CN110412252A - 一种用于混凝土的日照辐射性能试验装置及试验方法 - Google Patents
一种用于混凝土的日照辐射性能试验装置及试验方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110412252A CN110412252A CN201910734397.XA CN201910734397A CN110412252A CN 110412252 A CN110412252 A CN 110412252A CN 201910734397 A CN201910734397 A CN 201910734397A CN 110412252 A CN110412252 A CN 110412252A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- concrete
- solar radiation
- sample
- actinograph
- test apparatus
- 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.)
- Pending
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 title claims abstract description 98
- 238000011056 performance test Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 238000010998 test method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 90
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 57
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 34
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 34
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 28
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 14
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 12
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 claims description 7
- 239000010425 asbestos Substances 0.000 claims description 6
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 claims description 6
- 238000007667 floating Methods 0.000 claims description 6
- 239000000123 paper Substances 0.000 claims description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 6
- 229910052895 riebeckite Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims description 6
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 claims description 3
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 claims description 3
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 claims description 3
- 238000000611 regression analysis Methods 0.000 claims description 3
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 3
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 4
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 3
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N furosemide Chemical compound C1=C(Cl)C(S(=O)(=O)N)=CC(C(O)=O)=C1NCC1=CC=CO1 ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- XUCNUKMRBVNAPB-UHFFFAOYSA-N fluoroethene Chemical compound FC=C XUCNUKMRBVNAPB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000000191 radiation effect Effects 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 239000005439 thermosphere Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
