一种水泥基材料内部温湿度的测试装置的制作方法

本技术涉及建筑材料智慧监测，尤其是一种水泥基材料内部温湿度的测试装置。

背景技术：

1、水泥混凝土是全球使用量最大的人造建筑材料之一。由于混凝土价格便宜，易浇筑成型，适用范围广等优势，在建筑工程领域发挥着其无法替代的重要作用。但水泥混凝土在干燥条件下易失水发生收缩变形进而导致开裂，在一定湿度环境下混凝土碳化速率加快降低内部碱度进而诱发钢筋锈蚀风险，以上潜在的风险均与水泥混凝土内部相对湿度密切相关。因此，通过准确测试、监测水泥基材料内部相对湿度、温度，尤其在距水泥混凝土表面不同深度位置处，可为内部水分的时空分布、碳化反应、收缩变形、徐变、电阻率、内部应力变化、裂缝形成机理等一系列研究提供重要的数据支撑。

2、目前常用监测水泥基材料内部相对湿度的方法有：

3、1.在水泥基材料硬化后，用电钻在试件表面钻孔至一定深度，随后将温湿度传感器插入孔内并做密封处理。该做法存在的缺点：(1)只能在水泥浆硬化后测试内部相对湿度，对于水泥基材料刚浇筑时的湿度无法有效监测；(2)由于钻孔产生的孔壁均为混凝土，测的湿度为混凝土表层到钻孔深度这一范围内的平均值，无法测试具体混凝土某一具体深度的内部相对湿度；(3)内部相对湿度容易受密封材料的影响，当密封材料含有一定水分时，会影响内部相对湿度的数据。

4、2.在温湿度传感器外表面包覆防水透气膜，随后插入水泥基浆体内部，监测其从浆体到硬化体过程中的内部相对湿度。但该方法由于将传感器残留在硬化浆体内部，导致无法对传感器进行回收，或传感器出现问题时，无法对其进行更换。

5、3.利用pvc管在浆体内部预留一定直径的孔，并在水泥接触的地方做防水处理，该方法可较好测试浆体一定深度处的内部相对湿度，但却存在以下不足：(1)管内空间较大，内部相对湿度平衡慢；(2)管的长度无法现场调节，测试不同试件不同深度的内部相对湿度比较困难，而内部相对湿度却受测试深度影响十分显著，如混凝土距表层10mm与距30mm的内部相对湿度可相差20％rh。

技术实现思路

1、本实用新型要解决的技术问题是：为了克服现有技术中存在的不足，提供一种水泥基材料内部温湿度的测试装置，解决内部相对湿度的测试深度无法快速调节、测试数据稳定慢、传感器易损且难以回收再利用、新拌水泥基材料浆体湿度测试传感器易损的问题。

2、本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种水泥基材料内部温湿度的测试装置，包括薄壁管、疏水透气薄膜和温湿度传感器，所述的薄壁管采用伸缩式结构，包括相互依次限位插接的内薄壁管、中薄壁管和外薄壁管，疏水透气薄膜填充于内薄壁管远离中薄壁管的一端端部，温湿度传感器从外薄壁管远离中薄壁管的一端伸入薄壁管内，外薄壁管远离中薄壁管的一端通过内盖密封。采用不同直径薄壁管进行组合，可根据需求调节伸入浆体内部的深度，从而测试试件不同深度位置处的温湿度；通过疏水透气薄膜使得薄壁管可直接与水泥基材料浆体接触，而不会使过多自由水渗透入管内导致传感器损坏，水泥基材料内部水蒸汽透过透气膜，经温湿度传感器测试，可得到浆体内部的温湿度数据。

3、进一步的，所述的温湿度传感器通过密封橡胶塞与内盖外的空气隔绝，降低水泥基材料内部与传感器之间可交换的空气容积，从而使温湿度测试数据快速稳定；温湿度传感器通过穿过密封橡胶塞和内盖的导线电连接于位于外部的温湿度数据采集仪。

4、进一步的，所述的薄壁管外设有刻度线，便于直观控制调节伸入浆体内部的深度。

5、进一步的，所述内薄壁管、中薄壁管和外薄壁管的内径*外径的规格分别为12*14mm、14*16mm、16*18mm，内薄壁管、中薄壁管和外薄壁管的长度为3-7mm，内薄壁管、中薄壁管和外薄壁管的长度相同或者不相同。

6、进一步的，所述的疏水透气薄膜采用聚乙烯材质，厚度为0.3-0.5mm。

7、进一步的，所述的温湿度传感器为插针型数字温湿度传感器，相对湿度测试范围在0-100％rh，测试精度为1.8％rh；温度测试范围在-40-125℃，测试精度为0.1℃。

