CN110907488A - 一种混凝土受冻程度检测装置及其检测方法 - Google Patents
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Abstract
一种混凝土受冻程度检测装置及其检测方法。目前混凝土受冻程度检测受构件尺寸影响、难度大、效率低、准确度差而导致土木工程建设质量控制难以保证。本发明中定位架内竖直并列设置有第一固定板和第二固定板，第一固定板和第二固定板均为柔性部和硬质部交替形成的板体，多个测量探头从上至下依次设置在第一固定板和第二固定板之间，每个测量探头分别与第一固定板的硬质部和第二固定板的硬质部相连接，每个测量探头包括套管、底片和位移传感器，套管内设置有底片，底片上设置有位移传感器。
Description
技术领域
本发明属土木工程技术领域，具体涉及一种混凝土受冻程度检测装置及其检测方法。
背景技术
当室外日平均气温连续五天稳定低于5℃时，就应采取冬期施工的技术措施进行混凝土施工，因为水泥的水化速度在一定湿度条件下主要取决于温度，温度愈高，强度增长也愈快，反之则慢。当保温措施不当或突遇寒流，冬期施工中混凝土的受冻破坏的风险大大提高了，而当环境温度降低到0℃以下时，存在于混凝土中的水有一部分开始结冰，逐渐由液相水变为固相冰。初期形成的冰晶生长在大的毛细孔内，随着温度持续下降，当混凝土中的大部分水完全变成冰，水泥水化作用基本停止，此时强度就不再增长。水变成冰后，体积约增大9％，同时产生约200MPa的冰胀应力，这个应力值常常大于水泥石内部形成的初期强度值，使混凝土受到不同程度的受冻破坏，如粗大孔隙、冻胀和早期开裂的发生，即使再回到正温养护混凝土的微结构和力学性能也不能得到完全恢复，显著地降低混凝土的使用功能和服役寿命。
目前，混凝土的早期受冻可以通过外观观察，如有冰纹和较多冰渣，可以初步推断受冻了；再者通过回弹仪，受冻的混凝土强度较低，回弹值低且弹跳声音较为沉闷，反之强度高、弹跳声音清脆；最后，还可以对混凝土取芯，进行抗压强度测试。前两种方法虽简便易行，但是仅能对混凝土表层的受冻情况做初步判定，而对于取芯的方法，混凝土取芯的长度取决于设备参数，取芯后还需截取规定长度的混凝土试样，进行后续的试验，在冬期施工现场需要取芯机、压力试验机、切磨试件设备配合才能完成，加工程序复杂、耗时长，效率低、准确度差，不能进行各种混凝土构件尺寸的受冻损伤程度的评价，因此，急需在冬期施工快速实时评定混凝土受冻程度的监测装置和方法，更好地保证寒冷地区混凝土工程的建设质量。
发明内容
本发明的目的是提供一种混凝土受冻过程监测装置及其方法，以解决目前混凝土受冻程度检测受构件尺寸影响、难度大、效率低、准确度差而导致土木工程建设质量控制难以保证的问题。
本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：
一种混凝土受冻程度检测装置，包括定位架、第一固定板、第二固定板和多个测量探头，定位架内竖直并列设置有第一固定板和第二固定板，第一固定板和第二固定板均为柔性部和硬质部交替形成的板体，第一固定板和第二固定板均通过柔性部与定位架相连接，多个测量探头从上至下依次设置在第一固定板和第二固定板之间，每个测量探头分别与第一固定板的硬质部和第二固定板的硬质部相连接，每个测量探头包括套管、底片和位移传感器，套管内设置有底片，底片上设置有位移传感器。
作为优选方案：第一固定板的结构与第二固定板的结构相同，第一固定板包括多个硬质板和多个柔性板，多个硬质板和多个柔性板交替设置制为一体，每个硬质板沿其厚度方向加工有孔。
