CN114088928B - 一种混凝土固碳量测试装置及其测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种混凝土固碳量测试装置及其测试方法，包括测试室、气体仓、空气湿度调节机、空气温度调节机、空气压缩机、紫外线发生器、气体预处理仓、传感器、气体输送管道与阀门、数据传输线和控制模块；所述混凝土固碳量测试装置可设置测试室满足气体温度、湿度、浓度及压强的条件，通过控制模块控制可对测试条件进行静态和动态控制，待测混凝士试块在密闭的测试室进行不同龄期的碳吸收过程后，根据控制模块记录的测试室内二氧化碳气体浓度数据，可获得混凝土的固碳量数据。
Description
技术领域
本发明属于混凝土测试技术领域，尤其涉及一种混凝土固碳量测试装置及其测试方法。
背景技术
碳捕捉、利用与存储技术是指捕获二氧化碳排放，并将其用于一系列工业应用或储存在地下的相关技术，碳捕捉、利用与存储技术对于降低全球二氧化碳排放量。
其中，利用混凝土可与二氧化碳发生反应，对二氧化碳进行固化，是经济性好、可操作性强的碳存储技术，具有显著的发展和应用潜力。其基本原理是空气中二氧化碳气体通过硬化混凝土细孔渗透到混凝土内，与其碱性物质（氢氧化钙）发生化学反应后生成碳酸盐和水的反应过程，即混凝土的碳化。受到二氧化碳气体浓度、温度、湿度、气压等条件因素的影响，不同条件下相同的混凝土的固碳量（单位重量混凝土可吸收的二氧化碳重量）。
目前，混凝土固碳量的测试主要使用混凝土碳化箱设备，由于混凝土碳化测试设定了标准条件，混凝土碳化箱无法提供更为多样、个性化条件，且也不具备固碳量的测试能力。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种混凝土固碳量测试装置及其测试方法。
一种混凝土固碳量测试装置，包括测试室1、气体仓2、空气湿度调节机3、空气温度调节机4、空气压缩机5、紫外线发生器6、气体预处理仓7、传感器8、气体输送管道与电动阀门9、数据传输线10和控制模块11，所述气体预处理仓7通过气体输送管道与电动阀门9分别与气体仓2、空气温湿度调节机3、空气温度调节机4和空气压缩机5连接，所述测试室1通过气体输送管道与电动阀门9和气体预处理仓7连接，测试室1内设有紫外线发生器6和传感器8，气体预处理仓7内设有传感器8，所述控制模块11通过数据传输线10分别与空气温湿度调节机3、空气温度调节机4、空气压缩机5、紫外线发生器6、传感器8和气体输送管道与电动阀门9相连；所述传感器8包括温度传感器、湿度传感器、气压传感器和二氧化碳浓度传感器；
其中，所述传感器8可实时获取气体预处理仓7和测试室1的温度、湿度、气压和二氧化碳气体浓度数据，所述控制模块11可根据输入的测试室条件参数控制气体输送管道与电动阀门9的开闭，以及空气湿度调节机3、空气温度调节机4、空气压缩机5和紫外线发生器6的启动和关闭，记录、储存试验开始、过程及结束时的二氧化碳浓度数据，输入测试室1体积参数和混凝土试件重量参数后，计算后直接显示固碳量测试值。
本发明中，所述测试室1为一面设有开合装置、承受内部气压且体积固定和气密性良好的空间，其一侧设有排气口101，排气口101通过气体输送管道与电动阀门9与室外相连。
本发明中，所述气体仓2设有二氧化碳气体接口。
本发明中，所述气体预处理仓7一端设有空气进气口701和扇叶702，另一端设有空气出气口703。
本发明中，所述空气进气口701通过气体输送管道与电动阀门9与室外相连，空气进气口701端部设有过滤隔离装置。
本发明提出的一种混凝土固碳量测试装置的测试方法，具体步骤如下：
（1）、测试装置测试前检查：检查测试装置各个部件是否工作正常、检查进气口和排气口是否通畅、检查测试室是否可密闭工作；
（2）、试验参数输入：在控制模块端输入测试室体积V、待测混凝土试块重量m0及体积V0，试验设定的测试室条件参数，包括气体温度值、湿度值、气压值、二氧化碳浓度最大值pmax和最小值pmin、是否开启紫外线灯、试验周期；
（3）、试验测定：将待测混凝土放入测试室，通过控制模块测试程序启动空气湿度调节机3、空气温度调节机4、空气压缩机5、紫外线发生器6、气体预处理仓7、传感器8以及气体输送管道与电动阀门9，测试室条件参数达到设定值，二氧化碳浓度达到pmax，在试验周期内，若养护室二氧化碳浓度≤pmin时，设备在10分钟内，将测试室二氧化碳浓度提高至最大值pmax，且其他条件保持不变，以第一次二氧化碳浓度达到最大值pmax时为开始时间，到设定龄期时二氧化碳浓度为终止二氧化碳浓度Pe，设备排出测试室内气体至室外；
