CN211122465U - 一种混凝土碳化箱 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种混凝土碳化箱，涉及混凝土碳化试验设备技术领域。本实用新型包括碳化试验箱和工控机，所述碳化试验箱内设置有制冷机构、加热机构、进排气机构、湿度控制机构、温度传感器、湿度传感器、紫外线辐照机构、置物架和二氧化碳浓度传感器，所述制冷机构、加热机构、进排气机构、温度传感器、湿度控制机构、湿度传感器和二氧化碳浓度传感器均与工控机相连。本实于解决现有技术中混凝土碳化试验忽略环境温度、湿度和紫外线的问题，同时能够为科研工作者轻松获得全国各地混凝土的自然碳化数据提供硬件支持。
Description
技术领域
本实用新型涉及混凝土试验设备技术领域，更具体地说涉及一种混凝土碳化箱。
背景技术
混凝土的碳化试验是检验混凝土结构耐久性能的一个重要指标。《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》GB/T50082-2009规定：在实验室进行混凝土碳化试验时，碳化箱内相对湿度为（70±5）%，温度为（20±2）℃，二氧化碳浓度保持在（20±3）%范围内，碳化28d后，取3块混凝土的碳化深度平均值作为混凝土碳化测定值。该碳化试验虽然简单、快捷，能快速评估混凝土的抗碳化能力，但是忽略了自然状态下的混凝土碳化还受到环境温度、湿度、紫外线等因素的影响。
随着环境温度升高，CO2扩散速度提高、离子的运动速度提高，导致化学反应的速度提高，从而加快碳化反应。有研究指出，环境温度为10~60℃时与混凝土的碳化速度成正相关。相对湿度是影响混凝土碳化的重要因素：当湿度过高时，混凝土孔隙中充满了水，阻碍了CO2扩散，碳化反应慢；而湿度过低时，碳化反应所需的水分不足，碳化不能进行；相对湿度为55-75%时，有利于碳化反应。
此外，自然环境中的紫外线会加速碳化反应的进行。
我国幅员辽阔，不同地区温度、湿度、日照差异大，如青藏高原五道梁年平均气温-5.6℃，南海西沙年平均气温26.4℃，两地年平均温差达32℃。科研工作者要想获得不同地区混凝土在自然状态下的碳化数据，只有实地进行碳化试验才能得到，给研究带来诸多不便。
实用新型内容
为了克服上述现有技术中存在的缺陷和不足，本申请提供了一种混凝土碳化箱，本实用新型的发明目的在于解决上述现有技术中混凝土碳化试验忽略环境温度、湿度和紫外线的问题，同时能够为科研工作者轻松获得全国各地混凝土的自然碳化数据提供硬件支持。
一种混凝土碳化箱，包括碳化试验箱和工控机，其特征在于：所述碳化试验箱内设置有制冷机构、加热机构、进排气机构、湿度控制机构、温度传感器、湿度传感器、紫外线辐照机构、置物架和二氧化碳浓度传感器，所述制冷机构、加热机构、进排气机构、温度传感器、湿度控制机构、湿度传感器和二氧化碳浓度传感器均与工控机相连；所述置物架悬空假设在碳化试验箱的箱体内部，所述制冷机构和加热机构分别设置在碳化试验箱箱体底部两侧；所述湿度传感器、温度传感器和二氧化碳浓度传感器设置在碳化试验箱的上部侧壁上；所述湿度控制机构包括加湿器和除湿器，均与碳化试验箱的上部空间相连通；所述紫外线辐照机构设置在碳化试验箱底部。
所述进排气机构包括设置在碳化试验箱顶部的风扇和设置在碳化试验箱底部的气孔，所述气孔通过管道分别与外界大气和二氧化碳储气瓶相连，由工控机控制气孔向碳化试验箱内部供送空气和/或二氧化碳气体。
所述工控机包括控制主板、触摸显示屏、电源开关、电源指示灯和运行异常指示灯，所述温度传感器、湿度传感器和二氧化碳浓度传感器检测到的碳化试验箱内部的温度、湿度和二氧化碳浓度信号通过控制主板的信号输入口输入，所述制冷机构、加热机构、进排气机构、紫外线辐照机构和湿度控制机构与控制主板的信号输出口相连。
所述触摸显示屏、电源开关、电源指示灯和运行异常指示灯设置在碳化试验箱的箱体外壁上。其中控制主板中使用一块固态硬盘（SSD）存储控制程序和全国各主要城市月平均温度、湿度、紫外线辐射量和CO2浓度。
本申请的工作原理如下：
