一种复杂环境下混凝土浇筑状态的监测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种复杂环境下混凝土浇筑状态的监测装置及方法，包括：多个监测单元，任一监测单元包括外壳，其为密闭中空壳体并固定在浇筑模板上；压力传感器和电导率传感器，其间隔固定在外壳内且感应端伸出外壳；信号分析模块，其与压力传感器

【技术实现步骤摘要】
一种复杂环境下混凝土浇筑状态的监测装置及方法


[0001]本专利技术涉及混凝土施工

。
更具体地说，本专利技术涉及一种复杂环境下混凝土浇筑状态的监测装置及方法
。

技术介绍

[0002]混凝土是工程建设的基础材料，其浇筑状态的变化对最终成型的混凝土质量具有显著影响
。
一般情况下，混凝土的浇筑过程由人工控制，工作人员通过目视观察混凝土的浇筑过程并监测混凝土的浇筑状态，结合经验控制浇筑速度，避免异常混凝土流入
。
但对于一些复杂结构部位
、
狭窄空间，甚至水下
、
泥浆等特殊环境下混凝土的浇筑，人工无法直接观测浇筑的过程，只能依靠人工经验进行施工指导，或者通过后期的钻孔取芯
、
整体挖出进行混凝土质量评判，这种判断方法步骤繁琐，且后期处理成本高
。
目前，针对传统混凝土状态监测方法效率低下
、
成本高昂的问题，现有技术中提出了通过监测混凝土浇筑过程中温度
、
压力的方式评估其浇筑状态的方法，但温度的监测结果变化幅度小
、
及时性差，尤其是对于小断面
、
小体积的浇筑情况或者微量的混凝土量变化，难以进行实时
、
准确监测；而通过压力监测反映的混凝土浇筑状态具有局限性，仅适用于监测限定空间内的混凝土浇筑状态，对于外部混凝土渗漏情况无法进行监测
。
[0003]为解决上述问题，需要设计一种复杂环境下混凝土浇筑状态的监测装置及方法，提高混凝土浇筑状态监测的及时性
、
准确性和全面性
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种复杂环境下混凝土浇筑状态的监测装置及方法，通过布设多个监测单元实时分析各监测点位压力
、
电导率的变化情况，判断复杂环境中混凝土浇筑的高度
、
充实
、
渗漏状态，从而及时发现复杂环境中混凝土浇筑不到位的问题，提高混凝土浇筑状态监测的灵敏度
、
准确性和全面性，并以此指导现场施工措施优化
。
[0005]为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种复杂环境下混凝土浇筑状态的监测装置，包括：
[0006]多个监测单元，其根据设定的多个测点位置对应布置在浇筑模板上，任一监测单元包括外壳，其为密闭中空壳体并固定在浇筑模板上；压力传感器和电导率传感器，其间隔固定在所述外壳内且感应端均伸出所述外壳的底部；信号分析模块，其设置在所述外壳内并与所述压力传感器
、
所述电导率传感器电连接，所述信号分析模块用于分析所述压力传感器
、
所述电导率传感器的监测信号并将其转换为监测数据；信号传输模块，其与所述信号分析模块电连接并用于传输监测数据；
[0007]控制系统，其与所述多个监测单元的信号传输模块电连接，所述控制系统用于接收监测数据并显示分析后的监测结果
。
[0008]优选的是，所述复杂环境下混凝土浇筑状态的监测装置，所述监测单元还包括温度传感器，其与所述压力传感器
、
所述电导率传感器间隔设置在所述外壳内且感应端伸出
所述外壳的底部，所述温度传感器与所述信号分析模块电连接
。
[0009]优选的是，所述复杂环境下混凝土浇筑状态的监测装置，所述信号分析模块读取所述压力传感器
、
所述电导率传感器
、
所述温度传感器的监测信号并将其分别转换为压力值
、
电导率值和温度值，同时通过温度值对电导率值进行修正，将得到的压力值数据和修正后的电导率值数据作为监测数据输出
。
[0010]优选的是，所述复杂环境下混凝土浇筑状态的监测装置，所述外壳通过电磁吸附模块与浇筑模板表面可拆卸连接，所述电磁吸附模块包括电磁铁，其固定在所述外壳的外侧壁上；磁吸开关，其与所述控制系统电连接并设置为用于控制所述电磁铁与电源间电路的通断
。
[0011]优选的是，所述复杂环境下混凝土浇筑状态的监测装置，所述控制系统包括控制器，其用于控制各监测单元的工作状态
、
分析监测数据与混凝土浇筑状态的关系，并得到监测结果；显示器，其用于显示测量时间内各监测单元对应的压力值
、
电导率值变化情况和最终的监测结果
。
[0012]本专利技术还提供了一种复杂环境下混凝土浇筑状态的监测方法，采用上述复杂环境下混凝土浇筑状态的监测装置实现，包括：
[0013]S1、
建立待浇筑混凝土的溶液电导率
‑
胶材浓度模型；
[0014]S2、
根据设定的多个测点位置，在浇筑模板上提前对应安装多个监测单元；
