混凝土耐久性在线监测(Ⅱ):含水量变化

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混凝土材料水分检测方法

混凝土材料水分检测方法

混凝土材料水分检测方法一、前言混凝土是建筑工程中常用的材料之一,其性能直接影响着工程的质量和使用寿命。

其中,混凝土水分的含量是关键因素之一。

因此,混凝土材料水分的检测十分重要,本文将介绍混凝土材料水分检测方法。

二、混凝土材料水分的意义混凝土的水分含量是指混凝土中所含的自由水和吸附水的总量,它对混凝土的性能有着重要的影响。

混凝土中含水量过高会导致其强度下降、抗渗、耐久性等性能下降。

因此,对混凝土材料的水分进行检测是十分必要的。

三、混凝土材料水分检测方法1. 干湿重法干湿重法是一种比较常用的混凝土材料水分检测方法。

其原理是通过测量混凝土材料干燥前后的重量差,计算出水分含量。

具体操作步骤如下:(1)取混凝土材料样品,并记录样品编号和重量;(2)将样品放入110℃的烘箱中,烘干至质量不再变化;(3)取出样品,放置于室温下,使其冷却至室温;(4)记录样品的重量;(5)根据公式计算水分含量。

干湿重法的优点是操作简单,精度较高,适用于各种混凝土材料的水分检测。

2. 电阻率法电阻率法是一种基于混凝土材料中水分含量会影响材料电阻率的检测方法。

其原理是通过测量混凝土材料的电阻率,计算出水分含量。

具体操作步骤如下:(1)将电极插入混凝土材料中,使电极长度为样品长度的1/3左右;(2)通过万用表等仪器测量电阻率;(3)通过标准曲线计算出水分含量。

电阻率法的优点是无需对混凝土材料进行破坏性检测,但其精度受混凝土材料中气孔、颗粒等因素影响较大,需要根据实际情况进行调整。

3. 微波法微波法是一种基于混凝土材料中水分含量会影响材料对微波的反射和吸收的检测方法。

其原理是通过测量混凝土材料中微波的反射和吸收情况,计算出水分含量。

具体操作步骤如下:(1)将混凝土材料样品放入微波检测仪器中;(2)开启微波检测,等待一定时间;(3)根据仪器显示结果计算出水分含量。

微波法的优点是速度快,精度高,但需要专业的仪器进行检测,成本较高。

四、混凝土材料水分检测的注意事项1. 混凝土材料样品应当充分代表整个工程中的混凝土材料;2. 检测时应当注意保持混凝土材料样品的干燥状态,以免影响检测结果;3. 不同的检测方法有不同的精度和适用范围,应当选择合适的方法进行检测;4. 在检测过程中应当注意安全,避免对人身和设备造成损害。

混凝土制品耐久性检测方法

混凝土制品耐久性检测方法

混凝土制品耐久性检测方法一、前言混凝土制品作为建筑工程中最常见的建材之一,其使用寿命是衡量建筑工程质量的重要指标之一。

因此,对混凝土制品进行耐久性检测是非常必要的。

本文将对混凝土制品的耐久性检测方法进行详细的介绍。

二、混凝土制品耐久性检测的基本原理混凝土制品的耐久性检测是指通过对混凝土制品在不同环境条件下的性能进行测试,评估混凝土制品在使用过程中的耐久性能力。

其基本原理是通过对混凝土制品的物理性质、化学性质、力学性质等进行测试,分析混凝土制品在不同环境条件下的变化规律,从而评估混凝土制品在使用过程中的耐久性能力。

三、混凝土制品耐久性检测的基本要求1. 检测人员应具备一定的理论知识和操作技能;2. 检测设备应符合相关标准,并经过校准和检验;3. 检测过程应严格按照相关标准操作;4. 检测结果应准确可靠,应记录并保存。

