一种大体积混凝土导温系数现场测定装置及测定方法
【专利摘要】本发明涉及一种大体积混凝土导温系数现场测定装置及测定方法，属于建筑设计与施工领域。热源模块布置在被测混凝土中，测温模块布置在热源模块的四周，热源模块与测温模块分别与控制模块连接。本发明提供的一种大体积混凝土导温系数现场测定装置及测定方法，直接在实际建筑物内部进行混凝土导温系数的现场测定，可靠度高。以往的试验法由于无法反映现场随机因素的影响，且试件尺寸与实际建筑物差距又很大，因此很难做到与实际混凝土保持参数一致。本方法直接对建筑物本身进行现场测定，精度较高。
【专利说明】一种大体积混凝土导温系数现场测定装置及测定方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种大体积混凝土导温系数现场测定装置及测定方法，属于建筑设计与施工领域。
[0002]
【背景技术】
[0003]在水利工程、土木工程等大型混凝土结构工程中，混凝土温度变化对结构位移和应力等有显著影响，而导温系数则是影响混凝土温度场及温度应力计算的关键参数之一。因此，为了满足大体积混凝土温度应力计算需要，以及满足混凝土温度控制方案实施的需求，应尽量提供较准确的混凝土导温系数。
[0004]目前常用的大体积混凝土导温系数确定方法有三种。一是使用试验值，即根据设计方案，制作与现场混凝土成分接近的混凝土试件，对其施加一定的边界条件，用仪器测量其导温系数。该法的局限在于费用较高，试件尺寸也不能大，当现场混凝土存在大骨料时，试验通常与现场条件存在明显差异，也无法反映现场施工的随机性或不确定性，导致所测导温系数往往与实际差异较大。二是根据经验取值，由于每个工程的内、外部条件都不同，因此经验公式最多只能给出一个大致的估算值，不可能准确描述。三是根据实测温度资料反演，这种方法所涉及的混凝土范围通常较大，涉及的温度计数量多，容易引入观测误差，对边界条件与初始条件的要求比较高，要得到准确的导温系数值较为困难，反演计算工作量也大。
[0005]
【发明内容】
[0006]本发明针对上述不足提供了一种大体积混凝土导温系数现场测定装置及测定方法。
[0007]本发明如下技术方案:
本发明所述的一种大体积混凝土导温系数现场测定装置，包括热源模块，测温模块，控制模块；所述的热源模块布置在被测混凝土中，测温模块布置在热源模块的四周，热源模块与测温模块分别与控制模块连接。
[0008]本发明所述的大体积混凝土导温系数现场测定装置，所述的热源模块包括金属球，电热丝，温度计；所述的金属球内布置电热丝与温度计。
[0009]本发明所述的大体积混凝土导温系数现场测定装置，所述的测温模块包括内层混凝土温度计、外层混凝土温度计；所述的内层混凝土温度计和外层混凝土温度计均以热源模块为中心成圆形排列。
[0010]本发明所述的大体积混凝土导温系数现场测定装置，所述的内层混泥土温度计与外层混凝土温度计与金属球的距离分别约为金属球直径的两倍和四倍。
[0011]本发明所述的大体积混凝土导温系数现场测定装置，所述的控制模块包括温度采集模块与电路控制模块；所述的温度采集模块分别连接内层混凝土温度计、外层混凝土温度计；电路控制模块与金属球内的电热丝相连。
[0012]本发明所述的大体积混凝土导温系数现场测定装置的测定方法，步骤如下:
1)、在混凝土逐层浇筑到预定安装本测试装置的位置后，在该仓面混凝土凝固硬化前在其中心处开挖一个与金属球大小相似的圆坑，将准备安装完成的金属球放入圆坑中，并回填混凝土使其密实；
2)、对步骤I中混凝土仓面进行再浇筑，待所有混凝土全部浇筑完成后，控制性间断开启金属球内电热丝，通过金属球向外界导热；通过内层混凝土温度计与外层混凝土温度计收集不同位置的温度变化；
3)、对金属球内的温度读数、内层混凝土温度计测得的温度读数及外层混凝土温度计测得的温度读数进行比对分析，剔除粗差数据后，得到三组温度的平均值，分别记做
mTcm ；
上述符号中7表示温度，I表示时间，C表示混凝土外层温度计的位置，b表示混凝土内层温度计的位置，a金属球内温度计位置；
(注:忍⑴是函数表示法，表示温度丁在，处是随时间变化的，或者说α处的温度…
是随时间I变化的)
4)、根据上述温度的平均值，以+--和7:(?)作为计算边界条件，以W〗为目标温度，通过如下公式进行导温系数反演计算，得到混凝土的导温系数》。
【权利要求】
1.一种大体积混凝土导温系数现场测定装置，其特征在于:包括热源模块，测温模块，控制模块；所述的热源模块布置在被测混凝土中，测温模块布置在热源模块的四周，热源模块与测温模块分别与控制模块连接。
2.根据权利要求1所述的大体积混凝土导温系数现场测定装置，其特征在于:所述的热源模块包括金属球，电热丝，温度计；所述的金属球内布置电热丝与温度计。
3.根据权利要求1所述的大体积混凝土导温系数现场测定装置，其特征在于:所述的测温模块包括内层混凝土温度计、外层混凝土温度计；所述的内层混凝土温度计和外层混凝土温度计均以热源模块为中心成圆形排列。
4.根据权利要求3所述的大体积混凝土导温系数现场测定装置，其特征在于:所述的内层混凝土温度计与外层混凝土温度计与金属球的距离分别约为金属球直径的两倍和四倍。
5.根据权利要求1或2或3所述的大体积混凝土导温系数现场测定装置，其特征在于:所述的控制模块包括温度采集模块与电路控制模块；所述的温度采集模块分别连接内层混凝土温度计、外层混凝土温度计；电路控制模块与金属球内的电热丝相连。
6.利用上述权利要求所述的大体积混凝土导温系数现场测定装置的测定方法，其特征在于:步骤如下: 1)、在混凝土逐层浇筑到预定安装本测试装置的位置后，在该仓面混凝土凝固硬化前在其中心处开挖一个与金属球大小相似的圆坑，将准备安装完成的金属球放入圆坑中，并回填混凝土使其密实； 2)、对步骤I中混凝土仓面进行再浇筑，待所有混凝土全部浇筑完成后，控制性间断开启金属球内电热丝，通过金属球向外界导热；通过内层混凝土温度计与外层混凝土温度计收集不同位置的温度变化； 3)、对金属球内的温度读数、内层混凝土温度计测得的温度读数及外层混凝土温度计测得的温度读数进行比对分析，剔除错误数据后，得到三组温度的平均值，分别记做TM、％(￡)、％{￡)； 4)、根据上述温度的平均值，以Ta(I)作为计算边界条件，以$(?)为目标温度，通过如下公式进行导温系数反演计算，得到混凝土的导温系数:
3'*4
【文档编号】G01N25/20GK104165899SQ201310187117
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2013年5月20日 优先权日:2013年5月20日
【发明者】王建, 顾冲时, 柴丽莎, 花卉, 廉卫平 申请人:河海大学