[发明专利]混凝土水化热实时监测系统及方法

说明书

本发明公开了一种混凝土水化热实时监测系统，包括温度传感光纤、光纤传感检测单元以及实时数据分析处理单元；还公开了一种混凝土水化热实时监测方法，在浇筑区域内铺设温度传感光纤；建立3D模型；将浇筑区域的3D模型由内向外分为若干层；在混凝土开始浇筑后，通过温度传感光纤对浇筑区域的温度进行实时监测。采用上述技术方案，使用温度传感光纤能够深入到混凝土内部进行连续区域测温，具有温度监测点多、实时和精确度高等优点，对混凝土养护提供科学依据；将混凝土浇筑区域和温度传感光纤的排布走向进行3D建模，当出现报警时能够直观地进行观察，以便于进行针对性的养护，特别适用于大型混凝土结构。

技术领域

本发明涉及一种混凝土水化热实时监测系统及方法，属于混凝土施工技术领域。

背景技术

近年来，国家对公路、桥梁、隧道和大坝等大型基建工程科学规范施工管理要求越来越严，混凝土施工质量要求也越来越高。水化热在大体积混凝土施工中较为常见，由于混凝土凝结、硬化过程中，水泥的水化反应，产生水化热聚集不易散失，过大的内外温度差引起巨大的温度应力，使混凝土产生裂缝和变形等质量问题。

在混凝土养护环节，要求核心区的温度峰值不超过70℃，核心区和混凝土表面温度差值不超过25℃，混凝土表面和环境温度差值不超过25℃。混凝土养护是混凝土浇筑完成后进行的重要工作，由于产生水化热整个时间跨度长达7天，养护工作比较繁重，需要防止水泥水化热引起混凝土内部温度和温度应力剧烈变化，导致混凝土出现裂缝，造成整体结构的质量安全隐患。

目前混凝土养护过程中，主要依赖工人和监理的经验，缺乏监测混凝土核心区温度、混凝土表面温度以及跟外部环境的温度差的科学手段，缺乏实时监控和预警混凝土水化热的软件系统。导致混凝土出现裂缝等质量问题。中国专利文献CN207526123U公开了一种新型混凝土智能温控装置，采用预埋多根测温管的技术方案，测温管内部填充有液体介质层；所述液体介质层内部插接有粘贴在测温管内壁的温度感应器，温度感应器通过有线连接温度控制器来监测混凝土水化热，这种系统有如下不足之处：测温管不能埋得很深，对于大型混凝土工程，无法监测中间温度，不适用大体积混凝土结构；温度监测点不多，如果要增加温度监测点，需要多埋测温管等，对混凝土结构有破坏。中国专利文献CN207351938U公开了一种快速检测高性能混凝土水化热的检测装置，采用温度传感器单点监测混凝土水化热，该装置有如下不足之处：只能单点监测，对于实际的混凝土工程，不适用大体积混凝土结构；无法及时通知过热等告警，不能实时指导混凝土养护。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种混凝土水化热实时监测系统及方法，能够通过温度传感光纤对混凝土工程结构体实现连续区间的温度监测。

为了实现上述目的，本发明的一种混凝土水化热实时监测方法，包括以下步骤：

在浇筑区域内铺设温度传感光纤，将温度传感光纤连接于光纤传感检测单元；

建立与浇筑区域以及温度传感光纤的排布走向相对应的3D模型；

将浇筑区域的3D模型由内向外分为若干层，并预先设定每一层的水化热时间温度变化趋势图作为参照；

在混凝土开始浇筑后，通过温度传感光纤对浇筑区域的温度进行实时监测，并对温度传感光纤各个位置采集到的温度数值与该位置对应层的水化热时间温度变化趋势图中参照数值进行比对；当采集到的温度数值大于参照数值并且二者差值超过预设值△t1时，将该位置标记为异常点；当在预设的距离区间L内异常点数量超过预设值n时，发出针对该区域发出预警信息。

在3D模型中对预警信息的区域予以显示。

将浇筑区域的3D模型至少分为位于内侧的内核层、位于外侧的表面层以及位于二者之间的中间层。

当温度传感光纤采集到的对应于核心层位置的温度数值大于对应于表面层位置的温度数值并且二者差值超过预设值△t2时，则发出预警信息。