作为优选方案：底片的两端分别通过两个连接丝绳与第一固定板和第二固定板相连接，底片的一端通过一个所述连接丝绳与第一固定板中硬质板的孔相连接，底片的另一端通过另一个所述连接丝绳与第二固定板中硬质板的孔相连接。
作为优选方案：每个孔的外端对应设置有夹紧装置，夹紧装置与连接丝绳的端部相配合设置。
作为优选方案：位移传感器为应变片，位移传感器配合设置有应变采集仪。
作为优选方案：连接丝绳为钢丝。
一种利用混凝土受冻程度检测装置实现的检测方法，所述检测方法包括以下步骤：
在待浇注混凝土的施工区域内选择一个位置作为测试位置，在测试位置处安装定位架，在定位架的两端分别竖直设置第一固定板和第二固定板，在第一固定板和第二固定板之间布置多个测量探头，利用连接丝绳和夹紧装置相配合实现对多个测量探头的夹紧处理；
在混凝土的施工区域内装入混凝土，插捣密实，记录位移传感器的初始读数D0；
随着养护龄期的延长和环境温度的降低，选择检测时间点并记录各个龄期下不同埋置深度位移传感器的读数D，减去位移传感器的初始读数D0，ΔD＝D-D0即为混凝土的受冻变形，通过计算混凝土受冻变形随龄期变化即可获知混凝土的冻结速度和冻结深度。
作为优选方案：选择检测时间点为早龄期的7天之内。
作为优选方案：混凝土的冻结速度为C＝ΔD/Δt，ΔD为Δt时间间隔内混凝土的冻胀变形，在测试位置中的混凝土浇筑后t＝0h、8h、12h、24h、32h、40h、48h、…168h时的冻胀变形分别为ΔD8h、ΔD12h、…ΔD168，自浇筑时刻起至8h、12h、24h、32h、40h、48h、…168h内混凝土的冻结速度为C8h＝ΔD8h/8；C12h＝ΔD12h/12；C48h＝ΔD48h/48；C168h＝ΔD168h/168；针对工程中由表及里的不同浇筑位置，未受冻的混凝土表现收缩特征，其变形值通常为负值，随着环境温度的降低，冻胀变形由表及里不断增加，变形值发生突变，变为正值时，即发生大的冻胀变形，该位置即为混凝土的冻结深度，将混凝土冻胀变形随时间变化的曲线进行微分获得微分曲线，即得到冻胀变形变化率随时间的变化规律，由此获知混凝土最大冻胀变形变化率所发生的时间。
本发明相对于现有技术具有以下有益效果：
1、本发明中的检测装置通过定位架、第一固定板、第二固定板和多个测量探头之间相互配合实现混凝土受冻程度、冻结速率以及冻结深度的检测，获取方式简单直接，有利于冬期施工混凝土早期受冻程度做出全面评价。
2、本发明中的检测装置的结构设计简单，扣除应变采集仪这一共用仪器外，其制作成本能够控制在300元范围内。
3、本发明中的检测方法能够对混凝土的冻结速度和冻结深度作出定量评价，评价结果通过试验验证稳定且可靠。
4、本发明中的检测方法具有效率高、操作步骤简单、操作难度低、省时省力的特点。
5、本发明适用的环境多种不受限，不仅能够适用于实验室检测使用，还适用于施工现场检测。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图；
图2是第一固定板的主视结构示意图；
图3是测量探头的主视结构示意图；
图4是底片和位置传感器之间连接关系的侧视结构示意图；
图5是夹紧装置的立体结构示意图；
图6是混凝土中不同深度位置随时间变化的受冻变形的线形图；
图7是混凝土中不同深度位置随时间变化的受冻变形速率的线形图；
图8为本发明带有防护隔离细管时的立体结构示意图。
图中，1-定位架；1-1-横杆；1-2-立柱；2-第一固定板；2-1-硬质板；2-2-柔性板；3-第二固定板；4-测量探头；4-1-套管；4-2-底片；4-3-位移传感器；5-孔；6-连接丝绳；7-夹紧装置；7-1-卡盘；7-2-绕丝盘；7-3-第二通孔；7-4-绕线槽；7-5-豁口；7-6-绕线柱；8-防护隔离细管。