四、混凝土制品耐久性检测的方法1. 混凝土制品的物理性质测试混凝土制品的物理性质测试是指对混凝土制品的质量、密度、吸水性、渗透性等进行测试。

具体操作步骤如下:(1)质量测试将混凝土制品称重,记录质量。

(2)密度测试将混凝土制品置于水中,记录浸水前后的重量差,通过计算得到混凝土制品的密度。

(3)吸水性测试将混凝土制品置于水中,浸泡一定时间后取出,记录吸水量。

(4)渗透性测试将混凝土制品置于水槽中,加压使水流经过混凝土制品,记录流量。

2. 混凝土制品的化学性质测试混凝土制品的化学性质测试是指对混凝土制品的碱度、氯离子含量等进行测试。

具体操作步骤如下:(1)碱度测试将混凝土制品浸泡在一定浓度的盐酸溶液中,记录溶液的PH值。

(2)氯离子含量测试将混凝土制品浸泡在一定浓度的硝酸溶液中,将溶液通过离子色谱仪进行检测,得到氯离子含量。

3. 混凝土制品的力学性质测试混凝土制品的力学性质测试是指对混凝土制品的抗压强度、抗折强度等进行测试。

具体操作步骤如下:(1)抗压强度测试将混凝土制品放置在试验机上,施加一定的压力,记录破坏荷载,通过计算得到抗压强度。

混凝土外加剂含水量检测标准

混凝土外加剂含水量检测标准

混凝土外加剂含水量检测标准一、前言混凝土外加剂是一种广泛应用于混凝土工程中的化学品,它可以改善混凝土的性能,提高混凝土的强度、耐久性、流动性等。

其中,含水量是混凝土外加剂性能的重要指标之一,因此,对混凝土外加剂含水量进行准确检测具有重要的意义。

本文旨在对混凝土外加剂含水量的检测标准进行全面的阐述,以期为工程实践提供参考。

二、混凝土外加剂含水量检测标准1. 检测方法混凝土外加剂含水量的检测方法有多种,其中常用的有干燥法、卤素化法、滴定法、气相色谱法等。

不同的检测方法适用于不同类型的混凝土外加剂,选择合适的检测方法可以提高检测的准确性和可靠性。

2. 检测标准混凝土外加剂含水量的检测标准应符合国家相关标准,如GB/T8077-2008《水泥外加剂》、GB/T8078-2008《混凝土外加剂》等。

具体的检测标准如下:(1)含水量不应超过产品规定的最大值;(2)含水量的测定应在规定的时间内完成;(3)含水量的检测结果应记录在检测报告中,并应与产品合格证书相匹配。

3. 检测仪器混凝土外加剂含水量的检测需要使用相应的仪器设备,包括天平、烘箱、滴定管、气相色谱仪等。

在检测过程中,应保证仪器设备的准确性和可靠性,以确保检测结果的准确性。

4. 检测流程混凝土外加剂含水量的检测流程包括样品制备、干燥、称重、滴定等步骤。

具体的检测流程如下:(1)样品制备:取混凝土外加剂样品,将其打散并筛过筛网,取适量样品进行检测;(2)干燥:将样品放入烘箱中进行干燥,干燥温度和时间应根据样品的性质进行调整;(3)称重:将干燥后的样品取出,放入天平上进行称重,记录样品的质量;(4)滴定:将样品溶解在盐酸中,加入酚酞指示剂,用氢氧化钠溶液滴定至终点,记录滴定所需的氢氧化钠溶液的体积,计算出样品中水的含量。