- G01N1/286—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q involving mechanical work, e.g. chopping, disintegrating, compacting, homogenising
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N17/00—Investigating resistance of materials to the weather, to corrosion, or to light
- G01N17/004—Investigating resistance of materials to the weather, to corrosion, or to light to light
-
- 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
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ecology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
Abstract
本发明公开了一种用于混凝土的日照辐射性能试验装置及试验方法,包括试验平台、采集设备和可调节日射计装置;所述试验平台包括混凝土试样、底部支撑钢板和钢模板;所述底部支撑钢板上方依次设有隔热层、可调加热层、保温层;所述混凝土试样中设有预埋支杆,预埋支杆沿混凝土试样的厚度方向间隔的设有埋入式湿度计及温度探头;所述可调节日射计装置包括竖直支撑杆、水平支撑杆及日射计;所述日射计位于所述混凝土试样的正上方;本发明为混凝土早期日照辐射吸热特性试验及模型相关研究提供简单使用的试验装置及试验方法,有利于揭示龄期、表面相对湿度、表面类型等因素对混凝土日照辐射吸收率的影响规律。
Description
技术领域
本发明涉及到日照辐射试验装置技术领域,具体涉及到一种用于混凝土的日照辐射性能试验装置及试验方法。
背景技术
西藏是我国未来水电开发的热土,但青藏高原特殊的气候条件使得强辐射、大温差成为该地区水利工程施工期温控防裂工作面临的主要挑战。施工期的水工结构混凝土大多处于早期,除了水化放热、导热、对流换热作用外,还受日照辐射作用的影响。日照辐射能大幅加剧结构温度场时空分布不均匀性,而后者引起的变形与结构的约束共同导致了混凝土的开裂。
当前在水工领域,仿真分析是研究结构开裂机理、制定防裂方案的重要依据。然而,混凝土早期日照辐射吸热特性相关试验研究的缺失以及目前仿真计算对日照辐射采用的近似处理,阻碍了施工期混凝土结构日照辐射响应研究的深入进行,影响了施工期防裂方案的合理性,不利于改善强辐射地区水利工程的施工质量。因此精确而又全面的混凝土早期日照辐射性能数据对于解决此问题至关重要。
为了得到准确的混凝土日照辐射性能数据,需要开发出一种能够测量混凝土日照辐射性能试验的装置。现有的试验装置(见说明书附图1),包括在试验场地1上设置的待测试样2,待测试样2上方设置有日射计,现有的日射计3通过水平杆4及支架5固定。该装置能够测量日照辐射量,但是对待测试样的温湿度、色彩及环境变化等数据没有同步测量,不能得到温度、湿度与日照辐射之间的关系,影响了施工期混凝土结构日照辐射相应研究的深入进行。因此构建一套完善的混凝土早期日照辐射性能试验装置及试验方法,对建立基于温、湿耦合仿真的混凝土日照辐射吸收率模型有重要意义,以降低混凝土防裂工作的难度。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的问题,提供一种用于混凝土的日照辐射性能试验装置及试验方法。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:
一种用于混凝土的日照辐射性能试验装置,所述试验装置包括试验平台,靠近所述试验平台的采集设备和可调节日射计装置;
所述试验平台包括混凝土试样及外框,所述外框包括底部支撑钢板及四周可拆卸连接的钢模板;所述底部支撑钢板上方依次设有隔热层、可调加热层、保温层及所述混凝土试样;四周的所述钢模板与所述混凝土试样之间也设有隔热层;
所述混凝土试样中还设有若干预埋支杆,每根所述预埋支杆沿所述混凝土试样的厚度方向间隔的设有若干埋入式湿度计及温度探头;
所述采集设备包括便携式色彩分析仪、手持式红外测温仪器及与所述埋入式湿度计及所述温度探头电连接或无线连接的数据接收装置;
所述可调节日射计装置包括可升降的竖直支撑杆、水平支撑杆及日射计;所述水平支撑杆一端通过旋转套管与所述竖直支撑杆的顶部连接,另一端连接有所述日射计;所述日射计位于所述混凝土试样的正上方。
