亦会有所差异,若采用直接采用工程测试的温度曲线用于实验模拟,则会出现较大的误差,例如:结构混凝土8小时开始温升,实验室混凝土12小时温升,若直接采用结构混凝土的温升曲线进行模拟,则导致实验室混凝土在未温升前承受被动的温升。在实验室和工程施工的混凝土由于入模温度不同,其强度和变形的发展亦有差异,因此,在实验室拌制的混凝土与结构混凝土入模温度不一致时,应首先通过温控手段将实验室拌制混凝土的温度纠正至与结构混凝土入模温度相同。针对大体积混凝土,结构混凝土性能受到环境温湿度的被动影响和自身水化热带来的影响,在大体积混凝土中心处于接近绝热的状态,而在混凝土的表层会受外界环境的影响,例如养护措施、风雨、光照等,出现不同的性能发展趋势,因而,一个大体积混凝土结构整体,需要对混凝土的结构中心和表层分别进行温度和湿度的模拟测试尚能对结构混凝土的性能进行完整的表征。
发明内容
本发明旨在克服现有技术的不足,提供一种远程复制式工程结构混凝土强度及变形环测试系统。
本发明为解决上述技术问题所提供的技术方案为:
一种远程复制式工程结构混凝土强度及变形测试系统,包括工程监测装置、混凝土温升测试装置、油浴控温装置、环境模拟装置、混凝土强度试块、混凝土变形测试试件和混凝土变形测试装置;
所述环境模拟装置包括系统控制中心和三个环境模拟箱,三个环境模拟箱分别为中心结构混凝土环境模拟箱、上表层结构混凝土环境模拟箱和侧表层结构混凝土环境模拟箱;所述中心结构混凝土环境模拟箱的箱体上设置有温度控制装置,箱体内设置有中心温度模拟测试元件;所述上表层结构混凝土环境模拟箱的箱体上设置有温度控制装置和湿度控制装置,箱体内设置有上表层温度模拟测试元件和第一环境湿度模拟测试元件;所述侧表层结构混凝土环境模拟箱的箱体上设置有温度控制装置和湿度控制装置,箱体内设置有侧表层温度模拟测试元件和第二环境湿度模拟测试元件;所述环境模拟装置的温度控制装置和湿度控制装置均与系统控制中心电连接,所述中心温度模拟测试元件、上表层温度模拟测试元件、侧表层温度模拟测试元件、第一环境湿度模拟测试元件和第二环境湿度模拟测试元件均与系统控制中心通过电缆连接;所述混凝土强度试块和混凝土变形测试试件设置于中心结构混凝土环境模拟箱、上表层结构混凝土环境模拟箱和侧表层结构混凝土环境模拟箱的箱体中进行养护,所述混凝土变形测试试件上设置有所述混凝土变形测试装置,所述混凝土变形测试装置与所述系统控制中心通过电缆连接,所述系统控制中心还通过电缆线连接有混凝土温升试样温度测试元件;
所述工程监测装置包括监测控制中心、结构混凝土中心温度测试元件、结构混凝土上表层温度测试元件、结构混凝土侧表层温度测试元件和工程环境湿度测试元件,所述监测控制中心包括数据采集器、内置DTU和天线,所述结构混凝土中心温度测试元件、结构混凝土上表层温度测试元件、结构混凝土侧表层温度测试元件和工程环境湿度测试元件通过电缆连接监测控制中心的数据采集器,内置DTU和天线用于将工程监测数据发送至系统控制中心的网络服务器;所述工程监测装置与所述系统控制中心通过无线通讯信号连接;
所述混凝土温升测试装置为桶状结构,包括桶壁和桶盖,所述桶壁和桶盖均由保温材料制成,所述桶壁内侧装有由导热材料制成的通油装置,所述通油装置包括与桶壁紧密贴合的呈桶状的第一容油腔和沿第一容油腔中心线的第二容油腔,所述第二容油腔在底部与第一容油腔连通,所述第一容油腔和第二容油腔的顶部齐平且密封,所述第一容油腔和第二容油腔之间形成顶部开口的浇筑腔,浇筑混凝土时,所述浇筑腔内部设置混凝土温升试样温度测试元件,使浇筑后混凝土温升试样温度测试元件位于得到的混凝土温升试样内部,所述混凝土温升试样温度测试元件通过电缆连接所述系统控制中心;所述第二容油腔的顶部设置有进油接管,所述桶盖上设置有进油接管孔,所述进油接管贯穿所述进油接管孔至混凝土温升测试装置外部,所述第一容油腔的上部设置有出油接管,所述出油接管贯穿所述桶壁至所述混凝土温升测试装置外部,所述进油接管连接所述油浴控温装置的送油管,所述出油接管连接油浴控温装置的回油管,所述油浴控温装置电连接系统控制中心;
所述系统控制中心包括网络服务器、数据处理模块、数据测试模块和指令编辑模块,网络服务器内设有网络数据库,数据处理模块与网络服务器通过网线连接,数据处理模块用于直接读取网络数据库内的工程监测数据,并对工程监测数据进行处理,所述数据处理模块对工程监测数据的处理内容包括结构混凝土入模温度的判定、结构混凝土温升起点的判定、以结构混凝土温升起点开始的温湿度数据的提取;所述以结构混凝土温升起点开始的温湿度数据由所述指令编辑模块接收,作为控制环境模拟装置的数据指令;数据测试模块用于采集环境模拟装置内的温湿度和混凝土温升试样的温度;所述系统控制中心通过数据通讯线连接有显示屏,所述显示屏用于根据试验需求,对指令编辑模块的数据指令进行修改,以及显示各测试元件和测试装置的测试数据和数据变化曲线。