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：结合图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8说明本实施方式，本实施方式包括定位架1、第一固定板2、第二固定板3和多个测量探头4，定位架1内竖直并列设置有第一固定板2和第二固定板3，第一固定板2和第二固定板3均为柔性部和硬质部交替形成的板体，第一固定板2和第二固定板3均通过柔性部与定位架1相连接，多个测量探头4从上至下依次设置在第一固定板2和第二固定板3之间，每个测量探头4分别与第一固定板2的硬质部和第二固定板3的硬质部相连接，每个测量探头4包括套管4-1、底片4-2和位移传感器4-3，套管4-1内设置有底片4-2，底片4-2上设置有位移传感器4-3。
进一步的，第一固定板2通过柔性部与定位架1相连接，目的是既能够确保第一固定板2在定位架1上的定位效果，还能够确保第一固定板2在混凝土冻胀状态下不受定位架1的限制而影响移动，使第一固定板2能够实现不受限制的微动运动，有利于提升本发明检测的准确性。
进一步的，定位架1为矩形架体，包括两个单体支撑架，两个单体支撑架并列设置，每个单体支撑架包括横杆1-1和两个立柱1-2，两个立柱1-2竖直并列设置，横杆1-1水平设置在两个立柱1-2之间。横杆1-1的两端分别固定连接在两个立柱1-2上。
进一步的，定位架1用金属材料制成的架体，其具体是由钢筋绑扎形成单体支撑架，钢筋直径的取值范围为16～20cm，两个单体支撑架之间的距离为40～80cm。
进一步的，连接第一固定板2和第二固定板3的定位架1置于混凝土中并露出混凝土表面，起到定位作用。
进一步的，横杆1-1的设置位置起到增强两个立柱1-2之间连接强度的效果，还能够起到标示的效果，横杆1-1的设置位置起到分界的位置，其上对应的立柱1-2的部分为露出混凝土的部分，露出混凝土表面的部分尺寸为10cm，露出混凝土的目的为标识两个立柱1-2之间的距离。
进一步的，测量探头4为套管式探头，既能够深埋于混凝土中，还能够确保使用性能不受干扰。
进一步的，位移传感器4-3为现有产品，其型号为BA120-3AA150【11】-Q200的应变片。
具体实施方式二：本实施方式为具体实施方式一的进一步限定，两个单体支撑架预先设置在预浇筑混凝土区域，二者之间通过横向支撑件相连接。
进一步的，横向支撑件的两端分别与两个单体支撑架固定连接。
进一步的，横向支撑件为杆体。
具体实施方式三：本实施方式为具体实施方式一或二的进一步限定，第一固定板2的结构与第二固定板3的结构相同，第一固定板2包括多个硬质板2-1和多个柔性板2-2，多个硬质板2-1和多个柔性板2-2交替设置制为一体，每个硬质板2-1沿其厚度方向加工有孔5。
进一步的，硬质板2-1优选为钢板。
进一步的，柔性板2-2优选为柔性橡胶板。
当混凝土冻胀变形时，某一硬质板2-1发生位移，柔性板2-2能够起到缓冲作用，保证不影响相邻的硬质板2-1的位移，保证检测的准确性。
具体实施方式四：本实施方式为具体实施方式一、二或三的进一步限定，底片4-2的两端分别通过两个连接丝绳6与第一固定板2和第二固定板3相连接，底片4-2的一端通过一个所述连接丝绳6与第一固定板2中硬质板2-1的孔5相连接，底片4-2的另一端通过另一个所述连接丝绳6与第二固定板3中硬质板2-1的孔5相连接。
进一步的，两个连接丝绳6在测量过程中均处于绷紧状态。
具体实施方式五：本实施方式为具体实施方式一、二、三或四的进一步限定，每个孔5的外端对应设置有夹紧装置7，夹紧装置7与连接丝绳6的端部相配合设置，夹紧装置7的设置是为了固定连接丝绳6的初始位置。