将混凝土试块放到置物架上，打开电源开关，工控机触摸屏进入启动界面，根据研究需要选择目标城市和月份，系统导入相应城市月平均温度、湿度、CO2浓度、紫外辐射强度等数据，如有数据修改需要，在界面上即可完成修改。确认目标数据后，计算机开启紫外灯，同时将温度信号输入端口、湿度信号输入端口、CO2浓度信号输入端口接收到的实时数据与目标数据进行对比，根据偏差正负值，启动制热/制冷系统，CO2浓度控制系统，1小时内全面模拟目标城市的气候条件，使混凝土在此条件下进行碳化实验。
与现有技术相比，本实用新型所带来的有益的技术效果表现在：
1、在碳化实验箱中配置紫外灯，依据工控机导入的目标紫外线强度，控制主板控制每天紫外灯的照射时间，使混凝土受紫外线辐射接近当地真实情况。本实用新型中，制冷机构和加热机构用于模拟外界气温，进排气机构用于模拟外界CO2浓度，湿度控制机构用于模拟外界湿度。本实用新型中，可以在工控机中预先设置全国各地的大气环境数据，从而达到全国各地不同的模拟条件，在本申请中，工控机仅仅采用简单的判断逻辑，很容易实现，根据温度、湿度、二氧化碳浓度传感器检测到的信号，实现制冷机构、加热机构、湿度控制机构、进排气机构的自动控制，控制简单，可以实时模拟自然气候，对混凝土碳化试验提供试验依据和支撑。
2、在触摸液晶屏的程序界面上，可根据需要选择全国各主要城市名称，程序将自动导入该城市12个月月平均温度、湿度、CO2浓度和紫外线辐射量，使用者可根据需要选择某个月或某几个月进行实验。另外，对于目标城市的温度、湿度、CO2浓度和紫外线辐射量还可以自由设定，满足用户的研究需要。
3、在本申请中，加热机构采用制热管，如电阻丝加热，制冷机构采用制冷机，湿度控制机构采用加湿器和除湿器，其设备均方便购买，组装简单，容易实现，且本申请也不涉及对程序的改进，所使用的程序均是现有的简单的判断逻辑控制程序，方便操作和设置。本实用新型可以能够为科研工作者轻松获得全国各地混凝土的自然碳化数据提供硬件支持。
附图说明
图1为本实用新型整体结构示意图；
图2为本实用新型碳化箱的结构示意图；
附图标记：1、触摸显示屏，2、电源开关，3、电源指示灯，4、运行异常指示灯，5、风扇，6、温度传感器，7、湿度传感器，8、二氧化碳浓度传感器，9、置物架，10、气孔，11、紫外线辐照机构，12、湿度控制机构，13、制冷机构，14、加热机构。
具体实施方式
下面结合说明书附图，对本实用新型的技术方案作出进一步详细地阐述。
实施例1
作为本实用新型一较佳实施例，参照说明书附图1和2，本实施例公开了：
如图2所示，一种混凝土碳化箱，包括碳化试验箱和工控机，所述碳化试验箱内设置有制冷机构13、加热机构14、进排气机构、湿度控制机构12、温度传感器6、湿度传感器7、紫外线辐照机构11、置物架9和二氧化碳浓度传感器8，所述制冷机构13、加热机构14、进排气机构、温度传感器6、湿度控制机构12、湿度传感器7和二氧化碳浓度传感器8均与工控机相连；所述置物架9悬空假设在碳化试验箱的箱体内部，所述制冷机构13和加热机构14分别设置在碳化试验箱箱体底部两侧；所述湿度传感器7、温度传感器6和二氧化碳浓度传感器8设置在碳化试验箱的上部侧壁上；所述湿度控制机构12包括加湿器和除湿器，均与碳化试验箱的上部空间相连通；所述紫外线辐照机构11设置在碳化试验箱底部；在本实施例中，将混凝土试块放到置物架9上，打开电源开关2，工控机触摸屏进入启动界面，根据研究需要选择目标城市和月份，系统导入相应城市月平均温度、湿度、CO2浓度、紫外辐射强度等数据，如有数据修改需要，在界面上即可完成修改。确认目标数据后，计算机开启紫外灯，同时将温度信号输入端口、湿度信号输入端口、CO2浓度信号输入端口接收到的实时数据与目标数据进行对比，根据偏差正负值，启动制热/制冷系统，CO2浓度控制系统，1小时内全面模拟目标城市的气候条件，使混凝土在此条件下进行碳化实验。
实施例2
作为本实用新型又一较佳实施例，参照说明书附图1和2，本实施例公开了：