5. 检测结果分析混凝土外加剂含水量的检测结果应进行分析,判断其是否符合产品规定的要求。

如果检测结果超过最大含水量规定,应及时采取措施,避免对混凝土工程产生负面影响。

混凝土中水分含量的测量方法

混凝土中水分含量的测量方法

混凝土中水分含量的测量方法一、引言混凝土是一种常见的建筑材料,其性能受到水分含量的影响较大。

因此,在混凝土的生产、施工和维护过程中,准确测量混凝土中的水分含量是非常重要的。

本文将介绍混凝土中水分含量的测量方法。

二、混凝土中水分含量的意义混凝土中的水分含量是指混凝土中所含的自由水和吸附水的总量。

混凝土中的水分含量对混凝土的性能和应用有很大的影响。

混凝土中水分含量的过高或过低都会导致混凝土的性能下降,使其难以满足设计要求。

因此,准确测量混凝土中的水分含量是非常重要的。

三、混凝土中水分含量的测量方法1. 干燥法测量混凝土中水分含量干燥法是一种较为常用的测量混凝土中水分含量的方法。

具体步骤如下:(1)取混凝土样品:从混凝土中取一定量的样品,可以使用钻孔机、锤子钻或手工钻等。

(2)称重:称取混凝土样品的重量,记录下来。

(3)干燥:将混凝土样品放在温度为105℃的烘箱中干燥至恒重,即混凝土样品的质量不再发生变化。

(4)称重:取出烘干后的混凝土样品,称重,记录下来。

(5)计算:根据称重结果计算出混凝土中的水分含量,公式如下:水分含量(%)=(混凝土样品初始重量-烘干后混凝土样品重量)/混凝土样品初始重量×100%2. 电阻率法测量混凝土中水分含量电阻率法是一种利用混凝土导电性与水分含量之间的关系来测量混凝土中水分含量的方法。

具体步骤如下:(1)取混凝土样品:从混凝土中取一定量的样品,可以使用钻孔机、锤子钻或手工钻等。

(2)制作混凝土样品:将混凝土样品压制成直径为50mm,高度为100mm的圆柱体。

(3)测量电阻率:用电阻率计测量混凝土样品的电阻率,并记录下来。

(4)测量干燥状态下的电阻率:将混凝土样品放在温度为105℃的烘箱中干燥至恒重,然后用电阻率计测量干燥状态下的电阻率,并记录下来。

(5)计算:根据电阻率计算出混凝土中的水分含量,公式如下:水分含量(%)=(干燥状态下混凝土样品电阻率-混凝土样品电阻率)/混凝土样品电阻率×100%3. 微波法测量混凝土中水分含量微波法是一种利用微波与混凝土中的水分之间的相互作用来测量混凝土中水分含量的方法。