进一步的，连接丝绳6为非弹性丝绳。
进一步的，夹紧装置7包括卡盘7-1和绕丝盘7-2，卡盘7-1的一侧同轴设置有绕丝盘7-2，卡盘7-1上加工有第一通孔，绕丝盘7-2上加工有第二通孔7-3，第一通孔和第二通孔7-3相连通形成配合连接丝绳6的通道，绕丝盘7-2的外圆周端面上加工有绕线槽7-4，为连接丝绳6提供绕线位置，供多余的长度的连接丝绳6缠绕定位设置。
进一步的，第一通孔和第二通孔7-3同轴设置。
进一步的，绕丝盘7-2上加工有豁口7-5，豁口7-5内设置有绕线柱7-6。根据绕丝盘7-2的外径尺寸选择加工合适个数的豁口7-5。豁口7-5为连接丝绳6的进出绕线槽7-4提供稳定位置。
本实施方式中连接丝绳6的安装过程如下：
连接丝绳6的一端固定连接在套管4-1内的底片4-2上，为使连接丝绳6处于绷紧状态，连接丝绳6的另一端依次穿过第一通孔和第二通孔7-3后缠绕设置在绕线槽7-4内后打结固定即可。
对于连接丝绳6端部的另外一种定位方式为多种定位，使连接丝绳6的绷紧效果更为准确，具体操作为将连接丝绳6的另一端缠绕在绕线槽7-4若干圈后穿出豁口7-5并缠绕在绕线柱7-6上实现二次定位。
具体实施方式六：本实施方式为具体实施方式一、二、三、四或五的进一步限定，位移传感器4-3为应变片，位移传感器4-3配合设置有应变数据采集仪。应变数据采集仪与每个位移传感器4-3相连接，应变数据采集仪设置在地表处，从而能够实现将位移传感器4-3的数值集中采集。冬季施工中，随着环境温度的降低，混凝土自表层向内部逐渐降温，当混凝土内部的水结冰膨胀时，混凝土发生冻胀变形，位移传感器4-3的示数变化值就可获得混凝土早期的冻胀变化，通过监测混凝土构件内不同深度的冻胀变形，就可获得整个构件混凝土受冻程度。应变数据采集仪为现有设备，型号为JM3813应变采集仪。
进一步的，应变数据采集仪的表面设置有加热保温套包裹，增强其防冻效果。
具体实施方式七：本实施方式为具体实施方式一、二、三、四、五或六的进一步限定，连接丝绳6优选为钢丝。钢丝的直径0.4cm，钢丝为轻质高强合金材料制成的结构。
进一步的，底片4-2优选为钢片，其形状为长方形，钢片的优选尺寸为1.5cm×3cm。
进一步的，钢片为与钢丝相同的轻质高强合金材料制成的片体。
具体实施方式八：本实施方式为具体实施方式一的进一步限定，硬质板2-1的形状短且宽，柔性板2-2的形状长且窄。柔性板2-2的长度相比硬质板2-1长2～4cm。
进一步的，柔性板2-2的宽度和硬质板2-1的宽度的最优尺寸关系为柔性板2-2的宽度不小于硬质板2-1宽度的四分之一，如此设置的尺寸关系能够确保柔性板2-2在起到定位连接作用的同时不影响硬质板2-1的移动，还便于利用硬纸板2-1的尺寸设计混凝土冻结深度的监测方案。
具体实施方式九：结合图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7说明本实施方式，所述检测方法包括以下步骤：
在待浇注混凝土的施工区域内安装定位架1，在定位架1的两端分别竖直设置第一固定板2和第二固定板3，在第一固定板2和第二固定板3之间布置多个测量探头4，利用连接丝绳6和夹紧装置7相配合实现对多个测量探头4的夹紧处理；
在混凝土的施工区域内装入混凝土，插捣密实，记录位移传感器4-3的初始读数D0；
随着养护龄期的延长和环境温度的降低，记录各个龄期下不同埋置深度位移传感器4-3的读数D，减去位移传感器4-3的初始读数D0，D-D0即为混凝土的受冻变形，通过计算混凝土受冻变形随龄期变化即可获知混凝土的冻结速度和冻结深度。
