一种结合抽真空测量大体积混凝土内部温湿度的装置及方法与流程

本发明涉及水利水电工程大坝混凝土施工，具体地指一种结合抽真空测量大体积混凝土内部温湿度的装置及方法。

背景技术：

1、在水利水电工程建设中，混凝土是最为常见的应用材料。虽然混凝土材料力学性能优异，但是受材料种类、浇筑工艺和外界环境等因素影响，随着服役时间的推移和内外应力作用，往往会发生开裂现象。

2、以往的研究表明，大坝开裂大多是由于结构内温度和湿度变化引起的体积膨胀和收缩造成的，为了延长大坝服役年限，就要研究大体积混凝土的开裂机理，那么准确、实时的获取大体积混凝土内部温、湿度数据就成了必要条件之一。

3、目前大体积混凝土内部温度的测量较为成熟，现有测量装置和方法很多，准确度也很高。但是对于大体积混凝土内部湿度测量装置和方法，虽然开展此类研究的人员较多，也取得了不同的成果，但是还没有一种大家公认的行之有效的技术来实现。

4、行业内技术人员测量大体积混凝土内部湿度大多采用预埋式和打孔置入测量两种方法，但是都存在有待改进之处，主要原因和困难有以下几点：

5、（1）现有测量湿度的传感器测量的都是空气的相对湿度，因此它的工作环境必须有一个特殊的空腔结构，既可以透气又不能透水。但是大体积混凝土浇筑振捣时会有大量的浆体和水分，一旦进入腔体和传感器直接接触就会造成元器件短路，损坏传感器。

6、（2）大体积混凝土浇筑完成后，顺利进入这些测量空腔内的水分子难以在短时间扩散，以往的试验数据表明，在相当长时间内，这些空腔内的相对湿度会一直位于95%以上的高位，不能反映真实的混凝土湿度情况。

7、（3）现有测量湿度的传感器都比较敏感，长时间在高湿度环境下工作容易发生漂移现象，还有可能造成电子元器件的腐蚀和损坏。

8、（4）钻孔预埋方法可以有效避免大体积混凝土浇筑振捣过程中混凝土浆体对传感器的损坏，和长时间在高湿度环境下工作造成的漂移，但是采用后期钻孔一方面容易破坏混凝土的微细观结构；另一方面传感器探入后测量的不是单点部位湿度，而是柱状空腔的整体湿度；还有就是封堵时采用的材料和混凝土自身结构性质不同，凝固时间不一样都会对测量结果造成干扰。

9、综上，为了能够准确及时的获取大大体积混凝土温湿度数据，采取针对性的温湿度控制措施，预防大体积混凝土发生开裂，就需要研发一种结合抽真空测量大体积混凝土内部温湿度的装置和方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述不足，提供一种结合抽真空测量大体积混凝土内部温湿度的装置及方法，可实时准确地获取大体积混凝土内部温湿度数据，指导温湿度控制方案的制定和实施，减少开裂现象的产生。

2、本发明为解决上述技术问题，所采用的技术方案是：一种结合抽真空测量大体积混凝土内部温湿度的装置，它包括预埋于混凝土试验块体内的预埋管，所述预埋管内侧设有用于形成温湿度测量空间的防堵保护罩网，所述预埋管外侧设有定位防护盒，所述预埋管用于在测量时进行抽真空和穿设温湿度传感器。

3、优选地，所述预埋管通过支撑架体固定于混凝土试验块体内。

4、优选地，所述支撑架体为立方体架体结构，所述预埋管横向安装于支撑架体顶部。

5、优选地，所述定位防护盒为立方体盒体结构，其一侧开设有与预埋管外侧配合的穿孔，另一侧开放且在浇注时与混凝土试验块体的模板内侧接触，定位防护盒其它侧面封闭。

6、优选地，所述定位防护盒与模板接触的位置设有密封胶。

7、优选地，所述防堵保护罩网包括位于内部的支撑骨架和位于外部的罩网。

8、优选地，所述预埋管为聚乙烯复合管。

9、优选地，所述预埋管内侧高度低于预埋管外侧高度。

10、本发明还公开上述结合抽真空测量大体积混凝土内部温湿度的装置的布置方法，它包括以下步骤：

11、步骤1）：根据设计和规范的要求，四面竖立模板形成混凝土浇注仓，在混凝土浇注仓内架设支撑架体；

12、步骤2）：在支撑架体顶部架设预埋管，在预埋管内侧设置防堵保护罩网，在预埋管外侧设置定位防护盒，并使得定位防护盒开放侧与其中一块模板内侧接触，并在接触位置涂抹密封胶形成密封；