进一步地,制成通油装置的所述导热材料为铜。
进一步地,所述出油接管设置有两个,呈镜像对称分布于第一容油腔的两侧。
进一步地,所述混凝土变形测试装置为埋入式应变计,所述埋入式应变计设置于混凝土变形测试试件的内部。
进一步地,所述混凝土变形测试装置为外置位移传感装置,所述外置位移传感装置包括两根预埋杆、一根测试杆和一个位移传感器;所述两根预埋杆平行设置,且两根预埋杆的一端均埋于混凝土变形测试试件内部,所述测试杆设置于混凝土变形测试试件外部的一根预埋杆上,并与预埋杆保持垂直设置,所述测试杆的一端与一根预埋杆固定连接,另一端连接所述位移传感器的测试端,所述位移传感器固定于另一根预埋杆上,所述位移传感器通过电缆与系统控制中心连接。
进一步地,所述温度控制装置包括制冷压缩机和电热风机,所述制冷压缩机和电热风机与所述环境模拟箱的箱体联通,所述制冷压缩机和电热风机均与系统控制中心电连接。
进一步地,所述混凝土温升试样为圆筒形结构,其厚度为80~120mm。
进一步地,所述的远程复制式工程结构混凝土强度及变形测试系统的测试方法为:包括如下步骤:
步骤1:首先使用工程监测装置测试环境湿度以及结构混凝土的结构中心、上表层和侧表层的温度,数据采集频率为10~30min/次,并传输至系统控制中心的网络服务器;
步骤2:工程监测数据被网络服务器接收,存储于网络数据库中,数据处理模块读取存储于网络数据库中的工程监测数据,判定结构混凝土的入模温度和温升起点,并将以结构混凝土温升起点开始的温湿度数据发送至指令编辑模块,随着工程监测的进行,工程监测数据不断经由网络数据库和数据处理模块发送至指令编辑模块,实现对工程监测数据的不断更新;
其中,
结构混凝土的入模温度判定方式为:按照时间先后,工程监测数据的温度数据依次为a1、a2、a3……an,当an-an-1≈an-an-2≈an-an-3≈0时,判定an为结构混凝土入模温度;
结构混凝土的温升起点判定方式为:按照时间先后,工程监测数据的温度数据依次为a1、a2、a3……ax,ax+3-ax>ax+2-ax>ax+1-ax>0时,判定ax对应的时间为结构混凝土的温升起点;
步骤3:工程监测开始24小时后,在试验室内按照工程结构混凝土的材料和配合比拌制混凝土,制备混凝土试件,混凝土试件包括混凝土强度试块和混凝土变形测试试件,将混凝土试件置于环境模拟装置的箱体内,同时将新拌的混凝土浇筑于混凝土温升测试装置内,盖上桶盖密封,并将进油接管、出油接管分别与油浴控温装置的送油管、回油管连接,启动试验;
步骤4:系统控制中心根据结构混凝土入模温度数据,给油浴控温装置发送指令,使油的温度与结构混凝土入模温度相同,油在油浴控温装置和混凝土温升测试装置内循环流动,使混凝土温升试样的温度平衡至与结构混凝土入模温度相同;数据测试模块以10~30min/次数据采集频率,测试混凝土温升试样的温度,按照时间先后,混凝土温升试样的温度数据依次为a1、a2、a3……ay,ay+3-ay>ay+2-ay>ay+1-ay>0时,判定ay对应的时间为结构混凝土的温升起点,判定此时,新拌混凝土进入温升阶段,系统控制中心按照指令编辑模块的指令数据对环境模拟装置进行温度和湿度的模拟控制。
本发明的有益效果:(1)本发明可同时实现大体积结构中心和表层混凝土的性能模拟;(2)本发明可同时模拟混凝土温度和环境湿度,尤其可准确模拟出外界湿度环境对结构表层混凝土变形的影响;(3)本发明设置了混凝土温升测试装置,可准确测试出混凝土温升的起点,避免因实验室拌制的混凝土与工程浇筑混凝土由于凝结时间差异而导致模拟控温起点不准确的问题;(4)本发明的工程监测装置采用无线传输,直接将监测的工程数据传送至系统控制中心,系统控制中心根据工程监测数据和混凝土温升试样的温度数据自动调整温度湿度模拟参数,无需人值守。
附图说明
图1为本发明实施例所涉及的一种远程复制式工程结构混凝土强度及变形测试系统的结构示意图;
图2为环境模拟装置结构示意图;
图3为环境模拟装置测试元件连接示意图;
图4为混凝土变形测试示意图一;
图5为混凝土变形测试示意图二;
图6为系统控制中心程序工作流程示意图;
图7为混凝土温升测试装置纵剖面结构示意图;
图8为拆除桶盖的混凝土温升测试装置俯视图示意图;
图9为工程监测装置的监测控制中心结构组成示意图;
图10为系统控制中心结构组成示意图;
图11环境模拟装置温湿度控制模块示意图。