进一步的，连接丝绳6、底片4-2和位移传感器4-3的温度变形系数是个固定常数，作为系统误差在冻胀变形计算时扣除，如此处理能够有效减小误差，提高本发明的检测精度。
其他未提及的步骤及结构连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六、七、八或九相同。
具体实施方式十：本实施方式为具体实施方式九的进一步限定，本实施方式中可以测试混凝土浇筑完成后的任意时刻，也可以为混凝土浇筑完成后的初凝、终凝以及1天、2天、3天、7天等关键时间点，当突遇寒流等恶劣天气时，需连续监测混凝土的受冻变形。
具体实施方式十一：本实施方式为具体实施方式九或十的进一步限定，本实施方式中混凝土的冻结速度为C＝ΔD/Δt，ΔD为Δt时间间隔内混凝土的冻胀变形。针对工程中某一浇筑位置，混凝土在浇筑后t＝0h、8h、12h、24h、32h、40h、48h、…168h时的冻胀变形分别为ΔD8h、ΔD12h、…ΔD168，自浇筑时刻起至8h、12h、24h、32h、40h、48h、…168h内混凝土的冻结速度为C8h＝ΔD8h/8；C12h＝ΔD12h/12；C48h＝ΔD48h/48；C168h＝ΔD168h/168；针对工程中由表及里的不同浇筑位置，未受冻的混凝土表现收缩特征，其变形值通常为负值，随着环境温度的降低，冻胀变形由表及里不断增加，变形值发生突变，变为正值时，即发生大的冻胀变形，该位置即为混凝土的冻结深度。将混凝土冻胀变形随时间变化的曲线进行微分获得微分曲线，微分曲线的获得可以用Origin软件或其他现有相关软件对冻胀变形—时间曲线进行一次微分，C＝dD/dt，即得到冻胀变形变化率随时间的变化，可获知混凝土最大冻胀变形变化率所发生的时间。
具体实施方式十二：本实施方式为具体实施方式一或九的进一步限定，检测装置中套管4-1为硬质管体，所选用的材料为轻质光面铝合金材料，根据混凝土的性质，套管4-1的长度、直径进行调整，套管4-1长度的取值范围为3cm～5cm，套管4-1外径的取值范围为2cm～4cm。
进一步的，位移传感器4-3固定安装在底片4-2上，位移传感器4-3可选用市售的应变片，有电源的引线从套管内引出。
进一步的，第一固定板2为正方形板，边长为5cm～8cm由轻质高强合金材料制成，第一固定板2中心位置为孔5的加工位置，孔5的直径为0.5cm。
进一步的，柔性板2-2用于连接相邻的两个硬质板2-1，柔性板2-2由弹性高分子材料制成，具体为橡胶板，起到缓冲固定板变形的作用。
进一步的，每个套管4-1的两端各设置有一个防护隔离细管8，底片4-2两端的连接丝绳6各对应穿设有一个防护隔离细管8，防护隔离细管8用于为连接丝绳6提供防护通道，防止连接丝绳6与混凝土粘结成一体而限制了第一固定板2和第二固定板3的移动。
进一步的，防护隔离细管8为硬质塑料管体。
本发明的检测装置的安装和检测过程：
定位架1在混凝土浇筑前预先布置在施工区域，用于悬挂第一固定板2、第二固定板3，定位架1用金属材料制成，在第一固定板2和第二固定板3之间布置有多个测量探头4，确保辅助测量探头4连接的连接丝绳6处于绷紧位置，再进入混凝土浇筑工序中。浇筑混凝土后，当混凝土受冻变形发生膨胀时，第一固定板2和第二固定板3之间的混凝土膨胀拉动连接丝绳6及底片4-2，粘贴在底片4-2上的位移传感器4-3受拉产生变形，位移传感器4-3最终在应变数据采集仪上显示的读数的变化即为混凝土的受冻膨胀变形，不同深度处混凝土的受冻变形大小可以反映混凝土的受冻程度，由未发生受冻变形的位置可确定混凝土的受冻深度或区域，混凝土的受冻变形随时间的变化可以获得混凝土的受冻速率。
硬质板2-1和柔性板2-2的尺寸设置和个数可根据测试精度要求而确定，一般情况下可以选取硬质板2-1为边长为5cm～8cm正方形板，柔性板2-2可选长为7cm～10cm、宽为2cm～3cm的长方形板。
