[发明专利]混凝土等效龄期实时无损监测系统

权利要求书

1.混凝土等效龄期实时无损监测系统，其特征在于，包括：

现场设备安装子系统，用于对施工现场需要用到的设备进行安装，其中，施工现场需要用到的设备包括结构混凝土超声波监测装置、结构混凝土高频电磁波雷达监测装置和环境温度监测装置；

数据采集传输子系统，与现场设备安装子系统无线连接，并采集现场设备安装子系统的数据传输至实时数据分析及预测子系统；

室内试验标定子系统，与数据采集传输子系统无线连接，采用与施工现场完全相同配比的混凝土做多组不同龄期的试验，并将试验得出的函数关系发送至实时数据分析及预测子系统；

实时数据分析及预测子系统，接收室内试验标定子系统发送的函数关系与数据采集传输子系统发送的采集数据，分析得出预控以及预警数据并发送至实时预控和报警子系统；

实时预控和报警子系统，接收预控以及预警数据并进行预控和预警。

2.根据权利要求1所述的混凝土等效龄期实时无损监测系统，其特征在于，所述结构混凝土超声波监测装置用于对混凝土超声波波速进行实时监测；所述结构混凝土高频电磁波雷达监测装置用于对混凝土相对介电常数进行实时监测；所述环境温度监测装置用于对结构混凝土所处环境温度进行实时监测。

3.根据权利要求1所述的混凝土等效龄期实时无损监测系统，其特征在于，所述数据采集传输子系统包括高速多通道数据采集装置、5G高速移动传输装置以及外接采集装置；

所述外接采集装置与外部互联网相连接，用于获取未来T周期内的温度数据。

4.根据权利要求3所述的混凝土等效龄期实时无损监测系统，其特征在于，T周期的时长由混凝土等效龄期实时无损监测系统控制设置。

5.根据权利要求1所述的混凝土等效龄期实时无损监测系统，其特征在于，所述函数关系包括超声波波速与等效龄期的函数关系、相对介电常数与等效龄期的函数关系、等效龄期与混凝土强度的函数关系以及等效龄期与混凝土弹性模量的函数关系；

等效龄期t_e可以根据下式进行计算

其中，t₀为终凝时间(d)；T为随时间t变化的温度(K)；T_r为对比温度，可以取为常数-253.15K；E_a为水泥混凝土的表观活化能(kJ/mol)；R为气体常数(kJ/mol/K)；E_a/R可以取为常数4000K；

超声波波速v与等效龄期t_e函数关系可以表达为

相对介电常数μ与等效龄期t_e函数关系可以表达为

等效龄期t_e与混凝土强度S函数关系可以表达为

等效龄期t_e与混凝土弹性模量E函数关系可以表达为

其中，τ_v、τ_μ、τ_S、τ_E分别为与超声波波速、相对介电常数、混凝土强度、混凝土弹性模量相对应的时间归一化参数，可以通过函数拟合确定；α_v、α_μ、α_S、α_E分别为与超声波波速、相对介电常数、混凝土强度、混凝土弹性模量相对应的拟合优度常数；v_u、μ_u、S_u、E_u分别为极限超声波波速、极限相对介电常数、极限混凝土强度、极限混凝土弹性模量，通过函数拟合确定。

6.根据权利要求1所述的混凝土等效龄期实时无损监测系统，其特征在于，所述预控以及预警数据包括现场混凝土结构的强度、弹性模量、达到特定强度需要的养护时间以及达到拆模强度需要的时间。

7.根据权利要求1所述的混凝土等效龄期实时无损监测系统，其特征在于，所述实时预控和报警子系统包括现场LED显示屏、现场报警器以及智能终端。

8.根据权利要求7所述的混凝土等效龄期实时无损监测系统，其特征在于，所述现场LED显示屏用于将现场混凝土结构的强度、弹性模量、达到特定强度需要的养护时间以及达到拆模强度需要的时间进行智能显示；

所述现场报警器用于到达相应的养护时间以及拆模时间进行报警提示，所述现场报警器与智能终端相连接，当现场报警器进行报警提示时，工作人员的智能终端收到提示信息。