图中各标注为:1结构混凝土,2工程监测装置,21结构混凝土中心温度测试元件,22结构混凝土上表层温度测试元件,23结构混凝土侧表层温度测试元件,24工程环境湿度测试元件,25监测控制中心,251数据采集器,252内置DTU,253天线,3混凝土温升测试装置,31桶盖,32桶壁,33混凝土温升试样,34进油接管,35出油接管,36浇筑腔,37通油装置,371第一容油腔,372第二容油腔,4环境模拟装置,41混凝土温升试样温度测试元件,42上表层结构混凝土环境模拟箱,421上表层温度模拟测试元件,422第一环境湿度模拟测试元件,43中心结构混凝土环境模拟箱,431中心温度模拟测试元件,44侧表层结构混凝土环境模拟箱,441侧表层温度模拟测试元件,442第二环境湿度模拟测试元件,45显示器,46系统控制中心,461网络服务器,462数据处理模块,463指令编辑模块,464网线,465数据通讯线,466数据测试模块,47箱体,48制冷压缩机,49电热风机,410湿度控制装置,5混凝土强度试块,6混凝土变形测试试件,7埋入式应变计,8外置位移传感装置,81预埋杆,82测试杆,83位移传感器、9油浴控温装置,91送油管,92回油管。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图,进一步阐明本发明。
实施例
如图1所示,一种远程复制式工程结构混凝土强度及变形测试系统,包括工程监测装置2、混凝土温升测试装置3、油浴控温装置9、环境模拟装置4、混凝土强度试块5、混凝土变形测试试件6和混凝土变形测试装置;
如图2和图3所示,所述环境模拟装置4包括系统控制中心46和三个环境模拟箱,三个环境模拟箱分别为中心结构混凝土环境模拟箱43、上表层结构混凝土环境模拟箱42和侧表层结构混凝土环境模拟箱44;所述中心结构混凝土环境模拟箱43的箱体47上设置有温度控制装置,箱体47内设置有中心温度模拟测试元件431;所述上表层结构混凝土环境模拟箱42的箱体47上设置有温度控制装置和湿度控制装置410,箱体47内设置有上表层温度模拟测试元件421和第一环境湿度模拟测试元件422;所述侧表层结构混凝土环境模拟箱44的箱体47上设置有温度控制装置和湿度控制装置410,箱体47内设置有侧表层温度模拟测试元件441和第二环境湿度模拟测试元件442;所述环境模拟装置4的温度控制装置和湿度控制装置410均与系统控制中心46电连接,所述中心温度模拟测试元件431、上表层温度模拟测试元件421、侧表层温度模拟测试元件441、第一环境湿度模拟测试元件422和第二环境湿度模拟测试元件442均与系统控制中心46通过电缆连接;所述混凝土强度试块5和混凝土变形测试试件6设置于中心结构混凝土环境模拟箱43、上表层结构混凝土环境模拟箱42和侧表层结构混凝土环境模拟箱44的箱体47中进行养护,所述混凝土变形测试试件6上设置有所述混凝土变形测试装置,所述混凝土变形测试装置与所述系统控制中心46通过电缆连接,所述系统控制中心46还通过电缆线连接有混凝土温升试样温度测试元件41;
如图1和图9所示,所述工程监测装置2包括监测控制中心25、结构混凝土中心温度测试元件21、结构混凝土上表层温度测试元件22、结构混凝土侧表层温度测试元件23和工程环境湿度测试元件24,所述监测控制中心25包括数据采集器251、内置DTU 252和天线253,所述结构混凝土中心温度测试元件21、结构混凝土上表层温度测试元件22、结构混凝土侧表层温度测试元件23和工程环境湿度测试元件24通过电缆连接监测控制中心25的数据采集器251,内置DTU 252和天线253用于将工程监测数据发送至系统控制中心46的网络服务器461;所述工程监测装置2与所述系统控制中心46通过无线通讯信号连接;
如图1、图7和图8所示,所述混凝土温升测试装置3为桶状结构,包括桶壁32和桶盖31,所述桶壁32和桶盖31均由保温材料制成,所述桶壁32内侧装有由导热材料铜制成的通油装置37,所述通油装置37包括与桶壁32紧密贴合的呈桶状的第一容油腔371和沿第一容油腔371中心线的第二容油腔372,所述第二容油腔372在底部与第一容油腔371连通,所述第一容油腔371和第二容油腔372的顶部齐平且密封,所述第一容油腔371和第二容油腔372之间形成顶部开口的浇筑腔36,所述浇筑腔、第一容油腔和第二容油腔的横截面均为圆形,且中心线均与桶壁的中心线重合;浇筑混凝土时,所述浇筑腔36内部设置混凝土温升试样温度测试元件41,使浇筑后混凝土温升试样温度测试元件41位于得到的混凝土温升试样33内部,所述混凝土温升试样33为圆筒形结构,其厚度为100mm,所述混凝土温升试样温度测试元件41通过电缆连接所述系统控制中心46;所述第二容油腔372的顶部设置有进油接管34,所述桶盖31上设置有进油接管孔,所述进油接管34贯穿所述进油接管孔至混凝土温升测试装置3外部,所述第一容油腔371的上部设置有两个出油接管35,呈镜像对称分布于第一容油腔371的两侧,所述出油接管35贯穿所述桶壁32至所述混凝土温升测试装置3外部,所述进油接管34连接所述油浴控温装置9的送油管91,两个所述出油接管35分别连接油浴控温装置9的两个回油管92,所述油浴控温装置9电连接系统控制中心46。