本试验装置能够准确的获得同一混凝土试样的日照数据、湿度数据、温度数据和色彩数据;便于准确掌握混凝土的日照辐射性能,方便构建准确的混凝土日照辐射吸收率模型,为混凝土早期日照辐射吸热特性试验及模型相关研究提供简单使用的试验装置,有利于揭示龄期、表面相对湿度、表面类型等因素对混凝土日照辐射吸收率的影响规律。
具体的混凝土的日照数据,包括日射计测量的反射强度、辐射强度等,用于计算混凝土表面日照辐射吸收率;
混凝土表面相对湿度,由于受空气湿度影响,无法直接测量混凝土试样表面相对湿度;本试验装置通过拟测量沿厚度方向四个测点(距离表面2cm、4cm、6cm、10cm)及表面附近空气相对湿度值,利用插值或其他数值方法得到混凝土表面相对湿度。
混凝土表面颜色,在获取日照数据的同时,通过色彩分析仪,测量混凝土表面RGB值,并计算各时间点表面灰阶;
混凝土温度,通过本试验装置预埋的温度探头测量混凝土内部温度,并测量环境温度,同时利用手持式红外线测温枪测量混凝土表面温度;记录混凝土试样的温度历程,用于计算等效龄期。
四周采用尽可能薄的高强钢模板及隔热层,能够减小顶部边缘厚度,以减小测量误差,钢模板可拆卸的连接便于重复利用;
底部依次设置隔热层、可调加热层和保温层,能够提高养护温度,加快水化反应、自干燥过程,制造等效龄期差异,便于实施对比验证试验;并且方便试验结束后,混凝土的脱离,使得所述底部支撑钢板可以重复使用;
可调节日射计装置使得日射计能够调整上下距离并旋转旋转,便于将试验装置调整到标准位置,得到最佳的试验数据;可调节日射计装置中的所有支撑优选的使用高强度钢筋,以减小支撑阴影带来的测量误差。
其中,日射计也可以为日照计或日射强度计等能够测量日照辐射的计量工具。
进一步的,所述试验平台外部还设有泡沫养护罩。由于试验过程关注混凝土早期性能,日照辐射测量具有阶段性;在非测量阶段,所述泡沫养护罩,能够避免混凝土试样表面污染或受雨水影响,从而提高试验的准确性;在测量阶段所述泡沫养护罩将被移除。
进一步的,所述混凝土试样浇注后分别通过振捣棒、振动压实机或抹平铲处理表面。为了便于体现水工混凝土自然振捣、碾压、模板三种表面粗糙度,针对不同的需求将混凝土浇筑后分别采用小型振捣棒、小型振动压实机、抹平铲处理表面,得到三种表面粗糙度的混凝土试样,使得试验更加贴近实际,提高了试验的有效性。
进一步的,所述底部支撑钢板底部设有走线孔,所述埋入式湿度计及所述温度探头的数据线均从所述走线孔引出。以确保所述混凝土试样内所有的数据线均从所述底部支撑钢板的下方走线,避免数据线影响混凝土试样上方的测量精度及精确性。
进一步的,若干所述埋入式湿度计及所述温度探头分别距离所述混凝土试样表面2cm、4cm、6cm及10cm的位置处设置。利用混凝土试样厚度方向的四个测点及混凝土试样表面附近空气的相对湿度,通过差值或其它数值方法得到所述混凝土试样的表面相对湿度,解决了受空气湿度影响,无法直接测量混凝土试样表面相对湿度的问题。
进一步的,所述可调加热层为温控电加热丝,所述温控电加热丝铺设在所述隔热层上;所述隔热层为石棉隔热板,所述保温层为聚四氟乙烯板;所述石棉隔热板及所述聚四氟乙烯板对应所述预埋支杆处分别设有通孔。
所述通孔为所述预埋支杆留出空间,并且方便从底部走线。
进一步的,四周的所述钢模板采用合页或卡扣连接的方式可拆卸固定连接。方便快速组装和拆卸所述外框,并能够重复使用,降低试验成本。
进一步的,所述竖直支撑杆设置在调向调高套管上;所述水平支撑杆靠近所述旋转套管处设有支撑槽,所述支撑槽与所述竖直支撑杆之间连接有支撑斜杆;所述旋转套管及所述调向调高套管上均设有固定螺栓;所述调向调高套管及所述底部支撑钢板下方均设有调平螺栓。
旋转套管和调向调高套管分别实现所述日射计的旋转及高度调节,当调整好位置后通过固定螺栓固定,保持相对位置不变;所述支撑斜杆提高了整体的连接强度,确保测量的精度和准确性;底部设置的调平螺栓,便于微调本试验装置的垂直高度,确保试验装置的水平度。
进一步的,所述日射计为一对,分别通过夹钳或螺接的方式固定在所述水平支撑杆的上下两侧。便于两个日射强度计对比校正;并且能够避免因转动调平日射计的过程中浪费时间而引起前后水平入射强度的差异。
进一步的,一种用于混凝土的日照辐射性能试验方法,所述试验方法包括上述任一的一种用于混凝土的日照辐射性能试验装置;所述试验方法包括以下步骤:
S1:选择试验场地,所述试验场地为空旷平面,远离建筑物;组装好试验装置待用;
S2:选择在天气晴朗的时间段开始浇注混凝土试样,根据试验要求分别制作“振捣”、“碾压”或者“抹平”三种表面粗糙度的混凝土试样;
S3:在正式试验之前,测量对比同样尺寸,高度为0cm、10cm、20cm平台上表面纯黑、纯白纸板反照率;若存在差异,通过对差异数据回归分析,建立受试样高度影响的修正公式,对后续测量反照率修正后再用于分析;
S4:按ASTM-E1918A的步骤进行测量;每次记录日射计数据的同时,记录温度、湿度数据,同时采用色彩分析仪记录表面颜色;
所述ASTM-E1918A的步骤包括以下几步:
第1步:将日射计朝上,测量水平面的日照辐射总量,IH
第2步:将日射计朝下,测量白色表面反射的日照辐射量,IW
第3步:保持日射计朝下,抽掉表面白色纸张,测量黑色表面反射的日照辐射量,Ib
第4步:保持日射计朝下,抽掉表面的黑色纸张,测混凝土表面反射的日照辐射量Ic
第5步:将日射计朝上,测量水平面的日照辐射总量IH’,若|IH-IH’|>20Wm-2则重复第1~第5步;
第6步:计算混凝土表面反照率并计算混凝土表面日照辐射吸收率;重复第1到第6步,获得多个日照辐射吸收率求均值;
