我国《大体积混凝土施工规范》GB50496-2009里规定:混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土,或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土,称之为大体积混凝土。在《地下工程防水技术规范》GB50108-2008中4.1.27中,明确要求:混凝土中心温度和混凝土表面温度之差不应大于25℃,再一个就是混凝土表面温度与大气温度之差不应大于20℃。在施工中,混凝土因为水化产生一定的温度,冷却后,往往会在混凝土内部引起相当大的拉应力。有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力,因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。
为控制好混凝土内部温度与表面温度之差不超过25℃,大体积混凝土浇筑后,必须进行监测,检测混凝土表面温度与结构中心温度,以便采取相应措施,保证混凝土施工质量。采用埋入式温度传感器、多通道数据采集仪、远程无线传输模块实现混凝土温度自动化监测。
数据采集仪:数据采集仪有1/4/8/16通道可选,能够采集振弦、温度等信号,内置计算和存储模块,将采集到的物理量定时存储或传输至上位机,精度高,稳定性好,广泛应用于混凝土测温、深基坑监测、钢结构监测等领域。
无线传输模块:支持中国移动、中国联通以及中国电信的4G网络,包括4G Cat4高速和4G Cat1中低速网络,大大提升了数据传输速度和实时性。广泛应用于深基坑监测、钢结构监测、水库大坝、桥梁隧道等结构健康监测领域,实现数据远传应用。
埋入式温度计:高精度感温元件,双通道防水技术,304不锈钢加焊,防水防油防锈,反应迅速,性能稳定,应用于混凝土、钢结构、地下水等温度检测。
智能大体积混凝土检测技术的发展涉及多种先进技术的应用,这些技术不仅提高了检测的精度和效率,还为施工质量提供了有力保障。以下是该领域发展的几个关键点:
机器视觉技术:通过摄像头或激光雷达等设备采集混凝土表面图像或三维点云数据,利用计算机视觉算法对混凝土的表面缺陷、裂纹、孔洞等进行识别和分析。
冲击弹性波技术:基于冲击弹性波的弹性波层析扫描(CT)技术及表面波的基本原理,在大体积混凝土结构内部质量无损检测中得到应用。这种方法能够显著提高测试深度,并且在实际工程中已取得成功。
声波散射成像技术:该技术通过声波散射成像方法检测大体积混凝土,包含波场分离、滤除拉姆波提取散射波等关键技术。它适用于风电基础等大体积混凝土质量检测,解决了传统CT法需要至少两个可测面的问题。
智能监控系统:为了实现温控防裂的目的,开发了大体积混凝土水化热智能监测系统,通过自动化采集和监测混凝土温度、环境参数等信息,从而优化施工过程中的温度控制。
传感器与信号处理系统:自感知混凝土通常包括传感器、信号处理系统等组成部分,这些传感器嵌入在混凝土中,可以检测温度、应变、湿度等参数,并将这些数据发送到计算机或其他设备中进行处理和分析。
无线温度监测系统:进一步完善了大体积混凝土温度监测手段,开发了一套包含无线温度传感器、传感器网络、智能监测软件为一体的大体积混凝土温度监测系统,并将其应用于实际工程中。