[发明专利]一种实时监测混凝土类材料吸水率的监测系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于土木工程材料测试技术领域，涉及一种实时监测混凝土类材料吸水率的测试系统及方法。

背景技术

混凝土耐久性是混凝土类材料一项非常重要的性能，关系到混凝土类材料在实际环境中的服役质量和服役年限，影响对实际构件使用的便捷性和安全性，进而不同程度地影响人们的生活生产和社会发展。混凝土类材料具有多相复杂的孔结构，为水和其他物质进入混凝土内部提供了通道。混凝土类材料的吸水能力是影响其抗冻性和耐腐蚀性至关重要的因素，会影响材料在实际环境中的耐久性。对混凝土类材料的吸水率进行实时监测，可以确定和预测混凝土类材料的含水率，为混凝土类材料耐久性能的评定提供可靠的依据，具有重要和必要的科研价值义和工程意义。

发明内容

本发明提供了一种实时监测混凝土类材料吸水率的测试系统及方法，不仅可以对混凝土类材料的吸水率进行实时监测，还可以确定和预测混凝土类材料的含水率，为混凝土类材料结构的评价和耐久性能的评定提供了可靠的依据。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种实时监测混凝土类材料吸水率的测试系统，由吸水监测装置和水蒸发监测装置两部分构成；

所述吸水监测装置由固定端、绳索、盛水容器I、网兜、测试材料、电子天平I和监控装置I构成，其中：所述绳索的上端与固定端相连，下端与网兜相连；所述网兜位于盛水容器I内，测试材料安装在网兜中；所述盛水容器I放置在电子天平I上；所述监控装置I为对准电子天平I示数显示屏的监控摄像头或与电子天平I串口相连的计算机，用于连续记录电子天平I的示数变化；

所述水蒸发监测装置由进水管、盛水容器II、电子天平II和监控装置II构成，其中：所述进水管设置在盛水容器II的上方；所述盛水容器II放置在电子天平II上；所述监控装置II为对准电子天平II示数显示屏的监控摄像头或与电子天平II串口相连的计算机，用于连续记录电子天平II的示数变化。

一种利用上述测试系统实时监测混凝土类材料吸水率的方法，包括如下步骤：

一、将盛水容器I放置在电子天平I上，盛水容器II放置在电子天平II上，启动监控装置I与监控装置II；

二、启动电子天平I，测量测试材料的质量，记为m₀，关闭电子天平I；

三、将测试材料放置在网兜中，将绳索下端与网兜上部紧密相连，绳索上端与固定端进行牢固相连；

四、调整电子天平I、盛水容器I与测试材料、网兜的位置关系，保证绳索、测试材料和网兜在自然竖直状态下不与盛水容器I内壁接触，并使测试材料充分浸没在盛水容器I的水中；

五、保持盛水容器I和电子天平I的位置不动，将测试材料、网兜和绳索从盛水容器I拿出，启动电子天平I，向盛水容器I中注入适量水，保证水在测试过程中能完全淹没测试材料；电子天平I示数稳定后，将测试材料立即放入盛水容器I的水中，使测试材料立即被盛水容器I中的水淹没，测试开始，此过程中电子天平I的最大示数为m_m；与此同时，打开进水开关，由进水管向盛水容器II中注水，直到电子天平II的示数达到m_m时立即关闭进水开关；

六、按照以下计算公式获得测试材料在测试开始后任意时间t时的吸水率和含水率：

式中：

——测试材料在测试开始后时间为t时的吸水率，％；

——测试材料在测试开始后时间为t时的含水率，％；

ΔM_t——测试开始后时间为t时，测试材料质量的变化率，g/s；

t——测试开始后测试的时间，s；

m₀——测试开始前测试材料的质量，g；

m₁——测试材料不含自由水时的质量，g；

m_t1——测试开始后时间为t时，饱水监测装置中电子天平I的示数，g；

m_t2——测试开始后时间为t时，水蒸发监测装置中电子天平II的示数，g。

本发明中，若m₀不是测试材料不含自由水时的重量，则对测试材料饱水结束后，将测试材料干燥至不含自由水状态，将干燥后的测试材料放置在干燥器中冷却至室温后，测得测试材料的质量为m₁。

本发明中，所述测试材料为水化硬化后的混凝土类材料。

本发明中，所述测试材料的上表面在网兜中与水平面为任意夹角。

本发明具有如下优点：