在步骤S1到S4中的非数据采集阶段,所述混凝土试样外部设置泡沫养护罩,在数据采集及测量阶段所述泡沫养护罩移除。
上述反照率及日照辐射吸收率的测量原理为:
获得上述数据之后,由于
I=(F·R+(1-F)Rs)IH (1)
因此,有
Iw=(F·Rw+(1-F)Rs)IH
Ib=(F·Rb+(1-F)Rs)IH
Ic=(F·Rc+(1-F)Rs)IH (2)
上式中,F是为了测量日照辐射量而引入的可视因子,Rs为试验场地的辐射反射量。R为表面反照率;下标b,w,c分别表示黑色表面、白色表面、混凝土表面。
根据公式(2),假定反照率与反射辐射量成正比,进行线性内插,可得混凝土表面反照率计算公式如下:
得到混凝土反照率之后,混凝土表面日照辐射吸收率为
αs=1-Rc (4)
与现有技术相比,本发明的有益效果是:1、本试验装置及试验方法能够准确的获得同一混凝土试样的日照数据、湿度数据、温度数据和色彩数据;便于准确掌握混凝土的日照辐射性能,方便构建准确的混凝土日照辐射吸收率模型,为混凝土早期日照辐射吸热特性试验及模型相关研究提供简单使用的试验装置,有利于揭示龄期、表面相对湿度、表面类型等因素对混凝土日照辐射吸收率的影响规律;2、底部依次设置隔热层、可调加热层和保温层,能够提高养护温度,加快水化反应、自干燥过程,制造等效龄期差异,便于实施对比验证试验;3、可调节日射计装置使得日射计能够调整上下距离并旋转旋转,便于将试验装置调整到标准位置,得到最佳的试验数据;4、所述泡沫养护罩,能够避免混凝土试样表面污染或受雨水影响,提高了试验的准确性;5、利用混凝土试样厚度方向的四个测点及混凝土试样表面附近空气的相对湿度,通过差值或其它数值方法得到所述混凝土试样的表面相对湿度,解决了受空气湿度影响,无法直接测量混凝土试样表面相对湿度的问题。
附图说明
图1为现有技术中混凝土的日照辐射性能试验装置结构示意图;
图2为本发明一种用于混凝土的日照辐射性能试验装置结构示意图;
图中:1、试验场地;2、待测试样;3、现有的日射计;4、水平杆;5、支架;6、混凝土试样;7、钢模板;8、底部支撑钢板;9、隔热层;10、可调加热层;11、保温层;12、预埋支杆;13、埋入式湿度计;14、温度探头;15、泡沫养护罩;16、采集设备;17、竖直支撑杆;18、水平支撑杆;19、调向调高套管;20、旋转套管;21、日射计;22、支撑槽;23、支撑斜杆;24、固定螺栓;25、调平螺栓;26、数据线。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图,对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例一:
如图2所示,一种用于混凝土的日照辐射性能试验装置,包括试验平台,及靠近所述试验平台的采集设备16和可调节日射计装置;
所述试验平台包括混凝土试样6及外框,所述外框包括底部支撑钢板8及四周可拆卸连接的钢模板7;所述底部支撑钢板8上方依次设有隔热层9、可调加热层10、保温层11及所述混凝土试样6;四周的所述钢模板7与所述混凝土试样6之间也设有隔热层9;
所述混凝土试样6中还设有一对平行设置的预埋支杆12,每根所述预埋支杆12沿所述混凝土试样6的厚度方向间隔的设有四对埋入式湿度计13及温度探头14;
所述采集设备16包括便携式色彩分析仪、手持式红外测温仪器及与所述埋入式湿度计13及所述温度探头14电连接的数据接收装置,如数显湿度表、温度显示表等;
所述携式色彩分析仪、手持式红外测温仪器独立的设置在采集设备16上,其数据可以通过数据线传输到采集设备上的计算机中处理和计算。
所述携式色彩分析仪及手持式红外测温仪器均为市售成熟产品,如美国爱色丽生产的Ci60便携式色彩分析仪,或国产的型号为CM-H505的彩色分析仪;CEM公司生产的型号为DT-8867H的非接触式红外测温仪均能满足要求。
所述可调节日射计装置包括可升降的竖直支撑杆17、水平支撑杆18及日射计21;所述水平支撑杆18一端通过旋转套管20与所述竖直支撑杆17的顶部连接,另一端连接有所述日射计21;所述日射计21位于所述混凝土试样6的正上方。
本试验装置能够准确的获得同一混凝土试样的日照数据、湿度数据、温度数据和色彩数据;便于准确掌握混凝土的日照辐射性能,方便构建准确的混凝土日照辐射吸收率模型,为混凝土早期日照辐射吸热特性试验及模型相关研究提供简单使用的试验装置,有利于揭示龄期、表面相对湿度、表面类型等因素对混凝土日照辐射吸收率的影响规律。
具体的混凝土的日照数据,包括日射计21测量的反射强度、辐射强度等,用于计算混凝土表面日照辐射吸收率;
混凝土表面相对湿度,由于受空气湿度影响,无法直接测量混凝土试样表面相对湿度;本试验装置通过拟测量沿厚度方向四个测点(距离表面2cm、4cm、6cm、10cm)及表面附近空气相对湿度值,利用插值或其他数值方法得到混凝土表面相对湿度。
混凝土表面颜色,在获取日照数据的同时,通过色彩分析仪,测量混凝土表面RGB值,并计算各时间点表面灰阶;
混凝土温度,通过本试验装置预埋的温度探头14测量混凝土内部温度,并测量环境温度,同时利用手持式红外线测温枪测量混凝土表面温度;记录混凝土试样的温度历程,用于计算等效龄期。
四周采用尽可能薄的高强钢模板7及隔热层9,能够减小顶部边缘厚度,以减小测量误差,钢模板7可拆卸的连接便于重复利用;
