CN102495108A - 一种原位监测混凝土中含水量变化的方法 - Google Patents

Abstract

一种原位监测混凝土中含水量变化的方法，先在混凝土中待监测位置，直接埋设混凝土中含水量变化监测传感器，然后将含水量变化监测传感器所测得的软木阻抗值传输到监测中心进行处理，再计算传感器中的含水量，进而推知所监测混凝土中含水量的变化，本发明可实现混凝土中含水量变化的原位实时测量，无需稳定时间，采样周期可＜1ms，含水量监测范围为0～100％。

Description

一种原位监测混凝土中含水量变化的方法

技术领域

本发明涉及混凝土无损监测技术领域，具体涉及一种原位监测混凝土中含水量变化的方法。

背景技术

原位监测混凝土中的含水量是极其困难的。虽然目前已有许多测量多孔材料中湿度的技术，但可用于混凝土自浇注至长龄期的原位含水量监测技术尚未见到，因为：(1)目前尚无可直接埋入新鲜混凝土的传感器，因新拌混凝土中多胶状物、多离子、湿度为100％，多数电测类传感器在埋入后即迅速失效；(2)相对湿度传感器测量时通常需要一个测量空腔以满足汽液平衡测量原理之需要，故无法直接接触被测混凝土；(3)中子、微波、光纤、TDR、FDR等测量技术，设备昂贵，不适大型结构的大范围监测。

挪威的Viggo Jensen利用一种后装拉敏(Ramin)木棒作传感器来间断测量硬化混凝土中的相对湿度，该传感器由一根带两个孔的塑料管和两段的拉敏木棒构成，每段木棒是一个传感器。其测量原理是：在塑料管开孔处形成汽液平衡，通过事先标定出的木棒电导与空气相对湿度间的关系曲线来换算所测区域的相对湿度。显然，该传感器只适用于硬化混凝土。通过后装，间断抽出测量拉敏木棒的电导。该传感器因拉敏木的特性，特别适于RH80～95％的测量，这也是许多商用湿度传感器测不准的区域。尽管长达7年的实体结构应用表明该湿度传感器具有良好的长期稳定性，但其仍具有以下缺点：(1)非原位直接测量；(2)测量所需稳定时间长，通常为1～12hrs；(3)测量范围有限；(4)只可用于硬化混凝土。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明提供一种原位监测混凝土中含水量变化的方法，能够实时、原位监测混凝土自新拌至长龄期下的混凝土中的含水量变化。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种原位监测混凝土中含水量变化的方法，包括以下步骤：

第一步，在混凝土中待监测位置，直接埋设混凝土中含水量变化监测传感器；

第二步，将含水量变化监测传感器所测得的软木阻抗值传输到监测中心进行处理；

第三步，按标定好的软木阻抗与其含水量函数关系计算传感器中的含水量，或按测定的软木完全干燥和完全饱水时的阻抗值，通过以下线性差值公式，计算传感器中的含水量：

$W=\frac{R}{(R_0-R_{100})}\×100\%$

式中：W为相对含水量，R为监测到的软木阻抗值，R₀为软木完全干燥时的阻抗值，R₁₀₀为软木完全饱水时的阻抗值，进而推知所监测混凝土中含水量的变化。

本发明可实现混凝土中含水量变化的原位实时测量，无需稳定时间，采样周期可＜1ms，含水量监测范围为0～100％。

附图说明

图1是本发明监测混凝土中含水量变化原理示意图。

图2是本发明实施例潮差区混凝土试件中的监测数据图。

图3是本发明实施例浪溅区混凝土试件中的监测数据图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做详细描述。

参照图1，一种原位监测混凝土中含水量变化的方法，包括以下步骤：

第一步，在混凝土T中待监测位置，直接埋设混凝土中含水量变化监测传感器P；

第二步，将含水量变化监测传感器P通过电极K和导线L所测得的软木m阻抗值传输到监测中心进行处理；

第三步，按标定好的软木阻抗与其含水量函数关系计算传感器中的含水量，或按测定的软木完全干燥和完全饱水时的阻抗值，通过以下线性差值公式，计算传感器中的含水量：

$W=\frac{R}{(R_0-R_{100})}\×100\%$

式中：W为相对含水量，R为监测到的软木阻抗值，R₀为软木完全干燥时的阻抗值，R₁₀₀为软木完全饱水时的阻抗值，进而推知所监测混凝土中含水量的变化。

实施例一

一种原位监测混凝土中含水量变化的方法，包括以下步骤：

第一步，在一位于海上潮差区的C35混凝土试件中，按图1所示，于离混凝土表面5mm深处分别埋设一含水量变化监测传感器，其中软木的直径为6mm，长度为3mm，一对镀金电极，直径为0.15mm，长度为2.5mm，电极间距为2.5mm，护套是厚度为2.5mm、直径为25mm、长度为40mm的PP塑料管；

第二步，将含水量变化监测传感器所测得的软木阻抗值传输到监测中心进行处理；

第三步，按测定的软木完全干燥和完全饱水时的阻抗值，通过以下线性差值公式，直接计算传感器中的含水量：

$W=\frac{R}{(R_0-R_{100})}\×100\%$

式中：W为相对含水量，R为监测到的软木阻抗值，R₀为软木完全干燥时的阻抗值，R₁₀₀为软木完全饱水时的阻抗值，

监测采样周期＜1ms，监测间隔为5min。

图2是潮差区混凝土试件中的部分监测数据，可以看出，受潮差作用，混凝土表层处的含水量在98.5～99.5％间变化，这与混凝土表层砂浆的吸水作用密切相关，与实际情况完全吻合，同时还可以看出，本发明所用传感器响应快，适于现场实时监测。

实施例二

按实施例一所述的相同步骤，在一位于浪溅区C40的混凝土试件中实施相同的监测，图3是部分监测数据，可以看出，混凝土表层处的含水量基本处于干燥状态，受浪溅作用，偶尔会在0～0.9％内变化，这与实际情况完全相符。

Claims (1)

1.一种原位监测混凝土中含水量变化的方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，在混凝土中待监测位置，直接埋设混凝土中含水量变化监测传感器；

第二步，将含水量变化监测传感器所测得的软木阻抗值传输到监测中心进行处理；

第三步，按标定好的软木阻抗与其含水量函数关系计算传感器中的含水量，或按测定的软木完全干燥和完全饱水时的阻抗值，通过以下线性差值公式，计算传感器中的含水量：

$W=\frac{R}{(R_0-R_{100})}\×100\%$

式中：W为相对含水量，R为监测到的软木阻抗值，R₀为软木完全干燥时的阻抗值，R₁₀₀为软木完全饱水时的阻抗值，进而推知所监测混凝土中含水量的变化。

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