8、进一步的，所述内盖的直径为16mm，内盖中间留有容导线穿过的孔；所述密封橡胶塞的直径为12mm，密封橡胶塞中间留有容导线穿过的孔。

9、将本装置调节固定好长度后，直接插入新拌混凝土中，可有效得到新拌混凝土至凝结硬化服役过程中某一深度位置处内部相对湿度与温度数值，或对水泥基材料钻孔，将本装置直接插入孔内测试，解决内部相对湿度的测试深度无法快速调节、测试数据稳定慢、传感器易损且难以回收再利用、新拌水泥基材料浆体湿度测试传感器易损。

10、对于工作性较好的水泥基材料浆体，测试其内部相对湿度时，可调好伸入长度后直接插入水泥基材料浆体中；对于工作性较差的水泥基浆体，提前将本发明装置提前固定在模具某个位置，再浇筑浆体；对于硬化后的水泥基材料，采用先钻孔后插入本发明装置即可。

11、本实用新型的有益效果是：实现了快速调节测试水泥基材料不同深度的内部温度与相对湿度；解决了水泥基材料浆体过多自由水导致传感器易损的不足；可实现内部相对湿度数据在较短时间内达到平衡；传感器在可测试中途进行更换，在无需测试时能够进行回收再利用；可针对不同状态的水泥基材料进行内部相对湿度测试，包括不同工作性的水泥基材料浆体与水泥基材料硬化体。

技术特征：

1.一种水泥基材料内部温湿度的测试装置，其特征在于：包括薄壁管、疏水透气薄膜(4)和温湿度传感器(5)，所述的薄壁管采用伸缩式结构，包括相互依次限位插接的内薄壁管(3)、中薄壁管(2)和外薄壁管(1)，疏水透气薄膜(4)填充于内薄壁管(3)远离中薄壁管(2)的一端端部，温湿度传感器(5)从外薄壁管(1)远离中薄壁管(2)的一端伸入薄壁管内，外薄壁管(1)远离中薄壁管(2)的一端通过内盖(8)密封。

2.根据权利要求1所述的一种水泥基材料内部温湿度的测试装置，其特征在于：所述的温湿度传感器(5)通过密封橡胶塞(6)与内盖(8)外的空气隔绝，温湿度传感器(5)通过穿过密封橡胶塞(6)和内盖(8)的导线(7)电连接于位于外部的温湿度数据采集仪(11)。

3.根据权利要求1所述的一种水泥基材料内部温湿度的测试装置，其特征在于：所述的薄壁管外设有刻度线。

4.根据权利要求1所述的一种水泥基材料内部温湿度的测试装置，其特征在于：所述内薄壁管(3)、中薄壁管(2)和外薄壁管(1)的内径*外径的规格分别为12*14mm、14*16mm、16*18mm，内薄壁管(3)、中薄壁管(2)和外薄壁管(1)的长度为3-7mm，内薄壁管(3)、中薄壁管(2)和外薄壁管(1)的长度相同或者不相同。

5.根据权利要求1所述的一种水泥基材料内部温湿度的测试装置，其特征在于：所述的疏水透气薄膜(4)采用聚乙烯材质，厚度为0.3-0.5mm。

6.根据权利要求1所述的一种水泥基材料内部温湿度的测试装置，其特征在于：所述的温湿度传感器(5)为插针型数字温湿度传感器，相对湿度测试范围在0-100％rh，测试精度为1.8％rh；温度测试范围在-40-125℃，测试精度为0.1℃。

7.根据权利要求2所述的一种水泥基材料内部温湿度的测试装置，其特征在于：所述内盖(8)的直径为16mm，内盖(8)中间留有容导线(7)穿过的孔；所述密封橡胶塞(6)的直径为12mm，密封橡胶塞(6)中间留有容导线(7)穿过的孔。

技术总结
本技术涉及一种水泥基材料内部温湿度的测试装置，包括薄壁管、疏水透气薄膜和温湿度传感器，薄壁管采用伸缩式结构，包括相互依次限位插接的内薄壁管、中薄壁管和外薄壁管，疏水透气薄膜填充于内薄壁管远离中薄壁管的一端端部，温湿度传感器从外薄壁管远离中薄壁管的一端伸入薄壁管内，外薄壁管远离中薄壁管的一端通过内盖密封。本测试装置，实现了快速调节测试水泥基材料不同深度的内部温度与相对湿度；解决了水泥基材料浆体过多自由水导致传感器易损的不足；传感器在可测试中途进行更换，在无需测试时能够进行回收再利用；可针对不同状态的水泥基材料进行内部相对湿度测试，包括不同工作性的水泥基材料浆体与水泥基材料硬化体。

技术研发人员：邓加鑫,袁慧慧,张晓翔,顾磊
受保护的技术使用者：常州市建筑科学研究院集团股份有限公司
技术研发日：20230726
技术公布日：2024/1/15