结合本发明中检测装置的有益效果说明以下实施例：
实施例一：结合图6和图7说明本实施例，本实施例的环境温度为-20℃，混凝土配合比为C30，水泥用量为300kg/m3、粉煤灰为80kg/m3、砂为720kg/m3、粗骨料1080kg/m3、用水量为190kg/m3，减水剂占胶凝材料的0.5％，坍落度为180mm，第一固定板2上连接着三个硬质板2-1和三个柔性板2-2，第二固定板3上的三个硬质板2-1和三个柔性板2-2对应第一固定板2的中硬质板2-1和柔性板2-2的布置方式对称设置，第一固定板2和第二固定板3均为正方形板，边长为8cm由轻质高强合金材料制成，中心有孔5，孔5的直径为0.5cm。柔性板2-2为橡胶板，橡胶板为长方形板，长为8cm，宽为3cm由柔软的橡胶材料制成。连接丝绳6为高强度高弹性模量的钢丝，钢丝的直径为0.4cm，底片4-2为1.5cm×3cm尺寸的长方形，第一固定板2与第二固定板3之间的距离为400mm。
利用该检测装置进行检测时的具体操作过程如下：
步骤一：在待浇注混凝土的施工区域内安装定位架1，在定位架1上布置第一组固定板2、第二组固定板3，连接丝绳6、底片4-2和位移传感器4-3，用夹紧装置7分别在第一组固定板2、第二组固定板3的外侧进行夹紧处理。
步骤二：装入混凝土，插捣密实，记录六个两两相对的硬质板2-1之间的三个位移传感器4-3的初始读数D01、D02、D03；
步骤三：随着养护龄期的延长和环境温度的降低，应变采集仪自动记录混凝土在t＝0～120小时不同埋置深度，位移传感器4-3分别埋置位置为A点、B点和C点，其中A点距混凝土表面的深度为5cm，B点距混凝土表面的深度为16cm，C点距混凝土表面的深度为27cm，三个位移传感器4-3的读数分别为D1、D2、D3，三个位移传感器4-3分别各自减去自身的初始读数D0，D-D0即为混凝土的受冻变形，不同深度处混凝土的受冻变形D-D0的大小可以反映混凝土的受冻程度和冻结深度，通过计算混凝土受冻变形随龄期变化(D-D0)/t可以获知混凝土的冻结速度。在混凝土浇筑10小时，A、B、C三点的受冻变形分别为125με、45με、0με，A、B、C三点的受冻变形速度为12.5με/h、4.5με/h、0με/h，由于C点的冻胀变形为0，表明混凝土冻结尚未达到27cm，而在11小时20分，C点的冻胀变形变为正值，冻胀开始，此时混凝土的冻结深度为27cm。
如图6所示，上述测试结果还通过绘制图像更加清晰表达混凝土受冻的演化过程，通过图6说明，A点、B点和C点虽然处于不同深度，但在0至40个小时的时间段内冻胀程度差异较大，在50个小时以后冻胀程度则趋于一致。通过图7说明，A点、B点和C点虽然处于不同深度，但在0至40个小时的时间段内冻胀程度差异不一，但变形过程相似，在50个小时以后冻胀程度则趋于一致。将图6混凝土冻胀变形随时间变化的曲线进行微分获得微分曲线，如图7所示，即得到冻胀变形变化率随时间的变化，可获知A点、B点和C点混凝土最大冻胀变形变化率所发生的时间为15小时、26小时和34小时。
从而说明本发明为冬期施工快速实时评定混凝土受冻程度提供可靠并有利的数据参考，为更好地保证寒冷地区混凝土工程的建设质量提供保障。
Claims (9)