13、步骤3）：向混凝土浇注仓内浇注混凝土，最终形成混凝土试验块体，然后拆掉模板，混凝土试验块体其中一侧面露出的定位防护盒即为后续温湿度测量定位点。

14、本发明还公开利用上述结合抽真空测量大体积混凝土内部温湿度的装置测量温湿度的方法，它包括以下步骤：

15、s1、找到定位防护盒所在位置，向预埋管内部穿设温湿度传感器，直至温湿度传感器到达防堵保护罩网内；并且将抽真空管道一端伸入到预埋管内，另一端与真空泵连接；

16、s2、开启真空泵，通过抽真空管道及预埋管形成的负压管道对温湿度测量空间进行抽真空过程，观察抽真空管道上的负压表，待内部抽真空完成后，关闭抽真空管道上的阀门，取下真空泵；

17、s3、真空负压环境使得测量空间附近的混凝土试验块体内部温湿度场逐渐扩散至测量空间内；待抽真空管道内外压强一致时，将温湿度传感器的数据线与数据存储装置连接，将数据存储装置与数据处理分析系统连接；

18、s4、温湿度传感器实时检测混凝土试验块体内的温湿度数据，并将数据传输至数据存储装置内，数据处理分析系统读取数据存储装置内的数据，并分析温湿度实时数据变化，绘制出温湿度实时曲线图。

19、本发明的有益效果：

20、1、本发明区别于传统预埋传感器的方式，通过设置预埋管道预留测量空间的方式测量混凝土内部温温度，无需过多的反复调试，线路清晰、条理简单，能够极大程度的节省时间和人力，浇筑过程迅速。

21、2、考虑到传统测量方式对传感器的损害，本发明装置在使用时，只需直接将温湿度传感器通过数据线连接至数据存储装置，而温湿度传感器直接穿过预埋管道并置入防堵保护罩网内部，整个测量过程方便快捷、测量迅速，期间温湿度传感器无任何损坏风险。

22、3、由于传统测量方式中，传感器损坏则测温点直接废弃，无法更换，本发明装置在测量试验块体内部温湿度时，可以实时感知大体积混凝土试验块体内部温湿度，这样更加准确；如果测量完成后，直接取出即可；另外也可以根据需求随时测量内部温度，实时感知内部变化。

23、4、本发明中的防堵保护罩网能够有效保证其内部形成有效的空隙区域，以供测量时温湿度传感器进入进行测量过程；同时由于防堵保护罩网不会隔绝水汽的进入，故不会影响温湿度测量过程。

24、5、由于本发明装置是在大体积混凝土凝固后测量温湿度，温湿度传感器可根据需求随时买，使用不同型号，不同样式的传感器，无需提前购买或考虑破损和进水的问题，经济性强。

25、6、本发明中的定位防护盒可以起到多个作用，由于其在浇注时与混凝土试验块体的模板内侧接触，所以可以避免混凝土浆液从预埋管外侧进入到预埋管内；另外当拆掉模板时，可以直接通过定位防护盒所在位置，迅速定位到预埋管所在位置，方便后续穿设温湿度传感器以及测量过程。

26、7、本发明装置在测量试验块体内部温湿度时，将内部空气抽空，即通过抽真空管道及预埋管共同形成负压管道，从而对温湿度测量空间进行抽真空过程，使得测量空间（即测量点所在位置）附近的混凝土试验块体内部温湿度场逐渐扩散至测量空间内，从而使得实时感知的大体积混凝土试验块体的内部温湿度更加准确；而且如果测量完成后，直接取出即可；另外也可以根据需求随时测量内部温度，实时感知内部变化。