PL245107B1 - Układ do pomiaru wczesnej wytrzymałości betonu oraz sposób pomiaru wczesnej wytrzymałości betonu - Google Patents
Układ do pomiaru wczesnej wytrzymałości betonu oraz sposób pomiaru wczesnej wytrzymałości betonu Download PDFInfo
- Publication number
- PL245107B1 PL245107B1 PL440827A PL44082722A PL245107B1 PL 245107 B1 PL245107 B1 PL 245107B1 PL 440827 A PL440827 A PL 440827A PL 44082722 A PL44082722 A PL 44082722A PL 245107 B1 PL245107 B1 PL 245107B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- concrete
- formwork
- temperature sensors
- cable
- microprocessor
- Prior art date
Links
- 239000004567 concrete Substances 0.000 title claims abstract description 59
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 238000009415 formwork Methods 0.000 claims abstract description 46
- 238000010801 machine learning Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 7
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 7
- 238000013528 artificial neural network Methods 0.000 claims description 5
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 5
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 claims description 3
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 12
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 6
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 description 4
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 3
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 230000035800 maturation Effects 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 2
- 230000006403 short-term memory Effects 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 2
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 210000002569 neuron Anatomy 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
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
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
- E04G9/00—Forming or shuttering elements for general use
- E04G9/10—Forming or shuttering elements for general use with additional peculiarities such as surface shaping, insulating or heating, permeability to water or air
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K13/00—Thermometers specially adapted for specific purposes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Architecture (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- On-Site Construction Work That Accompanies The Preparation And Application Of Concrete (AREA)
Abstract
Przedmiotem zgłoszenia jest układ do pomiaru wczesnej wytrzymałości betonu zawierający czujniki temperatury charakteryzujący się tym, że złożony jest z modułu wewnętrznego, z modułu zewnętrznego oraz dedykowanej jednostki obliczeniowej. Moduł zewnętrzny, montowany na zewnętrznym poszyciu szalunku (1), ma mikroprocesor i jest połączony z urządzeniem nadawczym z kartą sieciową Wi-Fi oraz z co najmniej trzema odbiornikami GPS, zaś mikroprocesor połączony jest przewodem z zasilaniem akumulatorowym z jednej strony i sygnalizatorem optycznym. Na moduł wewnętrzny, składają się co najmniej dwa sensory temperatury (2) połączone przewodem (10) z mikroprocesorem z modułu zewnętrznego. Moduł zewnętrzny łączy się bezprzewodowo z dedykowaną jednostką obliczeniową składającą się z komputera z kartą sieciową Wi-Fi do kontaktu z urządzeniem nadawczym. Przedmiotem zgłoszenia jest też sposób pomiaru wczesnej wytrzymałości betonu charakteryzujący się tym, że poprzez urządzenie nadawcze bezprzewodowo przesyła się zebrane dane ze stałego monitorowania temperatury z każdego z sensorów temperatury (2) do dedykowanej jednostki obliczeniowej z autorskim algorytmem opartym na uczeniu maszynowym i przetwarza się uzyskane dane.
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest układ do pomiaru wczesnej wytrzymałości betonu oraz sposób pomiaru wczesnej wytrzymałości betonu mające zastosowanie w procesie technologicznym produkcji żelbetonowych elementów konstrukcyjnych.
Znana jest ze zgłoszenia patentowego CN 103499682 A metoda do sprawdzania wczesnego skurczu betonu oraz właściwości wpływających na odporność na zarysowanie, prefabrykowanych ścian betonowych. Metoda badania wczesnego skurczu betonu według wynalazku składa się z czterech etapów: analizy ogólnego stanu ściany i rozmieszczenie miejsc pomiarowych, analizy ciepła hydratacji betonu z którego wykonana jest ściana, wylewania ściany ze wstępnie zmieszanego betonu oraz analizy wyników testów. Analiza w wynalazku dotyczy ściany prefabrykowanej i służy głównie ocenie odporności na pękanie ścian.