1.一种混凝土受冻程度检测装置，其特征在于：包括定位架(1)、第一固定板(2)、第二固定板(3)和多个测量探头(4)，定位架(1)内竖直并列设置有第一固定板(2)和第二固定板(3)，第一固定板(2)和第二固定板(3)均为柔性部和硬质部交替形成的板体，第一固定板(2)和第二固定板(3)均通过柔性部与定位架(1)相连接，多个测量探头(4)从上至下依次设置在第一固定板(2)和第二固定板(3)之间，每个测量探头(4)分别与第一固定板(2)的硬质部和第二固定板(3)的硬质部相连接，每个测量探头(4)包括套管(4-1)、底片(4-2)和位移传感器(4-3)，套管(4-1)内设置有底片(4-2)，底片(4-2)上设置有位移传感器(4-3)。
2.根据权利要求1所述的一种混凝土受冻程度检测装置，其特征在于：第一固定板(2)的结构与第二固定板(3)的结构相同，第一固定板(2)包括多个硬质板(2-1)和多个柔性板(2-2)，多个硬质板(2-1)和多个柔性板(2-2)交替设置制为一体，每个硬质板(2-1)沿其厚度方向加工有孔(5)。
3.根据权利要求2所述的一种混凝土受冻程度检测装置，其特征在于：底片(4-2)的两端分别通过两个连接丝绳(6)与第一固定板(2)和第二固定板(3)相连接，底片(4-2)的一端通过一个所述连接丝绳(6)与第一固定板(2)中硬质板(2-1)的孔(5)相连接，底片(4-2)的另一端通过另一个所述连接丝绳(6)与第二固定板(3)中硬质板(2-1)的孔(5)相连接。
4.根据权利要求2或3所述的一种混凝土受冻程度检测装置，其特征在于：每个孔(5)的外端对应设置有夹紧装置(7)，夹紧装置(7)与连接丝绳(6)的端部相配合设置。
5.根据权利要求1所述的一种混凝土受冻程度检测装置，其特征在于：位移传感器(4-3)为应变片，位移传感器(4-3)配合设置有应变采集仪。
6.根据权利要求3所述的一种混凝土受冻程度检测装置，其特征在于：连接丝绳(6)为钢丝。
7.利用权利要求1至6中任一项所述的一种混凝土受冻程度检测装置实现的检测方法，其特征在于：所述检测方法包括以下步骤：
在待浇注混凝土的施工区域内选择一个位置作为测试位置，在测试位置处安装定位架(1)，在定位架(1)的两端分别竖直设置第一固定板(2)和第二固定板(3)，在第一固定板(2)和第二固定板(3)之间布置多个测量探头(4)，利用连接丝绳(6)和夹紧装置(7)相配合实现对多个测量探头(4)的夹紧处理；
在混凝土的施工区域内装入混凝土，插捣密实，记录位移传感器(4-3)的初始读数D0；
随着养护龄期的延长和环境温度的降低，选择检测时间点并记录各个龄期下不同埋置深度位移传感器(4-3)的读数D，减去位移传感器(4-3)的初始读数D0，ΔD＝D-D0即为混凝土的受冻变形，通过计算混凝土受冻变形随龄期变化即可获知混凝土的冻结速度和冻结深度。
8.根据权利要求7所述的检测方法，其特征在于：选择检测时间点为早龄期的7天之内。
9.根据权利要求7或8所述的检测方法，其特征在于：混凝土的冻结速度为C＝ΔD/Δt，ΔD为Δt时间间隔内混凝土的冻胀变形，在测试位置中的混凝土浇筑后t＝0h、8h、12h、24h、32h、40h、48h、…168h时的冻胀变形分别为ΔD8h、ΔD12h、…ΔD168，自浇筑时刻起至8h、12h、24h、32h、40h、48h、…168h内混凝土的冻结速度为C8h＝ΔD8h/8；C12h＝ΔD12h/12；C48h＝ΔD48h/48；C168h＝ΔD168h/168；针对工程中由表及里的不同浇筑位置，未受冻的混凝土表现收缩特征，其变形值通常为负值，随着环境温度的降低，冻胀变形由表及里不断增加，变形值发生突变，变为正值时，即发生大的冻胀变形，该位置即为混凝土的冻结深度，将混凝土冻胀变形随时间变化的曲线进行微分获得微分曲线，即得到冻胀变形变化率随时间的变化规律，由此获知混凝土最大冻胀变形变化率所发生的时间。
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