（4）、测试结果：读取试验测试室内二氧化碳循环次数n、终止二氧化碳浓度Pe，按照[（n-1）*（Pmax-Pmin）+（Pmax-Pe）]*（V-V0）/m0计算混凝土二氧化碳固碳量Mc。
本发明提供的一种混凝土固碳量测试装置及其测试方法，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明所述的一种混凝土固碳量测试装置可自主设定包括温度、湿度、气压、紫外线、气体浓度在内的影响混凝土固碳量的因素大小，可以测定不同工况下、不同混凝土配比的固碳量大小，为混凝土固碳技术研究和应用提供重要参考；通过传感器、电动阀门和控制模块的有机联动和控制，可实现试验的简易化、自动化操作，方便用户操作和使用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所述一种混凝土固碳量测试装置实施例的结构示意图；
图2为本发明所述一种混凝土固碳量测试装置气体预处理仓实施例的机构示意图。
图中标号：1为测试室，101为排气口，2为气体仓，3为空气湿度调节机，4为空气温度调节机，5为空气压缩机，6为紫外线发生器，7为气体预处理仓，701为空气进气口，702为扇叶，703为空气出气口，8为传感器，9为气体输送管道与电动阀门，10为数据传输线，11为控制模块。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中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的一部分实施例，而非全部实施例。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前提下所获得的所与其他实施例，都属于本发明保护的范畴。
实施例1：
如图1和图2所示的一种混凝土固碳量测试装置，包括测试室1、气体仓2、空气湿度调节机3、空气温度调节机4、空气压缩机5、紫外线发生器6、气体预处理仓7、传感器8、气体输送管道与电动阀门9、数据传输线10和控制模块11，所述传感器8包括温度传感器、湿度传感器、气压传感器和二氧化碳浓度传感器，温度传感器、湿度传感器、气压传感器和二氧化碳浓度传感器的型号分别为WZP-100、HYT939、PSAN-01CA-RC1/8、HD-P900-CO2，所述气体预处理仓7通过气体输送管道与电动阀门9与气体仓2、空气温湿度调节机3、空气温度调节机4连接，内部设有传感器8，所述测试室1通过气体输送管道与电动阀门9与气体预处理仓7、空气压缩机5连接，内部设有紫外线发生器6和传感器8，所述控制模块11通过数据传输线10与传感器8和气体输送管道与电动阀门9相连；所述传感器8可实时获取气体预处理仓7和测试室1的温度、湿度、气压和二氧化碳气体浓度数据，所述控制模块11可根据输入的测试室条件参数控制气体输送管道与电动阀门9的开闭，以及空气湿度调节机3、空气温度调节机4、空气压缩机5、紫外线发生器6的启动和关闭，记录、储存试验开始、过程及结束时的二氧化碳浓度数据，输入测试室1体积参数和混凝土试件重量参数后，计算后直接显示固碳量测试值。
基于上述结构的基础，对某一混凝土试件的固碳量进行测试，包括以下步骤：
S1、检查各设备装置，均工作正常，进气通道和排气通道均通畅，测试室密闭性良好；
S2、根据试验需要，在控制模块端输入测试室体积V为125L、称得待测混凝土试块重量m0=7.98kg及V0为3.375L，试验设定的测试室条件参数：气体温度为20±3℃、湿度为60%、气压值为202.650kPa、二氧化碳浓度最大值pmax为3.176g/L和最小值pmin为0.392g/L、设置紫外线灯状态为开启、试验周期为28天；
S3、将待测混凝土放入测试室，点击控制模块测试程序启动按钮，设备工作，测试室条件参数在四分钟达到设定值，传感器收集信息至控制模块，测试开始，控制模块记录和存储时间和二氧化碳初始浓度pmax为3.176g/L，在试验第10天和第21天，测试室内二氧化碳浓度达到最小值pmin为0.392g/L，设备在6分钟内重新将二氧化碳浓度提高到了pmax为3.176g/L，到试验第28天结束，二氧化碳浓度为终止二氧化碳浓度Pe为0.912g/L，设备排出测试室内气体至室外。