一种混凝土碳化箱，包括碳化试验箱和工控机，所述碳化试验箱内设置有制冷机构13、加热机构14、进排气机构、湿度控制机构12、温度传感器6、湿度传感器7、紫外线辐照机构11、置物架9和二氧化碳浓度传感器8，所述制冷机构13、加热机构14、进排气机构、温度传感器6、湿度控制机构12、湿度传感器7和二氧化碳浓度传感器8均与工控机相连；所述置物架9悬空假设在碳化试验箱的箱体内部，所述制冷机构13和加热机构14分别设置在碳化试验箱箱体底部两侧；所述湿度传感器7、温度传感器6和二氧化碳浓度传感器8设置在碳化试验箱的上部侧壁上；所述湿度控制机构12包括加湿器和除湿器，均与碳化试验箱的上部空间相连通；所述紫外线辐照机构11设置在碳化试验箱底部。
如图2所示，所述进排气机构包括设置在碳化试验箱顶部的风扇5和设置在碳化试验箱底部的气孔10，所述气孔10通过管道分别与外界大气和二氧化碳储气瓶相连，由工控机控制气孔10向碳化试验箱内部供送空气和/或二氧化碳气体。
如图1所示，所述工控机包括控制主板、触摸显示屏1、电源开关2、电源指示灯3和运行异常指示灯4，所述温度传感器6、湿度传感器7和二氧化碳浓度传感器8检测到的碳化试验箱内部的温度、湿度和二氧化碳浓度信号通过控制主板的信号输入口输入，所述制冷机构13、加热机构14、进排气机构、紫外线辐照机构11和湿度控制机构12与控制主板的信号输出口相连。
实施例3
作为本实用新型又一较佳实施例，参照说明书附图1和2，本实施例公开了：
一种混凝土碳化箱，包括碳化试验箱和工控机，所述碳化试验箱内设置有制冷机构13、加热机构14、进排气机构、湿度控制机构12、温度传感器6、湿度传感器7、紫外线辐照机构11、置物架9和二氧化碳浓度传感器8，所述制冷机构13、加热机构14、进排气机构、温度传感器6、湿度控制机构12、湿度传感器7和二氧化碳浓度传感器8均与工控机相连；所述置物架9悬空假设在碳化试验箱的箱体内部，所述制冷机构13和加热机构14分别设置在碳化试验箱箱体底部两侧；所述湿度传感器7、温度传感器6和二氧化碳浓度传感器8设置在碳化试验箱的上部侧壁上；所述湿度控制机构12包括加湿器和除湿器，均与碳化试验箱的上部空间相连通；所述紫外线辐照机构11设置在碳化试验箱底部。所述进排气机构包括设置在碳化试验箱顶部的风扇5和设置在碳化试验箱底部的气孔10，所述气孔10通过管道分别与外界大气和二氧化碳储气瓶相连，由工控机控制气孔10向碳化试验箱内部供送空气和/或二氧化碳气体。
所述工控机包括控制主板、触摸显示屏1、电源开关2、电源指示灯3和运行异常指示灯4，所述温度传感器6、湿度传感器7和二氧化碳浓度传感器8检测到的碳化试验箱内部的温度、湿度和二氧化碳浓度信号通过控制主板的信号输入口输入，所述制冷机构13、加热机构14、进排气机构、紫外线辐照机构11和湿度控制机构12与控制主板的信号输出口相连。所述触摸显示屏1、电源开关2、电源指示灯3和运行异常指示灯4设置在碳化试验箱的箱体外壁上。其中控制主板中使用一块固态硬盘（SSD）存储控制程序和全国各主要城市月平均温度、湿度、紫外线辐射量和CO2浓度。
将混凝土试块放到置物架9上，打开电源开关2，工控机触摸屏进入启动界面，根据研究需要选择目标城市和月份，系统导入相应城市月平均温度、湿度、CO2浓度、紫外辐射强度等数据，如有数据修改需要，在界面上即可完成修改。确认目标数据后，计算机开启紫外灯，同时将温度信号输入端口、湿度信号输入端口、CO2浓度信号输入端口接收到的实时数据与目标数据进行对比，根据偏差正负值，启动制热/制冷系统，CO2浓度控制系统，1小时内全面模拟目标城市的气候条件，使混凝土在此条件下进行碳化实验。
在碳化实验箱中配置紫外灯，依据工控机导入的目标紫外线强度，控制主板控制每天紫外灯的照射时间，使混凝土受紫外线辐射接近当地真实情况。本实用新型中，制冷机构13和加热机构14用于模拟外界气温，进排气机构用于模拟外界CO2浓度，湿度控制机构12用于模拟外界湿度。本实用新型中，可以在工控机中预先设置全国各地的大气环境数据，从而达到全国各地不同的模拟条件，在本申请中，工控机仅仅采用简单的判断逻辑，很容易实现，根据温度、湿度、二氧化碳浓度传感器8检测到的信号，实现制冷机构13、加热机构14、湿度控制机构12、进排气机构的自动控制，控制简单，可以实时模拟自然气候，对混凝土碳化试验提供试验依据和支撑。