底部依次设置隔热层9、可调加热层10和保温层11,能够提高养护温度,加快水化反应、自干燥过程,制造等效龄期差异,便于实施对比验证试验;并且方便试验结束后,混凝土试样6的脱离,使得所述底部支撑钢板8可以重复使用;
可调节日射计装置使得日射计能够调整上下距离并旋转旋转,便于将试验装置调整到标准位置,得到最佳的试验数据;可调节日射计装置中的所有支撑优选的使用高强度钢筋,以减小支撑阴影带来的测量误差。
进一步的,所述试验平台外部还设有泡沫养护罩15。由于试验过程关注混凝土早期性能,日照辐射测量具有阶段性;在非测量阶段,所述泡沫养护罩15,能够避免混凝土试样表面污染或受雨水影响,从而提高试验的准确性;在测量阶段所述泡沫养护罩15将被移除。
进一步的,所述混凝土试样6浇注后分别通过振捣棒、振动压实机或抹平铲处理表面。为了便于体现水工混凝土自然振捣、碾压、模板三种表面粗糙度,针对不同的需求将混凝土浇筑后分别采用小型振捣棒、小型振动压实机、抹平铲处理表面,得到三种表面粗糙度的混凝土试样,使得试验更加贴近实际,提高了试验的有效性。
所述混凝土试样6的尺寸为100cm×100cm×20cm(长×宽×高)。
进一步的,所述底部支撑钢板8的底部设有走线孔,所述埋入式湿度计13及所述温度探头14的数据线均从所述走线孔引出。以确保所述混凝土试样6内所有的数据线26均从所述底部支撑钢板8的下方走线,避免数据线26影响混凝土试样6上方的试验测量精度及精确性。
进一步的,四对所述埋入式湿度计13及所述温度探头14分别距离所述混凝土试样6表面2cm、4cm、6cm及10cm的位置处设置。利用混凝土试样厚度方向的四个测点及混凝土试样表面附近空气的相对湿度,通过差值或其它数值方法得到所述混凝土试样的表面相对湿度,解决了受空气湿度影响,无法直接测量混凝土试样表面相对湿度的问题。
进一步的,所述可调加热层10为温控电加热丝,所述温控电加热丝铺设在所述隔热层9上;所述隔热层9为石棉隔热板,所述保温层11为聚四氟乙烯板;所述石棉隔热板及所述聚四氟乙烯板对应所述预埋支杆12处分别设有通孔。
所述通孔为所述预埋支杆12留出空间,并且方便从底部走线。
进一步的,四周的所述钢模板7采用合页或卡扣连接的方式可拆卸固定连接。方便快速组装和拆卸所述外框,并能够重复使用,降低试验成本。
进一步的,所述竖直支撑杆17设置在调向调高套管19上;所述水平支撑杆18靠近所述旋转套管20处设有支撑槽22,所述支撑槽22与所述竖直支撑杆17之间连接有支撑斜杆23;所述旋转套管20及所述调向调高套管19上均设有固定螺栓24;所述调向调高套管19及所述底部支撑钢板8下方均设有调平螺栓25。
旋转套管20和调向调高套管19分别实现所述日射计的旋转及高度调节,当调整好位置后通过固定螺栓24固定,保持相对位置不变;所述支撑斜杆23提高了整体的连接强度,确保测量的精度和准确性;底部设置的调平螺栓25,便于微调本试验装置的垂直高度,确保试验装置的水平度。
所述旋转套管20可以用旋转轴代替,所述调向调高套管19可以通过气动伸缩杆等代替,不限于本实施例所描述的套管。
进一步的,所述日射计21为一对,分别通过夹钳或螺接的方式固定在所述水平支撑杆18的上下两侧。便于两个日射计21对比校正;并且能够避免因转动调平日射计21的过程中浪费时间而引起前后水平入射强度的差异。
所述日射计型号可以选择JTBQ-2型太阳能总辐射表,是能够测量接收地球平面上辐照度的一级辐射表。测量波长范围为0.28~3微米的太阳总辐射;水平向下放置可测量反射辐射,加散射遮光环可测量散射辐射。
实施例二:
一种用于混凝土的日照辐射性能试验方法,所述试验方法包括实施例一中所述的一种用于混凝土的日照辐射性能试验装置;所述试验方法包括以下步骤:
S1:选择试验场地,所述试验场地为空旷平面,远离建筑物;组装好试验装置待用;
S2:选择在天气晴朗的时间段开始浇注混凝土试样,根据试验要求分别制作“振捣”、“碾压”或者“抹平”三种表面粗糙度的混凝土试样;
S3:在正式试验之前,测量对比同样尺寸,高度为0cm、10cm、20cm平台上表面纯黑、纯白纸板反照率;若存在差异,通过对差异数据回归分析,建立受试样高度影响的修正公式,对后续测量反照率修正后再用于分析;
S4:按ASTM-E1918A的步骤进行测量;每次记录日射计数据的同时,记录温度、湿度数据,同时采用色彩分析仪记录表面颜色;
所述ASTM-E1918A的步骤包括以下几步:
第1步:将日射计朝上,测量水平面的日照辐射总量,IH
第2步:将日射计朝下,测量白色表面反射的日照辐射量,IW
第3步:保持日射计朝下,抽掉表面白色纸张,测量黑色表面反射的日照辐射量,Ib
第4步:保持日射计朝下,抽掉表面的黑色纸张,测混凝土表面反射的日照辐射量Ic
第5步:将日射计朝上,测量水平面的日照辐射总量IH’,若|IH-IH’|>20Wm-2则重复第1~第5步;
第6步:计算混凝土表面反照率并计算混凝土表面日照辐射吸收率;重复第1到第6步,获得多个日照辐射吸收率求均值;
在步骤S1到S4中的非数据采集阶段,所述混凝土试样外部设置泡沫养护罩,在数据采集及测量阶段所述泡沫养护罩移除。
上述反照率及日照辐射吸收率的测量原理为:
获得上述数据之后,由于
I=(F·R+(1-F)Rs)IH (1)
因此,有
Iw=(F·Rw+(1-F)Rs)IH
Ib=(F·Rb+(1-F)Rs)IH
Ic=(F·Rc+(1-F)Rs)IH (2)
上式中,F是为了测量日照辐射量而引入的可视因子,Rs为试验场地的辐射反射量。R为表面反照率;下标b,w,c分别表示黑色表面、白色表面、混凝土表面。