混凝土含水率测量方法方式

混凝土含水率测量方法方式

混凝土含水率测量方法方式混凝土是一种常用的建筑材料,它广泛应用于房屋建筑、桥梁、道路、水利工程等领域。

混凝土的性能与其含水率密切相关,因此准确测量混凝土的含水率至关重要。

本文将介绍几种常用的混凝土含水率测量方法和测量仪器,以及针对不同应用场景的最佳测量方式。

1. 干湿重量法干湿重量法是一种常用的测量混凝土含水率的方法。

该方法基于混凝土含水量与其干湿状态下的质量差异之间的关系。

具体操作步骤如下:(1)取一定量的混凝土样品,并记录其干燥前的质量。

(2)将样品放入烘箱中,以恒定的温度和时间干燥。

(3)将干燥后的样品取出并记录其质量。

(4)根据样品的干燥前后质量差异,计算混凝土的含水率。

干湿重量法的优点是操作简单,成本较低。

然而,该方法在实际应用中存在一些局限性。

在大型工程中,需要测量大量的混凝土样品,耗时耗力,并且可能造成测量误差。

该方法无法实时监测混凝土的含水率变化。

2. 电阻法电阻法是一种基于混凝土电阻与含水率之间的关系进行测量的方法。

该方法利用电阻计测量混凝土的电阻值,并根据电阻值与含水率之间的经验关系确定混凝土的含水率。

电阻法的优点是测量过程简便,能够实时监测混凝土的含水率变化。

然而,该方法的准确性受到混凝土材料成分的影响,特别是掺有其他添加剂的混凝土。

电阻法需要专用的测量仪器,成本较高。

3. 微波法微波法是一种通过测量混凝土中微波的传播速度和衰减特性来确定其含水率的方法。

该方法利用微波在水和混凝土中的传播速度差异,来计算混凝土的含水率。

微波法的优点是测量速度快、准确性较高,并且可以实时监测混凝土的含水率变化。

然而,该方法需要专用的测量设备,成本较高,不适合小型工程。

针对不同的应用场景,最佳的测量方法和方式可能有所不同。

对于小型工程和家庭用户,干湿重量法是一种经济简便的选择;而对于大型工程和需要实时监测的场景,电阻法和微波法则更为适用。

总结回顾:本文介绍了几种常用的混凝土含水率测量方法和测量仪器,包括干湿重量法、电阻法和微波法。

混凝土结构的耐久性监测方法

混凝土结构的耐久性监测方法

混凝土结构的耐久性监测方法混凝土结构的耐久性是评估其服务寿命的关键因素之一。

随着时间的推移,混凝土会受到多种外界因素的影响,如湿度、温度、化学腐蚀等。

为了确保混凝土结构的安全和长期使用,耐久性监测方法变得至关重要。

在本文中,将介绍几种常见的混凝土结构耐久性监测方法,并探讨它们的优缺点。

1. 目视检查目视检查是最简单、最常用的混凝土结构耐久性监测方法之一。

通过直接观察结构表面的变化,如裂缝、脱落、起砂等,可以初步评估混凝土的耐久性。

然而,目视检查只能捕捉到外观变化,对于混凝土内部的隐蔽问题并不敏感,因此需要配合其他方法使用。

2. 物理性能测试物理性能测试是评估混凝土结构耐久性的重要手段之一。

其中,弹性模量测试可以用来评估混凝土的力学性能,如强度、刚度等。

通过在混凝土结构上进行应力或变形测试,并测量其响应,可以对混凝土的耐久性进行初步的评估。

此外,还可以利用声波传播速度测试、渗透性测试等方法来评估混凝土的质量及性能。

3. 化学分析化学分析是评估混凝土结构耐久性的重要手段之一。

通过采集混凝土试样,并对其进行化学成分的测试和分析,可以了解混凝土的成分及其变化情况。

例如,可以通过碱含量测试、氯离子渗透测试等方法来评估混凝土结构的耐久性。

化学分析可以揭示混凝土内部的化学反应和腐蚀情况,为耐久性评估提供重要数据。

4. 电化学测试电化学测试是一种常用的混凝土结构耐久性监测方法。

通过在混凝土表面植入电极,施加不同电压或电流,并测量电极的响应,可以评估混凝土中可能存在的腐蚀和劣化情况。

例如,电阻率测试、电位测试等可以用来评估混凝土结构的腐蚀风险和表面膜层的质量。

5. 环境监测环境监测是混凝土结构耐久性监测中不可或缺的一环。

通过监测结构所处的环境因素,如湿度、温度、化学物质浓度等,可以评估混凝土结构受到的环境腐蚀的影响程度。

环境监测可以通过安装湿度传感器、温度传感器等设备来进行,以不间断地获取数据进行分析和评估。

综上所述,混凝土结构的耐久性监测方法有目视检查、物理性能测试、化学分析、电化学测试和环境监测等多种手段。

混凝土中水分含量的检测方法

混凝土中水分含量的检测方法

混凝土中水分含量的检测方法一、背景介绍混凝土是一种常见的建筑材料,具有强度高、耐久性好、施工方便等优点。

但是,混凝土的性能受到多种因素的影响,其中水分含量是非常重要的因素之一。

过高或过低的水分含量都会影响混凝土的强度和耐久性,因此必须进行水分含量的检测和调控。

二、水分含量的影响因素混凝土中的水分含量受到多种因素的影响,主要包括以下几个方面:1. 混凝土原材料的含水率:混凝土原材料如水泥、骨料、砂等含水率不同,会对混凝土的水分含量产生影响。

