阅读说明：本技术 混凝土抗裂装置与方法 (Concrete crack resistance device and method ) 是由 富秋实 周文佐 于 2019-09-18 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种混凝土抗裂装置与方法,包括：测温系统,测应力应变系统和加热系统,在混凝土浇筑前预埋测温、测应力应变传感器及加热装置。本发明可以利用测温系统和测应力应变系统对大体积混凝土内部变化实时监控,确保其在养护期间由于温差及其他原因产生的异常应力可见、可测、可控。可利用测温系统和加热系统对大体积混凝土内部的温差同时作用,达到加热温度随温差动态变化,确保其温度应力控制在安全范围内。基于温度采集仪采集的温度数据,可实时有效调控混凝土内部温差,减小混凝土自身温度应力；还可以基于应力采集仪采集的应力数据,实时监测混凝土内部应力变化,做到裂缝产生的提前预警。(The invention provides a concrete crack resistance device and a method, comprising the following steps: the temperature measuring system, the stress-strain measuring system and the heating system are embedded with a temperature measuring sensor, a stress-strain measuring sensor and a heating device before concrete pouring. The invention can utilize the temperature measuring system and the stress-strain measuring system to monitor the internal change of the mass concrete in real time, thereby ensuring that the abnormal stress generated by the mass concrete during the curing period due to temperature difference and other reasons is visible, measurable and controllable. The temperature measuring system and the heating system can be used for simultaneously acting on the temperature difference inside the mass concrete, so that the heating temperature dynamically changes along with the temperature difference, and the temperature stress of the mass concrete is controlled within a safe range. Based on the temperature data acquired by the temperature acquisition instrument, the internal temperature difference of the concrete can be effectively regulated and controlled in real time, and the self temperature stress of the concrete is reduced; and the stress change in the concrete can be monitored in real time based on the stress data acquired by the stress acquisition instrument, so that the early warning of crack generation is realized.)

混凝土抗裂装置与方法

技术领域

本发明涉及一种混凝土抗裂装置与方法。

背景技术

现代建筑中时常涉及到大体积混凝土施工，如高层楼房基础、大型设备基础、水利大坝等。它主要的特点有体积大、表面系数小、水泥水化热释放集中、内部升温快等。当混凝土内外温差较大时，会使混凝土产生温度裂缝，影响结构安全和正常使用。大体积混凝土裂缝控制的传统做法为降低混凝土水化热、定点测温、铺设保温材料等，其缺点为质量控制能力较差、综合控制混凝土温差能力不足、无法提前预知裂缝危害发生等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种混凝土抗裂装置与方法。