Ze zgłoszenia patentowego WO 2014052246 A2 znana jest metoda służąca do kontrolowanej pielęgnacji, oraz przyspieszania dojrzewania betonu. Metoda obejmuje badanie temperatury pewnej ilości wiążącej mieszanki betonowej i selektywne dodawanie ciepła tak, że temperatura wiążącej mieszanki betonowej podąża za określonym profilem temperatury. Opisana metoda służy jedynie kontrolowaniu etapu technologicznego produkcji betonu zwanego pielęgnacją. Dodatkowo, poprzez nagrzewanie mieszanki betonowej przyspiesza dojrzewanie betonu, przez co ingeruje w wewnętrzną strukturę materiału i aktywnie wpływa na proces hydratacji, zmieniając późniejsze parametry techniczne betonu. Ponadto betonowa forma ma postać izolowaną.
Ze zgłoszenia patentowego WO 2016073344 A1 znany jest czujnik hydratacji wykorzystujący technologię częstotliwości radiowej (ang. radio frequency RF) oraz sposób określania poziomu hydratacji. Czujnik składa się z anteny umieszczonej na wybranym podłożu, połączonego z nią elektrycznie obwodu RF z procesorem, źródła termicznego do zmiany stanu termicznego obszaru docelowego oraz elementu czujnikowego. Czujnik zawiera ponadto rozpraszacz termiczny a także materiał absorpcyjny. Zastosowano również w wynalazku źródło ciepła służące osiągnięciu ustalonego stanu termicznego. Urządzenie bezprzewodowo odbiera energię ze zdalnego nadajnika-odbiornika i odczytuje pomiary właściwości termicznych. Dzięki analizie temperaturowej urządzenie wskazuje przebieg hydratacji. Wynalazek służy do analizy procesu hydratacji, jednak nie jest przeznaczony bezpośrednio do betonu, a raczej do samego wykrycia procesu.
Z opisu zgłoszenia patentowego WO 2020047267 A1 znany jest wynalazek który dotyczy kontrolowania wzrostu wytrzymałości w nie ulegającym uwodnieniu materiale cementowym. W celu zwiększenia wytrzymałości nieuwodnionego cementu aktywowane są monomerowe składniki polimeryzowane. Przykładowe zastosowania obejmują między innymi minimalizowanie parcia hydrostatycznego płynnej mieszanki betonowej na ściany szalunków w przypadku aplikacji gotowych mieszanek o wysokiej zawartości wody, zmniejszenie nacisku na podpory przy wykonywaniu płyt betonowych, poprawienie zdolności do zachowania kształtu w przypadku szybkiego druku 3D betonu. Wynalazek dotyczy metod analizy hydratacji z zastosowaniem domieszek obniżających stosunek wodno-cementowy, jednak nie jest urządzeniem monitorującym dane dotyczące temperatury.
Proces hydratacji jest jednym z najważniejszych zjawisk w cyklu technologicznym produkcji żelbetowych elementów konstrukcyjnych. Właściwy przebieg hydratacji jest gwarantem uzyskania pożądanych właściwości stwardniałego betonu, a w szczególności odnosi się to do wytrzymałości na ściskanie, która jest jednym z najważniejszych parametrów technicznych betonu. Samo zjawisko hydratacji rozpoczyna się po ułożeniu świeżej mieszanki betonowej w szalunku i kończy się w momencie przereagowania całego dostępnego w mieszance cementu, lub pełnego związania wody zarobowej. Hydratacja jest zjawiskiem egzotermicznym, dlatego monitorowanie temperatury nowo ułożonej mieszanki pozwala określić z pewną dokładnością etap zachodzącej reakcji, co zostało udowodnione naukowo.
Przebieg procesu hydratacji można także powiązać z nabieraniem przez twardniejący beton częściowej wytrzymałości. Jednakże nie jest to związek oczywisty i łatwy do zdefiniowania. Problemem jest to że zależy od wielu czynników, takich jak rodzaj cementu, szybkość wiązania cementu, zanieczyszczenie kruszywa, temperatura otoczenia w momencie układania betonu, zastosowane dodatki i domieszki do betonu.