[0015]S3、
在控制系统内预设各监测单元的测量和读取频次，在混凝土浇筑前，将各监测单元检测到的环境压力值
、
电导率值作为背景值对压力传感器
、
电导率传感器进行调零；
[0016]S4、
在浇筑模板内进行混凝土浇筑，按照设定的频次读取各监测单元的监测数据直至浇筑完成；
[0017]S5、
控制系统接收各监测单元的监测数据后，分析各测点处压力值
、
电导率值的变化情况，得到对应测点处的混凝土浇筑状态，并将其作为监测结果显示出来；当监测结果为发生混凝土渗漏时，利用溶液电导率
‑
胶材浓度模型计算混凝土渗漏量并将其作为监测数据一并显示
。
[0018]优选的是，所述复杂环境下混凝土浇筑状态的监测方法，
S1
中，建立溶液电导率
‑
胶材浓度模型的方法包括：以超纯水为溶液，向其中加入定量的胶凝材料并搅拌均匀，测试不同胶凝材料加入量下混合溶液的电导率值，拟合测试数据即可得到溶液电导率
‑
胶材浓度模型，所述胶凝材料与待浇筑混凝土的材料组成
、
配比均相同
。
[0019]优选的是，所述复杂环境下混凝土浇筑状态的监测方法，
S2
中，在监测单元安装前，先对压力传感器进行压力调零，并采用电导率标准液对电导率传感器进行校准
。
[0020]优选的是，所述复杂环境下混凝土浇筑状态的监测方法，当监测单元设置在浇筑模板外部时，
S5
中，分析各测点处压力值
、
电导率值的变化情况，得到对应测点处的混凝土浇筑状态的方法包括：
[0021]若未检测到压力值和电导率值变化，显示测点处未发生混凝土渗漏；
[0022]若未检测到压力值变化，但检测到电导率有增加，显示测点处发生混凝土渗漏和对应的混凝土渗漏量；
[0023]若未检测到压力值变化，但检测到电导率有降低，显示测点处泥浆稳定性不足，发生沉降；
[0024]若检测到压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种复杂环境下混凝土浇筑状态的监测装置，其特征在于，包括：多个监测单元，其根据设定的多个测点位置对应布置在浇筑模板上，任一监测单元包括外壳，其为密闭中空壳体并固定在浇筑模板上；压力传感器和电导率传感器，其间隔固定在所述外壳内且感应端均伸出所述外壳的底部；信号分析模块，其设置在所述外壳内并与所述压力传感器
、
所述电导率传感器电连接，所述信号分析模块用于分析所述压力传感器
、
所述电导率传感器的监测信号并将其转换为监测数据；信号传输模块，其与所述信号分析模块电连接并用于传输监测数据；控制系统，其与所述多个监测单元的信号传输模块电连接，所述控制系统用于接收监测数据并显示分析后的监测结果
。2.
如权利要求1所述的复杂环境下混凝土浇筑状态的监测装置，其特征在于，所述监测单元还包括温度传感器，其与所述压力传感器
、
所述电导率传感器间隔设置在所述外壳内且感应端伸出所述外壳的底部，所述温度传感器与所述信号分析模块电连接
。3.
如权利要求2所述的复杂环境下混凝土浇筑状态的监测装置，其特征在于，所述信号分析模块读取所述压力传感器
、
所述电导率传感器
、
所述温度传感器的监测信号并将其分别转换为压力值
、
电导率值和温度值，同时通过温度值对电导率值进行修正，将得到的压力值数据和修正后的电导率值数据作为监测数据输出
。4.
如权利要求1所述的复杂环境下混凝土浇筑状态的监测装置，其特征在于，所述外壳通过电磁吸附模块与浇筑模板表面可拆卸连接，所述电磁吸附模块包括电磁铁，其固定在所述外壳的外侧壁上；磁吸开关，其与所述控制系统电连接并设置为用于控制所述电磁铁与电源间电路的通断
。5.
如权利要求1所述的复杂环境下混凝土浇筑状态的监测装置，其特征在于，所述控制系统包括控制器，其用于控制各监测单元的工作状态
、
分析监测数据与混凝土浇筑状态的关系，并得到监测结果；显示器，其用于显示测量时间内各监测单元对应的压力值
、
电导率值变化情况和最终的监测结果
。6.
一种复杂环境下混凝土浇筑状态的监测方法，其特征在于，采用权利要求1‑5任一项所述的复杂环境下混凝土浇筑状态的监测装置实现，包括：
S1、
建立待浇筑混凝土的溶液电导率
‑
胶材浓度模型；
S2、
根据设定的多个测点位置，在浇筑模板上提前对应安装多个监测单元；
S3、
在控制系统内预设各监测单元的测量和读取频次，在混凝土浇筑前，将各监测单元检测到的环境压力值
、
电导率值作为...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘可心，张永涛，张国志，王伟光，陈飞翔，夏昊，文青，明鑫，肖蓟，张益鹏，
申请(专利权)人：中交公路长大桥建设国家工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：