2. 施工环境的湿度和温度:施工环境的湿度和温度会影响混凝土中水分的蒸发速度和吸收速度。

3. 混凝土的成型方式:不同成型方式的混凝土水分含量也会有所不同。

4. 混凝土的密实程度:密实的混凝土水分含量相对较低,而松散的混凝土水分含量相对较高。

三、水分含量的检测方法为了保证混凝土的强度和耐久性,必须对混凝土中的水分含量进行检测。

现介绍几种常见的水分含量检测方法。

1. 干湿质量法干湿质量法是一种简单、直接的检测方法,它通过测量混凝土的干重和湿重来计算出水分含量。

具体步骤如下:(1)取混凝土样品,并记录样品编号和重量。

(2)将样品放入烘箱中,烘干至恒重。

(3)取出样品,记录干重。

(4)将样品放入水中浸泡24小时。

(5)取出样品,用干布擦干表面水分,记录湿重。

(6)计算水分含量,公式为:水分含量(%)=(湿重-干重)/干重×100%2. 电阻率法电阻率法是一种通过电阻率来检测混凝土中水分含量的方法。

混凝土中的水分会影响混凝土的电阻率,因此可以通过测量电阻率来推算出混凝土中的水分含量。

具体步骤如下:(1)取混凝土样品,并记录样品编号。

(2)将样品放入电阻率计中,测量电阻率。

(3)将样品放入烘箱中,烘干至恒重。

(4)取出样品,记录干重。

(5)计算水分含量,公式为:水分含量(%)=((电阻率干-电阻率湿)/电阻率湿)×100%3. 微波烘干法微波烘干法是一种通过微波烘干混凝土样品来检测水分含量的方法。