Układ do pomiaru wczesnej wytrzymałości betonu zawierający czujniki temperatury według wynalazku, charakteryzuje się tym, że złożony jest z modułu wewnętrznego, z modułu zewnętrznego oraz dedykowanej jednostki obliczeniowej. Moduł zewnętrzny, montowany na zewnętrznym poszyciu szalunku ma mikroprocesor i jest połączony z urządzeniem nadawczym z kartą sieciową WiFi oraz z co najmniej trzema odbiornikami GPS. Mikroprocesor połączony jest przewodem również z zasilaniem akumulatorowym z jednej strony i sygnalizatorem optycznym, korzystnie w formie trzech diod, z drugiej strony. Na moduł wewnętrzny, montowany bezpośrednio wewnątrz poszycia szalunku, składają się co najmniej dwa, korzystnie cztery sensory temperatury połączone przewodem z mikroprocesorem z modułu zewnętrznego. Moduł zewnętrzny łączy się bezprzewodowo z dedykowaną jednostką obliczeniową składającą się z komputera z kartą sieciową WiFi do kontaktu z urządzeniem nadawczym.
Korzystnie sensory temperatury występują w wersji nietraconej, korzystnie do grubości 20 cm elementu betonowego i są montowane w poszyciu szalunku, w zagłębieniu wypełnionym izolacją termiczną, korzystnie żywicą epoksydową lub w wersji traconej, powyżej 20 cm grubości elementu betonowego i są montowane wgłębnie poprzez otwór w poszyciu szalunku, w elastycznej osłonce, korzystnie wykonanej z polimeru przewodzącego o grubości do 1 mm, zaś na powierzchni szalunku przewód umieszczony jest w zacisku.
Korzystnie dedykowana jednostka obliczeniowa jest z autorskim algorytmem opartym na uczeniu maszynowym z głębokimi sztucznymi sieciami neuronowymi i algorytmem TGAN (ang. Tabular Generative Adversarial Network), gdzie generatorem jest sieć LSTM (ang. Long Short-Term Memory) wytrenowana z wykorzystaniem dedykowanego algorytmu będącego rozszerzeniem stochastycznego zejścia gradientowego, zaś dyskryminatorem jest sieć MLP (ang. Multi-Layer Perceptron).
Sposób pomiaru wczesnej wytrzymałości betonu realizowany przez układ do pomiaru wczesnej wytrzymałości betonu według wynalazku, charakteryzuje się tym, że bezpośrednio wewnątrz poszycia szalunku montuje się moduł wewnętrzny, składający się z co najmniej dwóch, korzystnie czterech sensorów temperatury, w wersji nietraconej lub w wersji traconej, gdzie sensory temperatury w wersji nietraconej montuje się, korzystnie dla grubości elementu betonowego do grubości 20 cm, w zagłębieniu wypełnionym izolacją termiczną, korzystnie żywicą epoksydową, a sensory temperatury w wersji traconej montuje się, korzystnie dla grubości elementu betonowego powyżej 20 cm, wgłębnie poprzez otwór w poszyciu szalunku, w elastycznej osłonce o grubości do 1 mm, przy czym na powierzchni szalunku przewód umieszcza się w zacisku. Następnie sensory temperatury łączy się przewodem z mikroprocesorem z modułu zewnętrznego, a moduł zewnętrzny montuje się na zewnętrznym poszyciu szalunku. Mikroprocesor łączy się przewodem z urządzeniem nadawczym składającym się z karty sieciowej WiFi oraz z co najmniej trzech odbiorników GPS do wyznaczenia płaszczyzny, oraz łączy się przewodem z zasilaniem akumulatorowym w obudowie z jednej strony i sygnalizatorem optycznym, korzystnie w formie trzech diod, z drugiej strony. Poprzez urządzenie nadawcze przesyła się bezprzewodowo zebrane dane stałego monitorowania temperatury z każdego z sensorów temperatury do dedykowanej jednostki obliczeniowej z autorskim algorytmem opartym na uczeniu maszynowym i przetwarza się uzyskane dane.