根据公式(2),假定反照率与反射辐射量成正比,进行线性内插,可得混凝土表面反照率计算公式如下:
得到混凝土反照率之后,混凝土表面日照辐射吸收率为
αs=1-Rc (4)
通过以上数据有利于为建立混凝土的表面相对湿度、等效龄期、表面类型与日照辐射吸收率的关系,以及灰阶与日照辐射吸收率关系。并建立能够客观反映表面相对湿度、龄期、表面类型影响的混凝土早期日照辐射吸收率模型,将其引入到混凝土结构施工期温湿耦合计算中,提出考虑表面日照辐射吸热特性变化的温湿耦合仿真计算方法,在此基础上深入了解日照辐射对施工期水工混凝土结构的影响,对于完善水工混凝土施工期防裂理论,改善强日照辐射地区水利工程施工质量具有重要的意义。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种用于混凝土的日照辐射性能试验装置,其特征在于,所述试验装置包括试验平台,靠近所述试验平台的采集设备和可调节日射计装置;
所述试验平台包括混凝土试样及外框,所述外框包括底部支撑钢板及四周可拆卸连接的钢模板;所述底部支撑钢板上方依次设有隔热层、可调加热层、保温层及所述混凝土试样;四周的所述钢模板与所述混凝土试样之间也设有隔热层;
所述混凝土试样中还设有若干预埋支杆,每根所述预埋支杆沿所述混凝土试样的厚度方向间隔的设有若干埋入式湿度计及温度探头;
所述采集设备包括便携式色彩分析仪、手持式红外测温仪器及与所述埋入式湿度计及所述温度探头电连接或无线连接的数据接收装置;
所述可调节日射计装置包括可升降的竖直支撑杆、水平支撑杆及日射计;所述水平支撑杆一端通过旋转套管与所述竖直支撑杆的顶部连接,另一端连接有所述日射计;所述日射计位于所述混凝土试样的正上方。
2.根据权利要求1所述的用于混凝土的日照辐射性能试验装置,其特征在于,所述试验平台外部还设有泡沫养护罩。
3.根据权利要求1所述的用于混凝土的日照辐射性能试验装置,其特征在于,所述混凝土试样浇注后分别通过振捣棒、振动压实机或抹平铲处理表面。
4.根据权利要求1所述的用于混凝土的日照辐射性能试验装置,其特征在于,所述底部支撑钢板底部设有走线孔,所述埋入式湿度计及所述温度探头的数据线均从所述走线孔引出。
5.根据权利要求1所述的用于混凝土的日照辐射性能试验装置,其特征在于,若干所述埋入式湿度计及所述温度探头分别距离所述混凝土试样表面2cm、4cm、6cm及10cm的位置处设置。
6.根据权利要求1所述的用于混凝土的日照辐射性能试验装置,其特征在于,所述可调加热层为温控电加热丝,所述温控电加热丝铺设在所述隔热层上;所述隔热层为石棉隔热板,所述保温层为聚四氟乙烯板;所述石棉隔热板及所述聚四氟乙烯板对应所述预埋支杆处分别设有通孔。
7.根据权利要求1所述的用于混凝土的日照辐射性能试验装置,其特征在于,四周的所述钢模板采用合页或卡扣连接的方式可拆卸固定连接。
8.根据权利要求1所述的用于混凝土的日照辐射性能试验装置,其特征在于,所述竖直支撑杆设置在调向调高套管上;所述水平支撑杆靠近所述旋转套管处设有支撑槽,所述支撑槽与所述竖直支撑杆之间连接有支撑斜杆;所述旋转套管及所述调向调高套管上均设有固定螺栓;所述调向调高套管及所述底部支撑钢板下方均设有调平螺栓。
9.根据权利要求1所述的用于混凝土的日照辐射性能试验装置,其特征在于,所述日射计为一对,分别通过夹钳或螺接的方式固定在所述水平支撑杆的上下两侧。
10.一种用于混凝土的日照辐射性能试验方法,其特征在于,所述试验方法包括权利要求1~9任一所述的用于混凝土的日照辐射性能试验装置;所述试验方法包括以下步骤:
S1:选择试验场地,所述试验场地为空旷平面,远离建筑物;组装好试验装置待用;
S2:选择在天气晴朗的时间段开始浇注混凝土试样,根据试验要求分别制作“振捣”、“碾压”或者“抹平”三种表面粗糙度的混凝土试样;
S3:在正式试验之前,测量对比同样尺寸,高度为0cm、10cm、20cm平台上表面纯黑、纯白纸板反照率;若存在差异,通过对差异数据回归分析,建立受试样高度影响的修正公式,对后续测量反照率修正后再用于分析;
S4:按ASTM-E1918A的步骤进行测量;每次记录日射计数据的同时,记录温度、湿度数据,同时采用色彩分析仪记录表面颜色;
所述ASTM-E1918A的步骤包括以下几步:
第1步:将日射计朝上,测量水平面的日照辐射总量,IH
第2步:将日射计朝下,测量白色表面反射的日照辐射量,IW
第3步:保持日射计朝下,抽掉表面白色纸张,测量黑色表面反射的日照辐射量,Ib
第4步:保持日射计朝下,抽掉表面的黑色纸张,测混凝土表面反射的日照辐射量Ic
第5步:将日射计朝上,测量水平面的日照辐射总量IH’,若|IH-IH’|>20Wm-2则重复第1~第5步;
第6步:计算混凝土表面反照率并计算混凝土表面日照辐射吸收率;重复第1到第6步,获得多个日照辐射吸收率求均值;
在步骤S1到S4中的非数据采集阶段,所述混凝土试样外部设置泡沫养护罩,在数据采集及测量阶段所述泡沫养护罩移除。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910734397.XA CN110412252A (zh) | 2019-08-09 | 2019-08-09 | 一种用于混凝土的日照辐射性能试验装置及试验方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910734397.XA CN110412252A (zh) | 2019-08-09 | 2019-08-09 | 一种用于混凝土的日照辐射性能试验装置及试验方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110412252A true CN110412252A (zh) | 2019-11-05 |