混凝土耐久性检测方法与标准

混凝土耐久性检测方法与标准

混凝土耐久性检测方法与标准一、引言混凝土作为建筑材料的重要组成部分,其耐久性是保障建筑物长期使用的关键因素之一。

为了确保混凝土的耐久性,需要对混凝土进行检测和评估。

混凝土耐久性检测方法与标准是确保混凝土质量的基础,本文将对混凝土耐久性检测方法与标准进行详细介绍。

二、混凝土耐久性的含义混凝土的耐久性是指其在不同的环境和使用条件下保持结构完整性、性能和外观的能力。

混凝土在使用过程中会受到多种因素的影响,如气候、化学物质、机械应力等,这些因素会导致混凝土的性能和耐久性发生变化,甚至出现损坏。

因此,混凝土的耐久性评估是确保建筑结构长期使用的重要前提。

三、混凝土耐久性检测方法1.外观检测法外观检测法是一种简单、直观的检测方法,通过对混凝土表面进行观察和检测,判断混凝土是否出现损坏或老化现象。

外观检测法主要包括以下几个方面:(1)表面平整度:检测混凝土表面的平整度是否达到要求。

(2)表面色泽:检测混凝土表面的色泽是否正常。

(3)表面开裂:检测混凝土表面是否出现开裂现象。

(4)表面泛碱:检测混凝土表面是否出现泛碱现象。

2.物理性能检测法物理性能检测法是通过检测混凝土的物理性能参数来评估混凝土的耐久性。

物理性能检测法主要包括以下几个方面:(1)抗压强度:检测混凝土的抗压强度是否达到要求。

(2)抗拉强度:检测混凝土的抗拉强度是否达到要求。

(3)抗冻融性:检测混凝土的抗冻融性能是否达到要求。

(4)吸水率:检测混凝土的吸水率是否达到要求。

3.化学性能检测法化学性能检测法是通过检测混凝土中的化学成分来评估混凝土的耐久性。

化学性能检测法主要包括以下几个方面:(1)氯离子含量:检测混凝土中氯离子的含量是否达到要求。

(2)硫酸盐含量:检测混凝土中硫酸盐的含量是否达到要求。

(3)碱度:检测混凝土中的碱度是否达到要求。

四、混凝土耐久性评估标准混凝土耐久性评估标准是对混凝土耐久性进行评估的依据和标准,主要包括以下几个方面:1.国家标准(1)GB/T 50367-2019《混凝土耐久性设计规范》(2)GB/T 50082-2009《混凝土结构工程施工质量验收规范》2.国际标准(1)ISO 15686-1:2011《建筑物和建筑构件的服务性能管理》(2)ISO 1920-21:2015《混凝土和混凝土制品的力学试验》3.行业标准(1)JGJ 55-2011《建筑混凝土工程施工质量验收规范》(2)CECS 13:2009《混凝土结构工程施工与验收规范》五、总结混凝土耐久性检测方法与标准的重要性不言而喻,只有对混凝土进行科学的检测和评估,才能确保建筑结构的长期使用和安全性。

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混凝土耐久性在线监测(Ⅱ):含水量变化————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:混凝土耐久性在线监测(Ⅱ):含水量变化-建筑论文混凝土耐久性在线监测(Ⅱ):含水量变化路新瀛1 郭保林2 邵新鹏3 姜言泉3(1. 清华大学土木工程系北京100084;2. 大连理工大学建设工程学部大连116024;3. 山东高速集团有限公司济南250098)摘要:研发了可预埋混凝土含水量变化监测探头,并对海洋环境中、位于潮差区和浪溅区的混凝土表层含水量变化进行了长期在线监测,结果发现:所研发的混凝土含水量变化监测探头不仅可实现全范围精确测量,而且能长时间稳定工作;数据显示:潮差区的混凝土表层一直处于饱水状态,需重点关注冻融循环的侵蚀;而浪溅区的混凝土表层则遭受强的干湿循环;两分区中的混凝土含水量变化均不与大气湿度变化直接相关,故不宜用大气湿度变化来预估混凝土的劣化过程。

关键词:混凝土;含水量;监测前言混凝土的劣化多需要水的参与,因此,及时监测混凝土中的含水量及其变化,即可跟踪其中可能发生的劣化过程。

由于混凝土本身是个复杂的多相材料,其中的孔溶液也是一个多组分电解质溶液,故从本质上讲,监测混凝土中的含水量或其变化是十分困难的。

因此,人们通常用混凝土中的“相对湿度”来间接考察混凝土中含水量的变化。

尽管用来监测大气相对湿度的传感器众多,如电容、电感式、电阻或半导体类或超声探头、光纤传感器等[1-7 ],但可直接预埋入新拌混凝土中且能进行长期监测的探头几乎没有,这是因为:(1)新拌混凝土中多颗粒体、多胶体和多离子,且湿度为10 0%,故多数电测类传感器在埋入后,一旦加电即烧损或旋即失效;(2)因测量相对湿度时需要一个测量室(空腔)以满足水-汽平衡,故从测量原理上讲,所有的相对湿度传感器均不能直接接触被测混凝土;(3)中子、微波、光纤、TDR、FDR等测量设备昂贵,成本高,目前尚不适用于大型混凝土结构的多点在线监测,因此须另辟蹊径。

Viggo Jensen[8-9]为长期监测硬化混凝土中的相对湿度,曾设计了一种如图1所示的相对湿度传感器,它由一根带两个孔的塑料管(Φ20×250mm)和两段Φ12×45mm的拉敏(Ramin)木棒构成,而每段木棒即是一个传感器,汽相平衡在塑料管开孔处形成。

在传感器安装到实际结构上去之前,需事先建立木棒含水量与空气相对湿度间的关系曲线,以及含水量与木棒电导率的关系。

然后,在硬化混凝土上钻孔,置入传感器,之后在塑料管孔附近用环氧密封,只允许塑料孔与混凝土和木棒连通。

将置入混凝土一定时间后的木棒取出密封,之后通过监测木棒的电导大小即可推定混凝土中的相对湿度。

ViggoJense所设计的拉敏木棒传感器特别适用于80%~95%RH范围的测量,而这恰恰是许多商用传感器测不准的区域;他利用所设计的传感器开展了长达7年多的实体结构监测,结果表明,该传感器具有良好的长期稳定性。