Wykorzystany do przetwarzania danych autorski algorytm oparty jest na uczeniu maszynowym, składający się z głębokich sztucznych sieci neuronowych o wysokim stopniu złożoności obliczeniowej (złożoność obliczeniową reprezentuje ilość warstw, w które zgrupowane są neurony ukryte). Do zapewnienia odpowiedniego stopnia niezawodności modelu wykorzystany jest algorytm TGAN (ang. Tabular Generative Adversarial Network), gdzie generatorem jest sieć LSTM (ang. Long Short-Term Memory) wytrenowana z wykorzystaniem dedykowanego algorytmu będącego rozszerzeniem stochastycznego zejścia gradientowego, a dyskryminatorem jest sieć MLP (ang. Multi-Layer Perceptron). Zwiększenie niezawodności modelu odbywa się poprzez wygenerowanie dodatkowych syntetycznych danych opartych na danych źródłowych, które użyte są w ramach treningu sieci głównej. Możliwość niezawodnego przewidywania wielkości częściowej wytrzymałości ma zasadnicze znaczenie dla procesu technologicznego produkcji żelbetowych elementów konstrukcyjnych i znacząco przyspiesza ten proces.
Znajomość częściowej wytrzymałości nowo wyprodukowanych żelbetowych elementów konstrukcyjnych pozwala na wcześniejsze rozszalowanie, co zwiększa rotacje szalunków i przyspiesza proces budowy. Co więcej najbardziej rozpowszechniony model biznesowy szalunków polega na ich wypożyczaniu, przedstawione przez nas rozwiązanie zmniejszy koszty związane z długością najmu takich szalunków. Poprzez stałe monitorowanie temperatury urządzenie pozwala także na betonowanie w niskich temperaturach zwiększając pewność, że element betonowy nie zostanie przemrożony na nieodpowiednim etapie, zmniejszając tym samym ryzyko pojawienia się uszkodzeń strukturalnych betonu, co może znacząco obniżyć jego parametry techniczne, w tym przede wszystkim wytrzymałość na ściskanie.
Dodatkowo zaletą układu według wynalazku jest bezprzewodowa komunikacja pomiędzy sensorami temperaturowymi a urządzeniem odbiorczym a ponadto układ nie wymaga zamawiania skrzynki kalibracyjnej i konieczności przyjazdu instruktora.
Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia rozmieszczenie czujników temperatury na elemencie szalunkowym, fig. 2 przedstawia schemat ideowy układu znajdującego się na elemencie szalunkowym z zasilaniem, fig. 3 przedstawia szczegół mocowania nietraconego czujnika temperatury w przekroju, fig. 4 przedstawia szczegół mocowania nietraconego czujnika temperatury w widoku z góry, fig. 5 przedstawia szczegół mocowania traconego czujnika temperatury w przekroju, zaś fig. 6 przedstawia szczegół mocowania traconego czujnika temperatury w widoku z góry.
Wyjaśnienia na rysunku:
- szalunek,
- sensor temperatury,
- mikroprocesor,
- odbiornik GPS - trzy punkty w przestrzeni potrzebne do wyznaczenia płaszczyzny, co pozwala na identyfikację, czy urządzenie jest zainstalowane w elemencie poziomym, czy pionowym, oraz stworzenie mapy temperaturowej elementu,
- sygnalizator optyczny w formie trzech diod, który sygnalizuje stany awaryjne i stan pracy,
- karta sieciowa Wifi,
- zasilanie akumulatorowe,
- izolacja termiczna,
- zacisk,
- przewód,
- otwór,
- beton.
Przykład 1
Układ do pomiaru wczesnej wytrzymałości betonu w przykładzie wykonania, jak to przedstawiono na fig. 1, fig. 2, ilustruje poniższy przykład.
Układ do pomiaru wczesnej wytrzymałości betonu zawiera cztery czujniki temperatury (2), które stanowią moduł wewnętrzny. Układ złożony jest również z modułu zewnętrznego oraz dedykowanej jednostki obliczeniowej. Moduł wewnętrzny jest montowany bezpośrednio wewnątrz poszycia szalunku (1), a każdy z czterech sensorów temperatury (2) połączony jest przewodem (10) z mikroprocesorem (3) z modułu zewnętrznego.
Sensory temperatury (2) występujące w wersji nietraconej w jednym przykładzie wykonania, dla grubości 20 cm elementu betonowego są montowane w poszyciu szalunku (1), w zagłębieniu (11) wypełnionym izolacją termiczną (8), którą jest żywica epoksydowa.