油浴控温装置9即为现有技术的可控温并保持温度恒定的加热油锅,加热油锅上设置送油管91和回油管92。所述油浴控温装置9与系统控制中心46电联接,可受系统控制中心46控制油锅内油的温度;
如图10所示,所述系统控制中心46包括网络服务器461、数据处理模块462、数据测试模块466和指令编辑模块463,网络服务器461内设有网络数据库,数据处理模块462与网络服务器461通过网线464连接,数据处理模块462用于直接读取网络数据库内的工程监测数据,并对工程监测数据进行处理,所述数据处理模块462对工程监测数据的处理内容包括结构混凝土1入模温度的判定、结构混凝土1温升起点的判定、以结构混凝土1温升起点开始的温湿度数据的提取;所述以结构混凝土1温升起点开始的温湿度数据由所述指令编辑模块463接收,作为控制环境模拟装置4的数据指令;数据测试模块466用于采集环境模拟装置4内的温湿度和混凝土温升试样的温度;所述系统控制中心46通过数据通讯线465连接有显示屏45,所述显示屏45用于根据试验需求,对指令编辑模块463的数据指令进行修改,以及显示各测试元件和测试装置的测试数据和数据变化曲线。
如图11所示,所述温度控制装置包括制冷压缩机48和电热风机49,所述制冷压缩机48和电热风机49与所述环境模拟箱的箱体47联通,所述制冷压缩机48和电热风机49均与系统控制中心46电连接。
现有技术中能够测试混凝土变形的应变计或者传感器均可作为混凝土变形测试装置应用于本发明中,例如,如图4所示,混凝土变形测试装置为埋入式应变计7,所述埋入式应变计7设置于混凝土变形测试试件6的内部。
如图5所示,所述混凝土变形测试装置还可为外置位移传感装置8,所述外置位移传感装置8包括两根预埋杆81、一根测试杆82和一个位移传感器83;所述两根预埋杆81平行设置,且两根预埋杆81的一端均埋于混凝土变形测试试件6内部,所述测试杆82设置于混凝土变形测试试件6外部的一根预埋杆81上,并与预埋杆81保持垂直设置,所述测试杆82的一端与一根预埋杆81固定连接,另一端连接所述位移传感器83的测试端,所述位移传感器83固定于另一根预埋杆81上,所述位移传感器83通过电缆与系统控制中心46连接。
如图6所示,所述的远程复制式工程结构混凝土强度及变形测试系统的测试方法为:包括如下步骤:
步骤1:首先使用工程监测装置2测试环境湿度以及结构混凝土1的结构中心、上表层和侧表层的温度,数据采集频率为10~30min/次,并传输至系统控制中心46的网络服务器461;
步骤2:工程监测数据被网络服务器461接收,存储于网络数据库中,数据处理模块462读取存储于网络数据库中的工程监测数据,判定结构混凝土1的入模温度和温升起点,并将以结构混凝土1温升起点开始的温湿度数据发送至指令编辑模块463,随着工程监测的进行,工程监测数据不断经由网络数据库和数据处理模块462发送至指令编辑模块463,实现对工程监测数据的不断更新;
其中,
结构混凝土1的入模温度判定方式为:按照时间先后,工程监测数据的温度数据依次为a1、a2、a3……an,当an-an-1≈an-an-2≈an-an-3≈0时,判定an为结构混凝土1入模温度;
结构混凝土1的温升起点判定方式为:按照时间先后,工程监测数据的温度数据依次为a1、a2、a3……ax,ax+3-ax>ax+2-ax>ax+1-ax>0时,判定ax对应的时间为结构混凝土1的温升起点;
步骤3:工程监测开始24小时后,在试验室内按照工程结构混凝土1的材料和配合比拌制混凝土,制备混凝土试件,混凝土试件包括混凝土强度试块5和混凝土变形测试试件6,将混凝土试件置于环境模拟装置4的箱体47内,同时将新拌的混凝土浇筑于混凝土温升测试装置3内,盖上桶盖31密封,并将进油接管34、出油接管35分别与油浴控温装置9的送油管91、回油管92连接,启动试验;