Family
ID=68366887
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910734397.XA Pending CN110412252A (zh) | 2019-08-09 | 2019-08-09 | 一种用于混凝土的日照辐射性能试验装置及试验方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN110412252A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113533016A (zh) * | 2021-08-02 | 2021-10-22 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种基于辐照的岩石结构性能测试方法及测试系统 |
Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN200968953Y (zh) * | 2006-11-15 | 2007-10-31 | 翁兴中 | 机场水泥混凝土道面抗裂性能试验装置 |
CN203396731U (zh) * | 2013-08-23 | 2014-01-15 | 长安大学 | 一种模拟自然环境的水泥混凝土试件温度测试装置 |
CN105372171A (zh) * | 2015-09-09 | 2016-03-02 | 中国水利水电科学研究院 | 基于真实环境的混凝土开裂全过程试验装置 |
CN105710584A (zh) * | 2014-12-05 | 2016-06-29 | 江阴市北海救生设备有限公司 | 变位试件夹具 |
CN106079059A (zh) * | 2016-08-17 | 2016-11-09 | 上海建工材料工程有限公司 | 一种集干湿热养护于一体的pc构件高效热模台 |
CN106164635A (zh) * | 2014-04-14 | 2016-11-23 | 富士胶片株式会社 | 应力测定方法、应力测定用构件及应力测定用装置 |
CN206873262U (zh) * | 2017-07-01 | 2018-01-12 | 高天翊 | 公路施工养护罩 |
CN206880709U (zh) * | 2017-01-10 | 2018-01-16 | 山东冠龙医疗用品有限公司 | 一种双套管式旋转套管 |
CN107817266A (zh) * | 2017-11-14 | 2018-03-20 | 中国水利水电科学研究院 | 一种测量混凝土全过程线膨胀系数的方法 |
CN107907410A (zh) * | 2017-11-14 | 2018-04-13 | 中国水利水电科学研究院 | 一种测试混凝土抗裂性能的方法 |
CN207798696U (zh) * | 2018-01-25 | 2018-08-31 | 山东天听信息科技有限公司 | 一种光纤裂缝监测传感器的监测位置调节装置 |
CN208179896U (zh) * | 2018-05-09 | 2018-12-04 | 北京智慧云建科技有限公司 | 一种用于预制混凝土构件的多功能自养护模台 |
CN209117653U (zh) * | 2018-11-06 | 2019-07-16 | 杭州炜成环保科技有限公司 | 一种废气物处理设备的检测装置 |
-
2019
- 2019-08-09 CN CN201910734397.XA patent/CN110412252A/zh active Pending
Patent Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN200968953Y (zh) * | 2006-11-15 | 2007-10-31 | 翁兴中 | 机场水泥混凝土道面抗裂性能试验装置 |
CN203396731U (zh) * | 2013-08-23 | 2014-01-15 | 长安大学 | 一种模拟自然环境的水泥混凝土试件温度测试装置 |
CN106164635A (zh) * | 2014-04-14 | 2016-11-23 | 富士胶片株式会社 | 应力测定方法、应力测定用构件及应力测定用装置 |
CN105710584A (zh) * | 2014-12-05 | 2016-06-29 | 江阴市北海救生设备有限公司 | 变位试件夹具 |
CN105372171A (zh) * | 2015-09-09 | 2016-03-02 | 中国水利水电科学研究院 | 基于真实环境的混凝土开裂全过程试验装置 |
CN106079059A (zh) * | 2016-08-17 | 2016-11-09 | 上海建工材料工程有限公司 | 一种集干湿热养护于一体的pc构件高效热模台 |
CN206880709U (zh) * | 2017-01-10 | 2018-01-16 | 山东冠龙医疗用品有限公司 | 一种双套管式旋转套管 |