Sensory temperatury (2) występujące w wersji traconej w kolejnym przykładzie wykonania, dla 30 cm grubości elementu betonowego, są montowane wgłębnie poprzez otwór (11) w poszyciu szalunku (1), w elastycznej osłonce, korzystnie wykonanej z polimeru przewodzącego o grubości do 1 mm. W obu wersjach sensorów na powierzchni szalunku (1) przewód (10) umieszczony jest w zacisku (9), zabezpieczając przed przemieszczaniem sensora (2).
Moduł zewnętrzny w układzie jest zamontowany na zewnętrznym poszyciu szalunku (1), z mikroprocesorem (3) połączonym z urządzeniem nadawczym na które składa się karta sieciowa WiFi (6) oraz z trzy odbiorniki GPS (4). Mikroprocesor (3) jest też połączony przewodem (10) z zasilaniem akumulatorowym (7) z jednej strony i sygnalizatorem optycznym (5), w formie trzech diod, z drugiej strony. Moduł zewnętrzny łączy się bezprzewodowo z dedykowaną jednostką obliczeniową składającą się z komputera z kartą sieciową WiFi do kontaktu z urządzeniem nadawczym.
Dedykowana jednostka obliczeniowa jest z autorskim algorytmem opartym na uczeniu maszynowym z głębokimi sztucznymi sieciami neuronowymi i algorytmem TGAN, gdzie generatorem jest sieć LSTM wytrenowana z wykorzystaniem dedykowanego algorytmu będącego rozszerzeniem stochastycznego zejścia gradientowego, zaś dyskryminatorem jest sieć MLP.
Przykład 2
Układ do pomiaru wczesnej wytrzymałości betonu oraz sposób pomiaru wczesnej wytrzymałości betonu w przykładzie wykonania, jak to przedstawiono na fig. 1, fig. 2, fig. 3 i fig. 4 dla czujnika temperatury z w wersji nietraconej ilustruje poniższy przykład.
Pierwszym etapem jest przygotowanie poszycia poprzez wyczyszczenie wewnętrznej powierzchni płyty szalunkowej (1), położenie płyty szalunkowej (1) na równym płaskim podłożu i wywiercenie otworów o średnicy o 1 cm większej od średnicy czujnika temperatury (2) i głębokości równej głębokości czujnika (2). W przykładzie wykonania to kolejno 6 cm średnicy i 3 cm głębokości. Otwory należy oczyścić z pyłu. Następnie należy wywiercić w każdym otworze (11) na wylot dodatkowy cienki kanału o średnicy 5 mm, do przeprowadzenia kabli (10). Następnie umieszcza się czujniki temperatury (2) w otworze (11) i przeprowadza kable (10) przez wcześniej przygotowane kanały a dalej zalewa otwory (11) żywicą epoksydową (odlewniczą, odporną na promienie UV i temperaturę). Płyta szalunkowa powinna pozostawać nieruchoma do czasu utwardzenia żywicy epoksydowej. Moduł zewnętrzny mocuje się do zewnętrznego poszycia płyty szalunkowej (1) za pomocą czterech wkrętów do drewna. Wyciągnięte z płyty szalunkowej (1) kable (10) podłącza się do modułu zewnętrznego. Układ uruchamia się i przetestowuje połączenie z jednostką agregującą dane, czyli dedykowaną jednostką obliczeniową znajdującą się na budowie. Dedykowana jednostka obliczeniowa jest z autorskim algorytmem opartym na uczeniu maszynowym z głębokimi sztucznymi sieciami neuronowymi i algorytmem TGAN, gdzie generatorem jest sieć LSTM wytrenowana z wykorzystaniem dedykowanego algorytmu będącego rozszerzeniem stochastycznego zejścia gradientowego, zaś dyskryminatorem jest sieć MLP.
Tak przygotowana płyta szalunkowa (1) z czujnikami (2) może zostać wykorzystana w produkcji. Od strony wewnętrznej poszycia sensor (2) zakrywa się taśmą polimerową, na czas przechowywania, transportu i montażu. Natomiast w czasie betonowania taśma musi zostać usunięta, a ewentualne resztki kleju starte za pomocą odpowiedniego rozpuszczalnika.