步骤4:系统控制中心46根据结构混凝土1入模温度数据,给油浴控温装置9发送指令,使油的温度与结构混凝土1入模温度相同,油在油浴控温装置9和混凝土温升测试装置3内循环流动,使混凝土温升试样33的温度平衡至与结构混凝土1入模温度相同;数据测试模块466以10~30min/次数据采集频率,测试混凝土温升试样33的温度,按照时间先后,混凝土温升试样33的温度数据依次为a1、a2、a3……ay,ay+3-ay>ay+2-ay>ay+1-ay>0时,判定ay对应的时间为结构混凝土1的温升起点,判定此时,新拌混凝土进入温升阶段,系统控制中心46按照指令编辑模块463的指令数据对环境模拟装置4进行温度和湿度的模拟控制。
总之,本发明可同时实现大体积结构中心和表层混凝土的性能模拟;可同时模拟混凝土温度和环境湿度,尤其可准确模拟出外界湿度环境对结构表层混凝土变形的影响;设置了混凝土温升测试装置,避免因实验室拌制的混凝土与工程浇筑混凝土由于凝结时间差异而导致模拟控温起点不准确的问题;本发明工程监测装置采用无线传输,直接将监测的工程数据传送至系统控制中心,系统控制中心根据工程监测数据和混凝土温升试样的温度数据自动调整温度湿度模拟参数,可实现自动测试,无需人值守。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种远程复制式工程结构混凝土强度及变形测试系统,其特征在于,包括工程监测装置(2)、混凝土温升测试装置(3)、油浴控温装置(9)、环境模拟装置(4)、混凝土强度试块(5)、混凝土变形测试试件(6)和混凝土变形测试装置;
所述环境模拟装置(4)包括系统控制中心(46)和三个环境模拟箱,三个环境模拟箱分别为中心结构混凝土环境模拟箱(43)、上表层结构混凝土环境模拟箱(42)和侧表层结构混凝土环境模拟箱(44);所述中心结构混凝土环境模拟箱(43)的箱体(47)上设置有温度控制装置,箱体(47)内设置有中心温度模拟测试元件(431);所述上表层结构混凝土环境模拟箱(42)的箱体(47)上设置有温度控制装置和湿度控制装置(410),箱体(47)内设置有上表层温度模拟测试元件(421)和第一环境湿度模拟测试元件(422);所述侧表层结构混凝土环境模拟箱(44)的箱体(47)上设置有温度控制装置和湿度控制装置(410),箱体(47)内设置有侧表层温度模拟测试元件(441)和第二环境湿度模拟测试元件(442);所述环境模拟装置(4)的温度控制装置和湿度控制装置(410)均与系统控制中心(46)电连接,所述中心温度模拟测试元件(431)、上表层温度模拟测试元件(421)、侧表层温度模拟测试元件(441)、第一环境湿度模拟测试元件(422)和第二环境湿度模拟测试元件(442)均与系统控制中心(46)通过电缆连接;所述混凝土强度试块(5)和混凝土变形测试试件(6)设置于中心结构混凝土环境模拟箱(43)、上表层结构混凝土环境模拟箱(42)和侧表层结构混凝土环境模拟箱(44)的箱体(47)中进行养护,所述混凝土变形测试试件(6)上设置有所述混凝土变形测试装置,所述混凝土变形测试装置与所述系统控制中心(46)通过电缆连接,所述系统控制中心(46)还通过电缆线连接有混凝土温升试样温度测试元件(41);
所述工程监测装置(2)包括监测控制中心(25)、结构混凝土中心温度测试元件(21)、结构混凝土上表层温度测试元件(22)、结构混凝土侧表层温度测试元件(23)和工程环境湿度测试元件(24),所述监测控制中心(25)包括数据采集器(251)、内置DTU(252)和天线(253),所述结构混凝土中心温度测试元件(21)、结构混凝土上表层温度测试元件(22)、结构混凝土侧表层温度测试元件(23)和工程环境湿度测试元件(24)通过电缆连接监测控制中心(25)的数据采集器(251),内置DTU(252)和天线(253)用于将工程监测数据发送至系统控制中心(46)的网络服务器(461);所述工程监测装置(2)与所述系统控制中心(46)通过无线通讯信号连接;
所述混凝土温升测试装置(3)为桶状结构,包括桶壁(32)和桶盖(31),所述桶壁(32)和桶盖(31)均由保温材料制成,所述桶壁(32)内侧装有由导热材料制成的通油装置(37),所述通油装置(37)包括与桶壁(32)紧密贴合的呈桶状的第一容油腔(371)和沿第一容油腔(371)中心线的第二容油腔(372),所述第二容油腔(372)在底部与第一容油腔(371)连通,所述第一容油腔(371)和第二容油腔(372)的顶部齐平且密封,所述第一容油腔(371)和第二容油腔(372)之间形成顶部开口的浇筑腔(36),浇筑混凝土时,所述浇筑腔(36)内部设置混凝土温升试样温度测试元件(41),使浇筑后混凝土温升试样温度测试元件(41)位于得到的混凝土温升试样(33)内部,所述混凝土温升试样温度测试元件(41)通过电缆连接所述系统控制中心(46);所述第二容油腔(372)的顶部设置有进油接管(34),所述桶盖(31)上设置有进油接管孔,所述进油接管(34)贯穿所述进油接管孔至混凝土温升测试装置(3)外部,所述第一容油腔(371)的上部设置有出油接管(35),所述出油接管(35)贯穿所述桶壁(32)至所述混凝土温升测试装置(3)外部,所述进油接管(34)连接所述油浴控温装置(9)的送油管(91),所述出油接管(35)连接油浴控温装置(9)的回油管(92),所述油浴控温装置(9)电连接系统控制中心(46);