CN206873262U (zh) * | 2017-07-01 | 2018-01-12 | 高天翊 | 公路施工养护罩 |
CN107817266A (zh) * | 2017-11-14 | 2018-03-20 | 中国水利水电科学研究院 | 一种测量混凝土全过程线膨胀系数的方法 |
CN107907410A (zh) * | 2017-11-14 | 2018-04-13 | 中国水利水电科学研究院 | 一种测试混凝土抗裂性能的方法 |
CN207798696U (zh) * | 2018-01-25 | 2018-08-31 | 山东天听信息科技有限公司 | 一种光纤裂缝监测传感器的监测位置调节装置 |
CN208179896U (zh) * | 2018-05-09 | 2018-12-04 | 北京智慧云建科技有限公司 | 一种用于预制混凝土构件的多功能自养护模台 |
CN209117653U (zh) * | 2018-11-06 | 2019-07-16 | 杭州炜成环保科技有限公司 | 一种废气物处理设备的检测装置 |
Non-Patent Citations (7)
Title |
---|
[澳] 肯W.戴 等: "《混凝土配合比设计、质量控制与规范》", 31 October 2011 * |
HASHEM AKBARI ETC.: ""Procedure for measuring the solar reflectance of flat or curved roofing assemblies"", 《SOLAR ENERGY 》 * |
吴瑞 等: "《建筑施工技术》", 30 June 2014 * |
张长友 等: "《土木工程施工》", 31 December 2007 * |
杜荣军 等: "《建筑施工脚手架使用手册》", 31 May 1994 * |
谭康豪 等: "寒区路基反射率测量方法与实践", 《太阳能学报》 * |
颉志强 等: "基于数值仿真的堆石坝面板施工期温控防裂方法研究", 《水利水电技术》 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113533016A (zh) * | 2021-08-02 | 2021-10-22 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种基于辐照的岩石结构性能测试方法及测试系统 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109632103A (zh) | 高空建筑物温度分布与表面裂缝远程监测系统及监测方法 | |
CN108627401A (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 | |
CN110487909B (zh) | 一种非侵入式土壤水分声波检测装置及方法 | |
CN106370816A (zh) | 一种可动态测试土壤脱湿/冻结水分变化特征的试验系统 | |
CN110455853B (zh) | 一种盐渍土结晶压力与冻胀盐胀综合测试装置 | |
CN207779354U (zh) | 一种绝缘子形位公差智能检测仪 | |
CN105784766B (zh) | 一种混凝土比热容的计算方法 | |
CN110412252A (zh) | 一种用于混凝土的日照辐射性能试验装置及试验方法 | |
CN108362374A (zh) | 一种野外超光谱辐照度仪的现场光谱定标和辐射定标方法 | |
CN108844991A (zh) | 混凝土板件传热系数测定装置及方法 | |
CN204832077U (zh) | 温湿度可调节式混凝土收缩测试箱 | |
CN204270182U (zh) | 恒温恒湿变形测定仪 | |
CN102778473A (zh) | 一种围护结构热阻现场检测方法 | |
CN105510179B (zh) | 一种基于环刀法自动化测土密度仪 | |
CN104359428A (zh) | 一种长时间序列野外森林叶面积指数测量仪及其测量方法 | |
CN207963880U (zh) | 一种送电线路施工测量仪 | |
CN106248723A (zh) | 测量感应加热时沥青混合料试件体积变化的仪器及方法 | |
CN106442207A (zh) | 一种以烘干法为基础的土壤水分自动监测系统及方法 | |
CN110456032A (zh) | 一种无机结合料稳定材料温缩、干缩一体化智能试验设备 | |
CN112526115B (zh) | 一种混凝土废浆固含量快速测定装置及测定方法 | |
CN206440604U (zh) | 一种野外连续测试原位水稻土高光谱的车载微型铧犁装置 | |
CN115728467A (zh) | 测定岩土体参数的压旋触探设备及方法 | |
CN210834913U (zh) | 一种无机结合料稳定材料温缩、干缩一体化智能试验设备 | |
CN211014081U (zh) | 一种恒刚度边界条件下的盐渍土冻融循环试验装置 | |
CN101825591B (zh) | 沥青混合料可碾压时间的测试装置及其测试方法 |
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 |