Kolejne etapy są w czasie produkcji, na który składa się: montaż szalunku, montaż zbrojenia, uruchomienie urządzenia i pomiar testowy, uruchomienie pomiarów ciągłych i rozpoczęcie agregacji danych. Dalej następuje rozpoczęcie betonowania, zakończenie betonowania. Po kilku godzinach od zabetonowania zagregowane dane w postaci temperatury wprowadzane są do modelu obliczeniowego, jako zmienna celu uzyskiwana jest charakterystyczna wytrzymałość na ściskanie. Od tego czasu odczyt wytrzymałości na ściskanie śledzi się w czasie rzeczywistym. Po osiągnięciu częściowej wytrzymałości na ściskanie betonu, która pozwoli na samonośność elementu, nie spowoduje zmiany geometrii elementu, lokalnej niestabilności, lub zarysowania (poza progiem przewidzianym przez projektanta w ramach stanu granicznego użytkowalności), szalunek demontuje się i przekłada do kolejnego elementu lub sekcji. Odpowiednia częściowa wytrzymałość na ściskanie betonu zależy od elementu, rodzaju mieszanki, oraz warunków środowiskowych i powinna być każdorazowo ustalana przez inspektora nadzoru. Po demontażu szalunku sensory (2) należy zabezpieczyć taśmą polimerową na czas składowania lub transportu.
Podczas demontażu w pierwszej kolejności rozłącza się przewody (10) sensorów (2) i modułu zewnętrznego, kolejno demontuje się moduł zewnętrzny układu. Sensor (2) wraz z czopem żywicznym wypycha się z poszycia naciskając od strony zewnętrznej. Żywiczny czop należy umieścić z niewielkim zbiorniku z alkoholem izopropylowym, a następnie rozkruszyć wyjmując czujnik (2). Miejsce po sensorze (2) można wyszlifować papierem ściernym, wewnętrzną część otworu (11) należy wcześniej pokryć klejem do drewna, a następnie załatać drewnianą łatą wypełniającą otwór (11). Łata powinna być zlicowana z poszyciem.
Przykład 3
Układ do pomiaru wczesnej wytrzymałości betonu oraz sposób pomiaru wczesnej wytrzymałości betonu w przykładzie wykonania, jak to przedstawiono na fig. 1, fig. 2, fig. 5 i fig. 6 dla czujnika temperatury z w wersji traconej ilustruje ten przykład.
Pierwszym etapem jest przygotowanie poszycia poprzez wyczyszczenie wewnętrznej powierzchni płyty szalunkowej (1), i wywiercenie na wylot otworów o średnicy o 1 cm większej od średnicy czujnika temperatury (2) i oczyszczenie ich z pyłu. Następnie instaluje się moduł zewnętrzny na zewnętrznej stronie poszycia.
W trakcie produkcji wpierw robi się montaż szalunku, zbrojenia a następnie umieszcza cztery sensory (2) w przygotowane otwory (11) i uszczelnia się zaciskami (9). Kolejno podłączono sensory do modułu zewnętrznego i uruchomiono sensory (2) i pomiar testowy. Dalej prowadzi się uruchomienie pomiarów ciągłych i rozpoczęcie agregacji danych poprzez kartę sieciową WiFi w dedykowanej jednostce obliczeniowej. Po zakończeniu procesu betonowania po kilku godzinach zagregowane dane w postaci temperatury wprowadzane są do modelu obliczeniowego, jako zmienna celu uzyskiwana jest charakterystyczna wytrzymałość na ściskanie. Od lego czasu odczyt wytrzymałości na ściskanie można śledzić w czasie rzeczywistym. Po osiągnięciu częściowej wytrzymałości na ściskanie betonu, która pozwala na samonośność elementu, nie spowoduje zmiany geometrii cienieniu, lokalnej niestabilności, lub zarysowania (poza progiem przewidzianym przez projektanta w ramach stanu granicznego użytkowalności), szalunek można zdemontować i przełożyć do kolejnego elementu lub sekcji. Odpowiednia częściowa wytrzymałość na ściskanie betonu zależy od elementu, rodzaju mieszanki, oraz warunków środowiskowych i powinna być każdorazowo ustalana przez inspektora nadzoru.