实际上,所谓混凝土中的“相对湿度”在概念上讲是不准确的,因为人们实际测量的是人为设置的混凝土内某体积空腔中的水汽相对含量;它间接上与空腔内露表面混凝土一定深度内中的含水量(主要是可蒸发水)相关,且只有在混凝土中的水分与空腔内水汽达到平衡才宜测量准确,故从本质上讲,它无法实时反映混凝土内部的含水量或其变化。

正因如此,ViggoJensen所设计的相对湿度传感器才需要1h~12h的预稳测量时间;另外,由于他仍是按测量“相对湿度”的思路去设计的(即仍需要测量空腔),故该传感器只可用于硬化混凝土,而不能用于湿的新拌混凝土;还有,因其所用的拉敏木棒长为45mm,故所测数值是该长度范围内的相对湿度平均值,未能实现微区测量。

我们认为,对于一个确定的混凝土构件,监测其中的含水量变化有时要比准确知道其中的实际含水量更重要,这就为混凝土耐久性监测新技术的开发提供了新思路。

1 可埋入式混凝土含水量变化监测探头为了实现适时测量混凝土中的含水量变化,我们在Viggo Jensen拉敏木棒传感器技术基础上改用软木,重新设计了一种传感器[10],其结构示意图如图2所示,其中白色部分为软木,其尺寸大小可根据被测构件大小或测量要求而变,如:可用Φ(3~50)×(3~50)mm的圆棒;软木中置入一耐蚀金属电极对,材料可选Pt、Au、Cu、Ti合金、不锈钢等,其直径可变为0.1mm~5mm,长度和电极对间距宜根据软木棒长度和封装要求而定;传感器中可埋或不埋温度传感器,种类可选用Pt电阻型;可用环氧或其他粘结剂将软木探头封于耐蚀保护壳中。

利用事先建立的含水量-阻抗曲线或计算方法,通过测量软木中电极对间的阻抗变化即可实时监测与传感器直接接触的混凝土中的含水量变化。

经检测,我们所设计的混凝土含水量变化在线监测传感器不仅能直接埋入新拌混凝土中,与被测湿混凝土直接接触,而且可实现长期稳定工作。

2 监测结果与分析在青岛海湾大桥潮差区和浪溅区的两个混凝土暴露构件中,离混凝土表面5mm处分别埋设了两个如图2所示的混凝土含水量变化监测传感器,其中软木尺寸为Φ6×3mm,电极对为镀金电极,尺寸为Φ0.15×2.5mm,电极间距为2 .5 m m ,传感器外壳为厚2 . 5 m m 的Φ25×40mm的PP塑料管。

埋设前事先测定完全干燥和完全润湿状态下的软木阻抗;监测时,按线性差值直接计算传感器中的含水量。

而配套监测设备的采样周期1ms,监测周期为5min。

图3是潮差区C35混凝土构件中,不同监测时长下的混凝土含水量变化监测数据,其中Paint-01是高程为-0.1m表面涂层下方5mm处的混凝土含水量变化,Control-02是相同标高和深度下,无涂层相同混凝土的含水量变化。

由图3a可以看出,带涂层混凝土的表层含水量基本处于99.8%左右;不带涂层的混凝土受半日潮涨落影响,其表层含水量约在97.5%~98.5%间变化,且与涨潮、落潮时间相对应。

由所测数值可知,无论带与不带涂层,潮差区C35混凝土的表层基本处于饱水状态;表面涂层因能隔断内外水分迁移,从而造成内部水分在涂层下的混凝土表层富集。

因潮差区带与不带涂层混凝土的表层均处于饱水状态,故其遭受冻融循环破坏的几率显著。

从图3a也可以看出,所设计的传感器相应速度快且准确,完全能满足原位监测的苛刻要求。

由图3b~图3d可以看出,涂层下的混凝土表层含水量变化受季节变化影响较少,几乎长期维持在99.3%~99.8%之间,结冰期略低,仲夏期略高;不带涂层的混凝土表层含水量则随季节不同略有波动,但多在94.5%~99.5%之间变化,随季节的变化规律与前者相同。