S4、测试结束，控制模块根据Mc=[（n-1）*（Pmax-Pmin）+（Pmax-Pe）]*（V-V0）/m0在控制模块显示该混凝土在设置条件下的固碳量为119.369kg/t。
Claims (5)
1.一种混凝土固碳量测试装置的测试方法，所述混凝土固碳量测试装置包括测试室（1）、气体仓（2）、空气湿度调节机（3）、空气温度调节机（4）、空气压缩机（5）、紫外线发生器（6）、气体预处理仓（7）、传感器（8）、气体输送管道与电动阀门（9）、数据传输线（10）和控制模块（11），其特征在于：所述气体预处理仓（7）通过气体输送管道与电动阀门（9）分别与气体仓（2）、空气温湿度调节机（3）、空气温度调节机（4）和空气压缩机（5）连接，所述测试室（1）通过气体输送管道与电动阀门（9）和气体预处理仓（7）连接，测试室（1）内设有紫外线发生器（6）和传感器（8），气体预处理仓（7）内设有传感器（8），所述控制模块（11）通过数据传输线（10）分别与空气温湿度调节机（3）、空气温度调节机（4）、空气压缩机（5）、紫外线发生器（6）、传感器（8）和气体输送管道与电动阀门（9）相连；所述传感器（8）包括温度传感器、湿度传感器、气压传感器和二氧化碳浓度传感器；
其中，所述传感器（8）可实时获取气体预处理仓（7）和测试室（1）的温度、湿度、气压和二氧化碳气体浓度数据，所述控制模块（11）可根据输入的测试室条件参数控制气体输送管道与电动阀门（9）的开闭，以及空气湿度调节机（3）、空气温度调节机（4）、空气压缩机（5）和紫外线发生器（6）的启动和关闭，记录、储存试验开始、过程及结束时的二氧化碳浓度数据，输入测试室（1）体积参数和混凝土试件重量参数后，计算后直接显示固碳量测试值；
其特征在于：所述测试方法，具体步骤如下：
（1）、测试装置测试前检查：检查测试装置各个部件是否工作正常、检查进气口和排气口是否通畅、检查测试室是否可密闭工作；
（2）、试验参数输入：在控制模块端输入测试室体积V、待测混凝土试块重量m0及体积V0，试验设定的测试室条件参数，包括气体温度值、湿度值、气压值、二氧化碳浓度最大值pmax和最小值pmin、是否开启紫外线灯、试验周期；
（3）、试验测定：将待测混凝土放入测试室，通过控制模块测试程序启动空气湿度调节机（3）、空气温度调节机（4）、空气压缩机（5）、紫外线发生器（6）、气体预处理仓（7）、传感器（8）、气体输送管道与电动阀门（9），测试室条件参数达到设定值，二氧化碳浓度达到pmax，在试验周期内，若养护室二氧化碳浓度≤pmin时，设备在10分钟内，将测试室二氧化碳浓度提高至最大值pmax，且其他条件保持不变，以第一次二氧化碳浓度达到最大值pmax时为开始时间，到设定龄期时二氧化碳浓度为终止二氧化碳浓度Pe，设备排出测试室内气体至室外；
（4）、测试结果：读取试验测试室内二氧化碳循环次数n、终止二氧化碳浓度Pe，按照[（n-1）*（Pmax-Pmin）+（Pmax-Pe）]*（V-V0）/m0计算混凝土二氧化碳固碳量Mc。
2.根据权利要求1所述的一种混凝土固碳量测试装置的测试方法，其特征在于：所述测试室（1）为一面设有开合装置、承受内部气压且体积固定和气密性良好的空间，其一侧设有排气口（101），排气口（101）通过气体输送管道与电动阀门（9）与室外相连。
3.根据权利要求1所述的一种混凝土固碳量测试装置的测试方法，其特征在于：所述气体仓（2）设有二氧化碳气体接口。
4.根据权利要求1所述的一种混凝土固碳量测试装置的测试方法，其特征在于：所述气体预处理仓（7）一端设有空气进气口（701）和扇叶（702），另一端设有空气出气口（703）。
5.根据权利要求4所述的一种混凝土固碳量测试装置的测试方法，其特征在于：所述空气进气口（701）通过气体输送管道与电动阀门（9）与室外相连，空气进气口（701）端部设有过滤隔离装置。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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