在本申请中，加热机构14采用制热管，如电阻丝加热，制冷机构13采用制冷机，湿度控制机构12采用加湿器和除湿器（图中未示出）属于外加设备，通过一窗口连通至碳化试验箱内部，其设备均方便购买，组装简单，容易实现，且本申请也不涉及对程序的改进，所使用的程序均是现有的简单的判断逻辑控制程序，方便操作和设置。本实用新型可以能够为科研工作者轻松获得全国各地混凝土的自然碳化数据提供硬件支持。
Claims (5)
1.一种混凝土碳化箱，包括碳化试验箱和工控机，其特征在于：所述碳化试验箱内设置有制冷机构（13）、加热机构（14）、进排气机构、湿度控制机构（12）、温度传感器（6）、湿度传感器（7）、紫外线辐照机构（11）、置物架（9）和二氧化碳浓度传感器（8），所述制冷机构（13）、加热机构（14）、进排气机构、温度传感器（6）、湿度控制机构（12）、湿度传感器（7）和二氧化碳浓度传感器（8）均与工控机相连；所述置物架（9）悬空假设在碳化试验箱的箱体内部，所述制冷机构（13）和加热机构（14）分别设置在碳化试验箱箱体底部两侧；所述湿度传感器（7）、温度传感器（6）和二氧化碳浓度传感器（8）设置在碳化试验箱的上部侧壁上；所述湿度控制机构（12）包括加湿器和除湿器，均与碳化试验箱的上部空间相连通；所述紫外线辐照机构（11）设置在碳化试验箱底部。
2.如权利要求1所述的一种混凝土碳化箱，其特征在于：所述进排气机构包括设置在碳化试验箱顶部的风扇（5）和设置在碳化试验箱底部的气孔（10），所述气孔（10）通过管道分别与外界大气和二氧化碳储气瓶相连，由工控机控制气孔（10）向碳化试验箱内部供送空气和/或二氧化碳气体。
3.如权利要求1或2所述的一种混凝土碳化箱，其特征在于：所述工控机包括控制主板、触摸显示屏（1）、电源开关（2）、电源指示灯（3）和运行异常指示灯（4），所述温度传感器（6）、湿度传感器（7）和二氧化碳浓度传感器（8）检测到的碳化试验箱内部的温度、湿度和二氧化碳浓度信号通过控制主板的信号输入口输入，所述制冷机构（13）、加热机构（14）、进排气机构、紫外线辐照机构（11）和湿度控制机构（12）与控制主板的信号输出口相连。
4.如权利要求3所述的一种混凝土碳化箱，其特征在于：所述触摸显示屏（1）、电源开关（2）、电源指示灯（3）和运行异常指示灯（4）设置在碳化试验箱的箱体外壁上。
5.如权利要求3所述的一种混凝土碳化箱，其特征在于：所述控制主板中使用一块固态硬盘（SSD）存储控制程序和全国各主要城市月平均温度、湿度、紫外线辐射量和CO2浓度。
Priority Applications (1)
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| CN201921908544.2U CN211122465U (zh) | 2019-11-07 | 2019-11-07 | 一种混凝土碳化箱 |
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| CN (1) | CN211122465U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114088928A (zh) * | 2021-10-11 | 2022-02-25 | 中建西部建设湖南有限公司 | 一种混凝土固碳量测试装置及其测试方法 |
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2019
- 2019-11-07 CN CN201921908544.2U patent/CN211122465U/zh active Active
Cited By (2)
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| CN114088928A (zh) * | 2021-10-11 | 2022-02-25 | 中建西部建设湖南有限公司 | 一种混凝土固碳量测试装置及其测试方法 |
| CN114088928B (zh) * | 2021-10-11 | 2024-04-12 | 中建西部建设湖南有限公司 | 一种混凝土固碳量测试装置及其测试方法 |
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