图4是浪溅区C40混凝土构件中,不同监测时长下的混凝土含水量变化监测数据,其中Paint-03是高程为+2.16m表面涂层下方5mm处的混凝土含水量变化,Control-04是相同标高和深度下,无涂层相同混凝土中的含水量变化。

由图4a~图4c可以看出,无论是一天内、还是数月内,带与不带涂层的混凝土表层含水量波动范围均较大,且呈随机变化规律(显然与浪花飞溅在传感器处的概率有关),涂层的隔水作用不明显,可能是其中出现了允许水分自由出入的肉眼不可见裂缝所致。

与图3监测结果不同,浪溅区的混凝土表层含水量的变化与季节变化无明显相关性。

据统计分析可知,带与不带涂层的C40混凝土表层平均含水率在夏季分别约为42%和36%左右,在冬季分别约为57%和52%左右(2013年短时集中于72%左右);因此,浪溅区混凝土应重点考虑干湿循环的破坏作用。

图5是与图3d、图4相同时间段内的大气温湿度变化曲线,将三者进行对比可知,前述潮差区、浪溅区中无论带与不带涂层的混凝土表层含水量变化均与大气相对湿度变化无直接相关性,因此,不宜用大气相对湿度变化来代替混凝土中的含水量变化以对混凝土的劣化进行模拟计算。

结论利用所设计的可预埋混凝土含水量变化监测探头,通过长时间原位监测,得到如下初步结论:(1)本文所提出的可预埋混凝土含水量变化监测探头,可全范围实时监测混凝土中的含水量变化,在接近饱水状态下,能长时间稳定工作,且测量精度高,响应速度快;(2)潮差区C 3 5 混凝土表层含水量长时间处于94.5%~99.8%之间,即基本处于饱水状态,需重点考虑混凝土的冻融循环破坏;(3)浪溅区C40混凝土表层含水量随机波动,长期累积变化平均值在35%~75%之间,故应重点考虑混凝土的干湿循环破坏;(4)潮差区和浪溅区混凝土的表层含水量变化均与大气湿度变化不相关,不宜用大气湿度变化来估算混凝土的劣化过程。

致谢:在原位监测系统的研发过程中,得到了王向东工程师的大力帮助;在暴露实验站的建设、运营和维护过程中,得到了业主、施工单位及许多朋友的大力支持和帮助,在此一并致谢。

参考文献:[1] 李英干,范金鹏编著.湿度测量[M].北京: 气象出版社.1990.[2] 罗秉铎、刘重光编著. 微波测湿技术[M].北京:电子工业出版社,1990.[3] 杨志, 刘亚川,张淑娥.基于微波差分技术的湿度测量方法[J]. 华北电力大学学报. 2005(1):[4] 张、陈勇、巩娟,现代湿度测量方法评述[J]. 计量技术. 2006,4:1-4+34.[5] 屠东升. 长周期光纤光栅传感特性研究及其在湿度测量中的应用[D]. 北京: 清华大学硕士论文, 2006.[6] 周奇, 岑国平, 敦晓, 朱维光, 范. FDR技术在黄土路基水分测定中的应用[J]. 公路. 2011, 5:142-147.[7] Manoel, VAZ C.HopmansJ. W. Simultaneous measurement ofsoil penetration resistance and water content with a combinedpenetrometer-TDR moisture probe [J], Soil Science Society ofAmerica Journal, 2001, 65(1):4-12.[8] Viggo Jensen. Relative humidity measured by wooden stick method in concrete structures: Long term measurements and reduction of humidity by surface treatment.SP 212-39,6th Int. Conf. on Durability of Concrete[C], ACI/CANMET, Thessaloniki, Greece,2003。

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