Po zakończeniu pomiarów, czujniki zostają w betonie, przewody należy odciąć, a niewielki otwór (11) zasklepić szpachlą do betonu. Moduł zewnętrzny demontuje się dopiero kiedy poszycie szalunkowe zakończyło swoją żywotność w ramach przewidzianego przez producenta cyklu przełożeń lub użytkownik zdecydował się na deinstalacje urządzenia pomiarowego.
Claims (4)
1. Układ do pomiaru wczesnej wytrzymałości betonu zawierający czujniki temperatury, znamienny tym, że złożony jest z modułu wewnętrznego, z modułu zewnętrznego oraz dedykowanej jednostki obliczeniowej, gdzie moduł zewnętrzny, montowany na zewnętrznym poszyciu szalunku (1), ma mikroprocesor (3) i jest połączony z urządzeniem nadawczym z kartą sieciową WiFi (6) oraz z co najmniej trzema odbiornikami GPS (4), zaś mikroprocesor (3) połączony jest przewodem (10) również z zasilaniem akumulatorowym (7) z jednej strony i sygnalizatorem optycznym (5), korzystnie w formie trzech diod, z drugiej strony, natomiast na moduł wewnętrzny, montowany bezpośrednio wewnątrz poszycia szalunku (1), składają się co najmniej dwa, korzystnie cztery sensory temperatury (2) połączone przewodem (10) z mikroprocesorem (3) z modułu zewnętrznego, zaś moduł zewnętrzny łączy się bezprzewodowo z dedykowaną jednostką obliczeniową składającą się z komputera z kartą sieciową WiFi do kontaktu z urządzeniem nadawczym.
2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że sensory temperatury (2) występują w wersji nietraconej, korzystnie do grubości 20 cm elementu betonowego i są montowane w poszyciu szalunku (1), w zagłębieniu (11) wypełnionym izolacją termiczną (8), korzystnie żywicą epoksydową lub w wersji traconej powyżej 20 cm grubości elementu betonowego i są montowane wgłębnie poprzez otwór (11) w poszyciu szalunku (1), w elastycznej osłonce, korzystnie wykonanej z polimeru przewodzącego o grubości do 1 mm, zaś na powierzchni szalunku (1) przewód (10) umieszczony jest w zacisku (9).
3. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że dedykowana jednostka obliczeniowa jest z autorskim algorytmem opartym na uczeniu maszynowym z głębokimi sztucznymi sieciami neuronowymi i algorytmem TGAN, gdzie generatorem jest sieć LSTM wytrenowana z wykorzystaniem dedykowanego algorytmu będącego rozszerzeniem stochastycznego zejścia gradientowego, zaś dyskryminatorem jest sieć MLP.
4. Sposób pomiaru wczesnej wytrzymałości betonu realizowany przez układ opisany zastrzeżeniami od 1 do 3, znamienny tym, że bezpośrednio wewnątrz poszycia szalunku (1) montuje się moduł wewnętrzny, składający się z co najmniej dwóch, korzystnie czterech sensorów temperatury (2), w wersji nietraconej lub w wersji traconej, gdzie sensory temperatury (2) w wersji nietraconej montuje się, korzystnie dla grubości elementu betonowego do grubości 20 cm, w zagłębieniu, (11) wypełnionym izolacją termiczną (8), korzystnie żywicą epoksydową, a sensory temperatury (2) w wersji traconej montuje się, korzystnie dla grubości elementu betonowego powyżej 20 cm, wgłębnie poprzez otwór (11) w poszyciu szalunku (1), w elastycznej osłonce o grubości do 1 mm, przy czym na powierzchni szalunku (1) przewód (10) umieszcza się w zacisku (9), a następnie sensory temperatury (2) łączy się przewodem (10) z mikroprocesorem (3) z modułu zewnętrznego, a moduł zewnętrzny montuje się na zewnętrznym, poszyciu szalunku (1), zaś mikroprocesor (3), łączy się przewodem (10) z urządzeniem nadawczym składającym się z karty sieciowej WiFi (6) oraz z co najmniej trzech odbiorników GPS (4) do wyznaczenia płaszczyzny, oraz łączy się przewodem (10) z zasilaniem akumulatorowym (7) w obudowie z jednej strony i sygnalizatorem optycznym (5), korzystnie w formie trzech diod, z drugiej strony, zaś poprzez urządzenie nadawcze przesyła się bezprzewodowo zebrane dane stałego monitorowania temperatury z każdego z sensorów temperatury (2) do dedykowanej jednostki obliczeniowej z autorskim algorytmem opartym na uczeniu maszynowym i przetwarza się uzyskane dane.