为解决上述问题，本发明提供一种混凝土抗裂装置，包括：

测温系统，包括布置在混凝土中的多个测温传感器、及与各个测温传感器连接的温度采集仪；

测应力应变系统，包括布置在混凝土中的多个测应力应变传感器、及与各个测应力应变传感器连接的应力采集仪；

加热系统，包括布置在混凝土中的多根加热丝。

进一步的，上述混凝土抗裂装置中，所述测温传感器布置在混凝土的近上、下表面或中部。

进一步的，上述混凝土抗裂装置中，所述测应力应变传感器布置在混凝土的近上、下表面或中部。

进一步的，上述混凝土抗裂装置中，所述加热丝布置在混凝土的近上、下表面。

根据本发明的另一面，还提供一种混凝土抗裂方法，包括：

在混凝土中布置多个测温传感器、及布置与各个测温传感器连接的温度采集仪，以形成测温系统；

在混凝土中布置多个测应力应变传感器、及布置与各个测应力应变传感器连接的应力采集仪，以形成测应力应变系统；

在混凝土中布置多根加热丝，以形成加热系统；

通过测温系统采集混凝土中的温度，通过加热系统对所述混凝土进行加热，通过测应力应变系统采集混凝土中的应力。

进一步的，上述混凝土抗裂方法中，在混凝土中布置多个测温传感器中，将所述测温传感器布置在混凝土的近上、下表面或中部。

进一步的，上述混凝土抗裂方法中，在混凝土中布置多个测应力应变传感器中，将所述测应力应变传感器布置在混凝土的近上、下表面或中部。

进一步的，上述混凝土抗裂方法中，在混凝土中布置多根加热丝中，将所述加热丝布置在混凝土的近上、下表面。

进一步的，上述混凝土抗裂方法中，通过测温系统采集混凝土中的温度，通过加热系统对所述混凝土进行加热，包括：

将智能综合控制系统分别与所述测温系统、测应力应变系统和加热系统连接；

所述智能综合控制系统依次通过温度采集仪、测温传感器采集混凝土的上、下表面与中部位置的温度；

当混凝土的上、下表面与中部位置的温差超过预设阈值时，智能综合控制系统控制加热丝对混凝土的温差区域进行加热，同时通过依次通过温度采集仪、测温传感器监控加热温度，通过加热丝动态调整混凝土的上、下表面温度与中心温度温差小于所述预设阈值。

进一步的，上述混凝土抗裂方法中，通过测应力应变系统采集混凝土中的应力，包括：

所述智能综合控制系统依次通过应力采集仪、测应力应变传感器采集混凝土内部的应力，当混凝土内部某区域的应力大于设定值时，发出相应警报。

与现有技术相比，本发明包括：测温系统，包括布置在混凝土中的多个测温传感器、及与各个测温传感器连接的温度采集仪；测应力应变系统，包括布置在混凝土中的多个测应力应变传感器、及与各个测应力应变传感器连接的应力采集仪；加热系统，包括布置在混凝土中的多根加热丝。在混凝土浇筑前预埋测温、测应力应变传感器及加热装置。本发明可以利用测温系统和测应力应变系统对大体积混凝土内部变化实时监控，确保其在养护期间由于温差及其他原因产生的异常应力可见、可测、可控。可利用测温系统和加热系统对大体积混凝土内部的温差同时作用，达到加热温度随温差动态变化，确保其温度应力控制在安全范围内。基于温度采集仪采集的温度数据，可实时有效调控混凝土内部温差，减小混凝土自身温度应力；还可以基于应力采集仪采集的应力数据，实时监测混凝土内部应力变化，做到裂缝产生的提前预警。

附图说明

图1是本发明一实施例的混凝土抗裂装置的示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明提供一种混凝土抗裂装置，包括：

测温系统，包括布置在混凝土中的多个测温传感器、及与各个测温传感器连接的温度采集仪；

测应力应变系统，包括布置在混凝土中的多个测应力应变传感器、及与各个测应力应变传感器连接的应力采集仪；

加热系统，包括布置在混凝土中的多根加热丝。

在此，在混凝土浇筑前预埋测温、测应力应变传感器及加热装置。

本发明可以利用测温系统和测应力应变系统对大体积混凝土内部变化实时监控，确保其在养护期间由于温差及其他原因产生的异常应力可见、可测、可控。可利用测温系统和加热系统对大体积混凝土内部的温差同时作用，达到加热温度随温差动态变化，确保其温度应力控制在安全范围内。基于温度采集仪采集的温度数据，可实时有效调控混凝土内部温差，减小混凝土自身温度应力；还可以基于应力采集仪采集的应力数据，实时监测混凝土内部应力变化，做到裂缝产生的提前预警。

本发明的混凝土抗裂装置一实施例中，所述测温传感器布置在混凝土的近上、下表面或中部。

本发明的混凝土抗裂装置一实施例中，所述测应力应变传感器布置在混凝土的近上、下表面或中部。

本发明的混凝土抗裂装置一实施例中，所述加热丝布置在混凝土的近上、下表面。

在此，可以将加热装置、测温传感器、测应力应变传感器布置在混凝土的上下表面或散热较快区域，将测温系统和测应力应变系统布置在混凝土中部或水化热较大的区域。

如图1所示，本发明提供一种混凝土抗裂方法，包括：

步骤S1，在混凝土中布置多个测温传感器、及布置与各个测温传感器连接的温度采集仪，以形成测温系统；

步骤S2，在混凝土中布置多个测应力应变传感器、及布置与各个测应力应变传感器连接的应力采集仪，以形成测应力应变系统；

步骤S3，在混凝土中布置多根加热丝，以形成加热系统；

步骤S4，通过测温系统采集混凝土中的温度，通过加热系统对所述混凝土进行加热，通过测应力应变系统采集混凝土中的应力。

在此，在混凝土浇筑前预埋测温、测应力应变传感器及加热装置。

本发明可以利用测温系统和测应力应变系统对大体积混凝土内部变化实时监控，确保其在养护期间由于温差及其他原因产生的异常应力可见、可测、可控。可利用测温系统和加热系统对大体积混凝土内部的温差同时作用，达到加热温度随温差动态变化，确保其温度应力控制在安全范围内。基于温度采集仪采集的温度数据，可实时有效调控混凝土内部温差，减小混凝土自身温度应力；还可以基于应力采集仪采集的应力数据，实时监测混凝土内部应力变化，做到裂缝产生的提前预警。