所述系统控制中心(46)包括网络服务器(461)、数据处理模块(462)、数据测试模块(466)和指令编辑模块(463),网络服务器(461)内设有网络数据库,数据处理模块(462)与网络服务器(461)通过网线(464)连接,数据处理模块(462)用于直接读取网络数据库内的工程监测数据,并对工程监测数据进行处理,所述数据处理模块(462)对工程监测数据的处理内容包括结构混凝土(1)入模温度的判定、结构混凝土(1)温升起点的判定、以结构混凝土(1)温升起点开始的温湿度数据的提取;所述以结构混凝土(1)温升起点开始的温湿度数据由所述指令编辑模块(463)接收,作为控制环境模拟装置(4)的数据指令;数据测试模块(466)用于采集环境模拟装置(4)内的温湿度和混凝土温升试样的温度;所述系统控制中心(46)通过数据通讯线(465)连接有显示屏(45),所述显示屏(45)用于根据试验需求,对指令编辑模块(463)的数据指令进行修改,以及显示各测试元件和测试装置的测试数据和数据变化曲线。
2.如权利要求1所述的远程复制式工程结构混凝土强度及变形测试系统,其特征在于,制成通油装置(37)的所述导热材料为铜。
3.如权利要求1所述的远程复制式工程结构混凝土强度及变形测试系统,其特征在于,所述出油接管(35)设置有两个,呈镜像对称分布于第一容油腔(371)的两侧。
4.如权利要求1所述的远程复制式工程结构混凝土强度及变形测试系统,其特征在于,所述混凝土变形测试装置为埋入式应变计(7),所述埋入式应变计(7)设置于混凝土变形测试试件(6)的内部。
5.如权利要求1所述的远程复制式工程结构混凝土强度及变形测试系统,其特征在于,所述混凝土变形测试装置为外置位移传感装置(8),所述外置位移传感装置(8)包括两根预埋杆(81)、一根测试杆(82)和一个位移传感器(83);所述两根预埋杆(81)平行设置,且两根预埋杆(81)的一端均埋于混凝土变形测试试件(6)内部,所述测试杆(82)设置于混凝土变形测试试件(6)外部的一根预埋杆(81)上,并与预埋杆(81)保持垂直设置,所述测试杆(82)的一端与一根预埋杆(81)固定连接,另一端连接所述位移传感器(83)的测试端,所述位移传感器(83)固定于另一根预埋杆(81)上,所述位移传感器(83)通过电缆与系统控制中心(46)连接。
6.如权利要求1所述的远程复制式工程结构混凝土强度及变形测试系统,其特征在于,所述温度控制装置包括制冷压缩机(48)和电热风机(49),所述制冷压缩机(48)和电热风机(49)与所述环境模拟箱的箱体(47)联通,所述制冷压缩机(48)和电热风机(49)均与系统控制中心(46)电连接。
7.如权利要求1所述的远程复制式工程结构混凝土强度及变形测试系统,其特征在于,所述混凝土温升试样(33)为圆筒形结构,其厚度为80~120mm。
8.如权利要求1-7任一项所述的远程复制式工程结构混凝土强度及变形测试系统,其特征在于,其测试方法为:包括如下步骤:
步骤1:首先使用工程监测装置(2)测试环境湿度以及结构混凝土(1)的结构中心、上表层和侧表层的温度,数据采集频率为10~30min/次,并传输至系统控制中心(46)的网络服务器(461);
步骤2:工程监测数据被网络服务器(461)接收,存储于网络数据库中,数据处理模块(462)读取存储于网络数据库中的工程监测数据,判定结构混凝土(1)的入模温度和温升起点,并将以结构混凝土(1)温升起点开始的温湿度数据发送至指令编辑模块(463),随着工程监测的进行,工程监测数据不断经由网络数据库和数据处理模块(462)发送至指令编辑模块(463),实现对工程监测数据的不断更新;
其中,
结构混凝土(1)的入模温度判定方式为:按照时间先后,工程监测数据的温度数据依次为a1、a2、a3……an,当an-an-1≈an-an-2≈an-an-3≈0时,判定an为结构混凝土(1)入模温度;