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PL440827A PL245107B1 (pl) | 2022-03-31 | 2022-03-31 | Układ do pomiaru wczesnej wytrzymałości betonu oraz sposób pomiaru wczesnej wytrzymałości betonu |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PL440827A PL245107B1 (pl) | 2022-03-31 | 2022-03-31 | Układ do pomiaru wczesnej wytrzymałości betonu oraz sposób pomiaru wczesnej wytrzymałości betonu |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
PL440827A1 PL440827A1 (pl) | 2023-10-02 |
PL245107B1 true PL245107B1 (pl) | 2024-05-13 |
Family
ID=88203806
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PL440827A PL245107B1 (pl) | 2022-03-31 | 2022-03-31 | Układ do pomiaru wczesnej wytrzymałości betonu oraz sposób pomiaru wczesnej wytrzymałości betonu |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
PL (1) | PL245107B1 (pl) |
-
2022
- 2022-03-31 PL PL440827A patent/PL245107B1/pl unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
PL440827A1 (pl) | 2023-10-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11454606B2 (en) | Method and systems relating to construction material assessment | |
US20240230557A1 (en) | Construction material assessment method and systems | |
John et al. | IoT enabled real-time monitoring system for early-age compressive strength of concrete | |
US7398131B2 (en) | Method and system for concrete quality control based on the concrete's maturity | |
US11614420B2 (en) | Thermo-piezoresistive embedded wireless sensor with real-time concrete monitoring | |
CA2017656C (en) | Method and apparatus for non-destructive evaluation of concrete | |
WO2017136324A1 (en) | Sensing device, sensing device system, and methods for measuring a characteristic of a concrete mixture and for predicting a performance characteristic of a concrete mixture | |
KR101132249B1 (ko) | 실제 시공되는 콘크리트와 동일한 조건으로 콘크리트 시료를 양생하는 콘크리트 시료 양생기 및 그를 이용한 콘크리트 양생방법 | |
US20060058904A1 (en) | Method and system for concrete quality control based on the concrete's maturity | |
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 | |
JP2020519798A (ja) | トンネル用プレキャストセグメントならびにそのようなプレキャストセグメントを作製および監視する方法 | |
KR101645622B1 (ko) | 콘크리트 경화 측정 장치 및 방법 | |
PL245107B1 (pl) | Układ do pomiaru wczesnej wytrzymałości betonu oraz sposób pomiaru wczesnej wytrzymałości betonu | |
AU2022387019A1 (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 | |
JPH0750104B2 (ja) | コンクリートの非破壊評価方法および装置 | |
CN111256867A (zh) | 大体积防辐射混凝土测温装置及其匹配养护装置和方法 | |
JP7546508B2 (ja) | 水硬性組成物の強度発現時期の判定方法、水硬性組成物の強度発現時期の判定システム | |
CN117147696B (zh) | 一种低pH混凝土pH值无损检测方法 | |
Meng et al. | Construction of Dielectric Model of Nonaqueous Reactive Polyurethane Grouting Materials | |
Gamil et al. | DIGITALISERAT PLATSGJUTET ANLÄGG-NINGSBYGGANDE | |
Annisa et al. | A Wireless Based StormPAV Green Pavement Moisture Monitoring System | |
JPH08278268A (ja) | 電気式検知回路を用いた含水率計及びコンクリートの打設区画 検知装置。 | |
Nielsen et al. | Use of Wireless Sensors in the Building Industry-Sensobyg | |
AU2013201999B2 (en) | Method and Apparatus for Assessing Shear Strength Development in Cementitious Materials |