本发明的混凝土抗裂方法一实施例中，在混凝土中布置多个测温传感器中，将所述测温传感器布置在混凝土的近上、下表面或中部。

本发明的混凝土抗裂方法一实施例中，在混凝土中布置多个测应力应变传感器中，将所述测应力应变传感器布置在混凝土的近上、下表面或中部。

本发明的混凝土抗裂方法一实施例中，在混凝土中布置多根加热丝中，将所述加热丝布置在混凝土的近上、下表面。

在此，可以将加热装置、测温传感器、测应力应变传感器布置在混凝土的上下表面或散热较快区域，将测温系统和测应力应变系统布置在混凝土中部或水化热较大的区域。

本发明的混凝土抗裂方法一实施例中，步骤S4中，通过测温系统采集混凝土中的温度，通过加热系统对所述混凝土进行加热，包括：

将智能综合控制系统分别与所述测温系统、测应力应变系统和加热系统连接；

所述智能综合控制系统依次通过温度采集仪、测温传感器采集混凝土的上、下表面与中部位置的温度；

当混凝土的上、下表面与中部位置的温差超过预设阈值时，智能综合控制系统控制加热丝对混凝土的温差区域进行加热，同时通过依次通过温度采集仪、测温传感器监控加热温度，通过加热丝动态调整混凝土的上、下表面温度与中心温度温差小于所述预设阈值。

在此，将所测得的数据由智能综合控制系统处理为智能可视化信息传达到用户端，监测人员易于对大体积混凝土内部变化的全面监视、控制和分析。

混凝土浇筑后，测温传感器采集实时数据并将数据信号传输到测温系统，测温系统将数据信号处理转化为温度数据后发送到智能综合控制系统。

将布置于混凝土上下表面测温传感器采集的温度信号与混凝土中部温度数据信号处理后传送至综合控制系统进行对比，智能综合控制系统控制加热系统对温差较大区域进行加热，并实时监控加热温度及温差。

智能综合控制系统依据温度数据，将混凝土中部温度与上、下表面温度对比，当温差大于某一标准值后启动加热系统，对混凝土上、下表面进行加热，同时测温系统实时反馈温度数据，对加热过程进行动态把控。

智能综合控制系统可及时反馈温度及应力变化，并作出相应措施，有效提升大体积混凝土抗裂的效果。

本发明通过加热系统、测温系统、应力应变监测系统及智能综合控制系统，基于温度补偿的抗裂系统更加智能化，可实时有效调控混凝土内部温差，减小混凝土自身温度应力，还可以实时监测混凝土内部应力变化，做到裂缝产生的提前预警。在混凝土浇筑后利用预埋的传感器实时监控采集温度、应力数据，随后进行智能分析及时进行温度补偿并显示应力较大区域，可有效防止由于温度应力产生的裂缝，提高了施工质量和安全性。

本发明的混凝土抗裂方法一实施例中，步骤S4中，通过测应力应变系统采集混凝土中的应力，包括：

所述智能综合控制系统依次通过应力采集仪、测应力应变传感器采集混凝土内部的应力，当混凝土内部某区域的应力大于设定值时，发出相应警报。

在此，混凝土浇筑后的养护期间，测应力传感器实时收集混凝土内部应力变化数据信号并传输到应力应变监测系统，应力应变监测系统将数据信号处理转化为应力应变数据后发送到智能综合控制系统。

将布置于混凝土内的测应力应变传感器采集到的数据信号处理后发送给综合控制系统，当应力应变发生异常变化时，及时通知监测人员。

综合控制系统实时监测记录应力应变数据变化，当应力应变数值大于某一标准值后，即启动预警响应，提醒值班人员相应区域的应力应变值出现异常，尽快采取有效措施。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。