结构混凝土(1)的温升起点判定方式为:按照时间先后,工程监测数据的温度数据依次为a1、a2、a3……ax,ax+3-ax>ax+2-ax>ax+1-ax>0时,判定ax对应的时间为结构混凝土(1)的温升起点;
步骤3:工程监测开始24小时后,在试验室内按照工程结构混凝土(1)的材料和配合比拌制混凝土,制备混凝土试件,混凝土试件包括混凝土强度试块(5)和混凝土变形测试试件(6),将混凝土试件置于环境模拟装置(4)的箱体(47)内,同时将新拌的混凝土浇筑于混凝土温升测试装置(3)内,盖上桶盖(31)密封,并将进油接管(34)、出油接管(35)分别与油浴控温装置(9)的送油管(91)、回油管(92)连接,启动试验;
步骤4:系统控制中心(46)根据结构混凝土(1)入模温度数据,给油浴控温装置(9)发送指令,使油的温度与结构混凝土(1)入模温度相同,油在油浴控温装置(9)和混凝土温升测试装置(3)内循环流动,使混凝土温升试样(33)的温度平衡至与结构混凝土(1)入模温度相同;数据测试模块(466)以10~30min/次数据采集频率,测试混凝土温升试样(33)的温度,按照时间先后,混凝土温升试样(33)的温度数据依次为a1、a2、a3……ay,ay+3-ay>ay+2-ay>ay+1-ay>0时,判定ay对应的时间为结构混凝土(1)的温升起点,判定此时,新拌混凝土进入温升阶段,系统控制中心(46)按照指令编辑模块(463)的指令数据对环境模拟装置(4)进行温度和湿度的模拟控制。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811136329.5A CN109164250B (zh) | 2018-09-28 | 2018-09-28 | 一种远程复制式工程结构混凝土强度及变形测试系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811136329.5A CN109164250B (zh) | 2018-09-28 | 2018-09-28 | 一种远程复制式工程结构混凝土强度及变形测试系统 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109164250A CN109164250A (zh) | 2019-01-08 |
CN109164250B true CN109164250B (zh) | 2023-05-05 |
Family
ID=64892788
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201811136329.5A Active CN109164250B (zh) | 2018-09-28 | 2018-09-28 | 一种远程复制式工程结构混凝土强度及变形测试系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN109164250B (zh) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111220796A (zh) * | 2020-03-02 | 2020-06-02 | 中国三峡建设管理有限公司 | 模拟现场环境的混凝土凝结时间自动测定装置及其使用方法 |
CN112326941B (zh) * | 2020-10-28 | 2023-03-21 | 大连交通大学 | 一种基于混凝土极端环境下的应变测试装置 |
CN113281220A (zh) * | 2021-05-18 | 2021-08-20 | 中国水利水电科学研究院 | 一种连续监测沥青混凝土斜坡流淌值的试验装置及方法 |
CN118129678B (zh) * | 2024-04-30 | 2024-06-25 | 中建铁路投资建设集团有限公司 | 一种模板拆除中混凝土结构位移监测系统 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101936704B (zh) * | 2010-08-20 | 2011-12-28 | 四川嘉华企业(集团)股份有限公司 | 模拟检测混凝土自生体积变形的方法及其装置 |
CN202013352U (zh) * | 2011-01-26 | 2011-10-19 | 四川嘉华企业(集团)股份有限公司 | 用于大体积混凝土性能试验的环境模拟装置 |
CN102323396B (zh) * | 2011-06-27 | 2014-05-07 | 中国建筑第二工程局有限公司 | 大体积混凝土实体模拟试验装置及其试验施工方法 |
