[发明专利]监测水泥基材料碳化程度和体积变形的装置及其测量方法

权利要求书

1.一种监测水泥基材料碳化程度和体积变形的装置，其特征在于，包括碳化养护箱外壳(1)、通风通道(2)、若干排气风扇(3)、温度传感器(4)、若干二氧化碳传感器(5)、湿度传感器(6)、若干激光传感器(7)、二氧化碳气瓶(8)、激光标靶(9)、称重传感器(10)、加热器(11)、干燥器(12)和质量传感器(13)；

所述碳化养护箱外壳(1)内分为两个空间，分别是测试空间和非测试空间，两者通过隔板隔开，非检测空间内放置有二氧化碳气瓶(8)，所述二氧化碳气瓶(8)向测试空间内提供二氧化碳，

所述测试空间的碳化养护箱外壳(1)的内部顶部和一侧的侧壁上设置有连通的通风通道(2)，位于侧壁上的通风通道(2)的底部设置有干燥器(12)，所述干燥器(12)的下方安装有质量传感器(13)，若干所述排气风扇(3)置于通风通道(2)内部，位于顶部的通风通道(2)的底部设置有温度传感器(4)和若干激光传感器(7)，水泥基材料试件上表面粘贴有激光标靶(9)，激光标靶(9)与对应激光传感器(7)的中心线位于同一直线上，所述碳化养护箱外壳(1)的内部底部设置有加热器(11)，所述加热器(11)上方安装有称重传感器(10)，水泥基材料试件放置于称重传感器(10)上，设置有通风通道(2)的侧壁上设置有湿度传感器(6)和若干二氧化碳传感器(5)。

2.根据权利要求1所述的监测水泥基材料碳化程度和体积变形的装置，其特征在于，所述二氧化碳传感器(5)有三个，分别置于碳化养护箱外壳(1)侧壁内部的上、中、下三个部位。

3.根据权利要求1所述的监测水泥基材料碳化程度和体积变形的装置，其特征在于，所述干燥器(12)内部填充有氯化钙干燥剂。

4.一种如权利要求1-3任一项所述的监测水泥基材料碳化程度和体积变形的装置测量碳化程度和体积变形的测量方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

第一步：若干水泥基材料试件上对应贴上激光标靶(9)；

第二步：然后若干水泥基材料试件放于称重传感器(10)上，使激光标靶(9)与对应激光传感器(7)的中心线位于同一直线上，所述称重传感器(10)实时监测试件的质量变化；

第三步：二氧化碳气瓶(8)向测试空间内输送二氧化碳气体，直至测试空间内二氧化碳达到预设浓度；

第四步：通风通道(2)中的排气风扇(3)开动，使测试空间内部空气自下而上流通，以防止二氧化碳在箱体底部沉积；

第五步：温度传感器(4)对测试空间内温度进行实时监测，当测试空间内温度过低时，反馈给加热器(11)进行加热；若干二氧化碳传浓度感器(5)对测试空间内二氧化碳气体浓度和分布的均匀程度进行监测，当测试空间内二氧化碳达到预设浓度后，反馈给二氧化碳气瓶(8)停止充气，当二氧化碳浓度低于预设值或分布不均时，反馈给二氧化碳气瓶(8)进行充气或加大通风通道(2)中的排气风扇(3)的功率；湿度传感器(6)实时监测、记录测试空间内湿度的变化，以便于试验后不同湿度下试件碳化程度进行比较、分析，从而得到不同配合比混凝土最佳碳化养护制度；

第六步：质量传感器(13)实时监测试件的质量变化，通风通道(2)内的干燥器(9)吸收测试空间内部的水蒸气，以控制箱体内湿度，同时通过质量传感器(11)测试吸水量，即为试件的水分蒸发量；若干激光传感器(7)测量水泥基材料试件碳化过程中激光传感器(7)至激光标靶(9)的距离，以实时监测、记录碳化收缩情况；

第七步：按下列公式计算试件碳化度：

其中，d_c为水泥基材料试件碳化度，m₀为初始时水泥基材料试件的质量，m_t为t时刻水泥基材料试件质量，m_w为干燥器(12)的吸水量；

按下列公式计算t时刻试件的收缩量为：

S_t＝x_t-x₀

其中，St为t时刻试件收缩量，x₀和x_t分别为初始和t时刻激光传感器(7)至激光标靶的距离。