CN107907411A (zh) * | 2017-11-14 | 2018-04-13 | 中国水利水电科学研究院 | 一种测量混凝土全过程自生体积变形的方法 |
-
2018
- 2018-09-28 CN CN201811136329.5A patent/CN109164250B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN109164250A (zh) | 2019-01-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109164250B (zh) | 一种远程复制式工程结构混凝土强度及变形测试系统 | |
US10768130B2 (en) | Method and systems relating to construction material assessment | |
CN108627401B (zh) | 一种基于圆环法的混凝土早龄期温度应力试验设备及方法 | |
CN101603937B (zh) | 水泥基材料内部相对湿度测试装置及其测试方法 | |
John et al. | IoT enabled real-time monitoring system for early-age compressive strength of concrete | |
KR101132249B1 (ko) | 실제 시공되는 콘크리트와 동일한 조건으로 콘크리트 시료를 양생하는 콘크리트 시료 양생기 및 그를 이용한 콘크리트 양생방법 | |
CN106769758B (zh) | 一种柱状节理岩体渗流试验装置及制作方法 | |
CN107328922A (zh) | 一种蒸汽养护条件下泡沫混凝土体积变形的测试装置 | |
CN111998912B (zh) | 一体化全量程窨井水位监测设备及监测方法 | |
US20220026383A1 (en) | Thermo-piezoresistive embedded wireless sensor with real-time concrete monitoring | |
CN211374759U (zh) | 一种纤维混凝土早龄期收缩裂缝试验装置 | |
CN108548757B (zh) | 一种连续配筋混凝土路面固化温度曲线的测试方法 | |
CN109709278A (zh) | 一种模拟原位环境充填体强度形成过程的试验装置及方法 | |
CN110067266A (zh) | 一种反映真实水泥土桩在不同赋存温度历程下的组合指数式抗压强度模型 | |
CN107271492A (zh) | 一种基于电阻率法混凝土龄期等效的试验测试系统 | |
CN114065517B (zh) | 一种采用新型模型无损预测混凝土耐久性能的方法与系统 | |
CN101936704A (zh) | 模拟检测混凝土自生体积变形的方法及其装置 | |
Miller et al. | Real-time monitoring of early-age compressive strength of concrete using an IoT-enabled monitoring system: an investigative study | |
WO2023086027A2 (en) | Iot sensors for monitoring curing of concrete and monitoring health of resulting concrete structure | |
EP4094077A1 (en) | A system for monitoring at least one property of concrete in real time | |
CN215768588U (zh) | 混凝土收缩试验设备 | |
CN205333414U (zh) | 一种混合料马歇尔稳定度在线监测装置 | |
CN108181346A (zh) | 全级配混凝土现场自生体积变形与线膨胀系数监测设备与方法 | |
Ha et al. | Monitoring concrete compressive strength using IoT-based wireless sensor network | |
CN108534739A (zh) | 一种混凝土收缩全自动无线采集系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |