一种用于混凝土的日照辐射性能试验装置及试验方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于混凝土的日照辐射性能试验装置及试验方法，包括试验平台、采集设备和可调节日射计装置；所述试验平台包括混凝土试样、底部支撑钢板和钢模板；所述底部支撑钢板上方依次设有隔热层、可调加热层、保温层；所述混凝土试样中设有预埋支杆，预埋支杆沿混凝土试样的厚度方向间隔的设有埋入式湿度计及温度探头；所述可调节日射计装置包括竖直支撑杆、水平支撑杆及日射计；所述日射计位于所述混凝土试样的正上方；本发明专利技术为混凝土早期日照辐射吸热特性试验及模型相关研究提供简单使用的试验装置及试验方法，有利于揭示龄期、表面相对湿度、表面类型等因素对混凝土日照辐射吸收率的影响规律。

A test device and method for the solar radiation performance of concrete

【技术实现步骤摘要】
一种用于混凝土的日照辐射性能试验装置及试验方法
本专利技术涉及到日照辐射试验装置
，具体涉及到一种用于混凝土的日照辐射性能试验装置及试验方法。
技术介绍
西藏是我国未来水电开发的热土，但青藏高原特殊的气候条件使得强辐射、大温差成为该地区水利工程施工期温控防裂工作面临的主要挑战。施工期的水工结构混凝土大多处于早期，除了水化放热、导热、对流换热作用外，还受日照辐射作用的影响。日照辐射能大幅加剧结构温度场时空分布不均匀性，而后者引起的变形与结构的约束共同导致了混凝土的开裂。当前在水工领域，仿真分析是研究结构开裂机理、制定防裂方案的重要依据。然而，混凝土早期日照辐射吸热特性相关试验研究的缺失以及目前仿真计算对日照辐射采用的近似处理，阻碍了施工期混凝土结构日照辐射响应研究的深入进行，影响了施工期防裂方案的合理性，不利于改善强辐射地区水利工程的施工质量。因此精确而又全面的混凝土早期日照辐射性能数据对于解决此问题至关重要。为了得到准确的混凝土日照辐射性能数据，需要开发出一种能够测量混凝土日照辐射性能试验的装置。现有的试验装置(见说明书附图1)，包括在试验场地1上设置的待测试样2，待测试样2上方设置有日射计，现有的日射计3通过水平杆4及支架5固定。该装置能够测量日照辐射量，但是对待测试样的温湿度、色彩及环境变化等数据没有同步测量，不能得到温度、湿度与日照辐射之间的关系，影响了施工期混凝土结构日照辐射相应研究的深入进行。因此构建一套完善的混凝土早期日照辐射性能试验装置及试验方法，对建立基于温、湿耦合仿真的混凝土日照辐射吸收率模型有重要意义，以降低混凝土防裂工作的难度。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种用于混凝土的日照辐射性能试验装置及试验方法。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种用于混凝土的日照辐射性能试验装置，所述试验装置包括试验平台，靠近所述试验平台的采集设备和可调节日射计装置；所述试验平台包括混凝土试样及外框，所述外框包括底部支撑钢板及四周可拆卸连接的钢模板；所述底部支撑钢板上方依次设有隔热层、可调加热层、保温层及所述混凝土试样；四周的所述钢模板与所述混凝土试样之间也设有隔热层；所述混凝土试样中还设有若干预埋支杆，每根所述预埋支杆沿所述混凝土试样的厚度方向间隔的设有若干埋入式湿度计及温度探头；所述采集设备包括便携式色彩分析仪、手持式红外测温仪器及与所述埋入式湿度计及所述温度探头电连接或无线连接的数据接收装置；所述可调节日射计装置包括可升降的竖直支撑杆、水平支撑杆及日射计；所述水平支撑杆一端通过旋转套管与所述竖直支撑杆的顶部连接，另一端连接有所述日射计；所述日射计位于所述混凝土试样的正上方。本试验装置能够准确的获得同一混凝土试样的日照数据、湿度数据、温度数据和色彩数据；便于准确掌握混凝土的日照辐射性能，方便构建准确的混凝土日照辐射吸收率模型，为混凝土早期日照辐射吸热特性试验及模型相关研究提供简单使用的试验装置，有利于揭示龄期、表面相对湿度、表面类型等因素对混凝土日照辐射吸收率的影响规律。具体的混凝土的日照数据，包括日射计测量的反射强度、辐射强度等，用于计算混凝土表面日照辐射吸收率；混凝土表面相对湿度，由于受空气湿度影响，无法直接测量混凝土试样表面相对湿度；本试验装置通过拟测量沿厚度方向四个测点(距离表面2cm、4cm、6cm、10cm)及表面附近空气相对湿度值，利用插值或其他数值方法得到混凝土表面相对湿度。混凝土表面颜色，在获取日照数据的同时，通过色彩分析仪，测量混凝土表面RGB值，并计算各时间点表面灰阶；混凝土温度，通过本试验装置预埋的温度探头测量混凝土内部温度，并测量环境温度，同时利用手持式红外线测温枪测量混凝土表面温度；记录混凝土试样的温度历程，用于计算等效龄期。四周采用尽可能薄的高强钢模板及隔热层，能够减小顶部边缘厚度，以减小测量误差，钢模板可拆卸的连接便于重复利用；底部依次设置隔热层、可调加热层和保温层，能够提高养护温度，加快水化反应、自干燥过程，制造等效龄期差异，便于实施对比验证试验；并且方便试验结束后，混凝土的脱离，使得所述底部支撑钢板可以重复使用；可调节日射计装置使得日射计能够调整上下距离并旋转旋转，便于将试验装置调整到标准位置，得到最佳的试验数据；可调节日射计装置中的所有支撑优选的使用高强度钢筋，以减小支撑阴影带来的测量误差。其中,日射计也可以为日照计或日射强度计等能够测量日照辐射的计量工具。进一步的，所述试验平台外部还设有泡沫养护罩。由于试验过程关注混凝土早期性能，日照辐射测量具有阶段性；在非测量阶段，所述泡沫养护罩，能够避免混凝土试样表面污染或受雨水影响，从而提高试验的准确性；在测量阶段所述泡沫养护罩将被移除。进一步的，所述混凝土试样浇注后分别通过振捣棒、振动压实机或抹平铲处理表面。为了便于体现水工混凝土自然振捣、碾压、模板三种表面粗糙度，针对不同的需求将混凝土浇筑后分别采用小型振捣棒、小型振动压实机、抹平铲处理表面，得到三种表面粗糙度的混凝土试样，使得试验更加贴近实际，提高了试验的有效性。进一步的，所述底部支撑钢板底部设有走线孔，所述埋入式湿度计及所述温度探头的数据线均从所述走线孔引出。以确保所述混凝土试样内所有的数据线均从所述底部支撑钢板的下方走线，避免数据线影响混凝土试样上方的测量精度及精确性。进一步的，若干所述埋入式湿度计及所述温度探头分别距离所述混凝土试样表面2cm、4cm、6cm及10cm的位置处设置。利用混凝土试样厚度方向的四个测点及混凝土试样表面附近空气的相对湿度，通过差值或其它数值方法得到所述混凝土试样的表面相对湿度，解决了受空气湿度影响，无法直接测量混凝土试样表面相对湿度的问题。进一步的，所述可调加热层为温控电加热丝，所述温控电加热丝铺设在所述隔热层上；所述隔热层为石棉隔热板，所述保温层为聚四氟乙烯板；所述石棉隔热板及所述聚四氟乙烯板对应所述预埋支杆处分别设有通孔。所述通孔为所述预埋支杆留出空间，并且方便从底部走线。进一步的，四周的所述钢模板采用合页或卡扣连接的方式可拆卸固定连接。方便快速组装和拆卸所述外框，并能够重复使用，降低试验成本。进一步的，所述竖直支撑杆设置在调向调高套管上；所述水平支撑杆靠近所述旋转套管处设有支撑槽，所述支撑槽与所述竖直支撑杆之间连接有支撑斜杆；所述旋转套管及所述调向调高套管上均设有固定螺栓；所述调向调高套管及所述底部支撑钢板下方均设有调平螺栓。旋转套管和调向调高套管分别实现所述日射计的旋转及高度调节，当调整好位置后通过固定螺栓固定，保持相对位置不变；所述支撑斜杆提高了整体的连接强度，确保测量的精度和准确性；底部设置的调平螺栓，便于微调本试验装置的垂直高度，确保试验装置的水平度。进一步的，所述日射计为一对，分别通过夹钳或螺接的方式固定在所述水平支撑杆的上下两侧。便于两个日射强度计对比校正；并且能够避免因转动调平日射计的过程中浪费时间而引起前后水平入射强度的差异。进一步的，一种用于混凝土的日照辐射性能试验方法，所述试验方法包括上述任一的一种用于混凝土的日照辐射性能试验装置；所述试验方法包括以下步骤：S1：选择试验场地，所述试验场地为空旷平面，远离建筑物；组装好试验装置待用；S2：选择在天气晴朗的时间段开本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于混凝土的日照辐射性能试验装置，其特征在于，所述试验装置包括试验平台，靠近所述试验平台的采集设备和可调节日射计装置；所述试验平台包括混凝土试样及外框，所述外框包括底部支撑钢板及四周可拆卸连接的钢模板；所述底部支撑钢板上方依次设有隔热层、可调加热层、保温层及所述混凝土试样；四周的所述钢模板与所述混凝土试样之间也设有隔热层；所述混凝土试样中还设有若干预埋支杆，每根所述预埋支杆沿所述混凝土试样的厚度方向间隔的设有若干埋入式湿度计及温度探头；所述采集设备包括便携式色彩分析仪、手持式红外测温仪器及与所述埋入式湿度计及所述温度探头电连接或无线连接的数据接收装置；所述可调节日射计装置包括可升降的竖直支撑杆、水平支撑杆及日射计；所述水平支撑杆一端通过旋转套管与所述竖直支撑杆的顶部连接，另一端连接有所述日射计；所述日射计位于所述混凝土试样的正上方。

【技术特征摘要】
1.一种用于混凝土的日照辐射性能试验装置，其特征在于，所述试验装置包括试验平台，靠近所述试验平台的采集设备和可调节日射计装置；所述试验平台包括混凝土试样及外框，所述外框包括底部支撑钢板及四周可拆卸连接的钢模板；所述底部支撑钢板上方依次设有隔热层、可调加热层、保温层及所述混凝土试样；四周的所述钢模板与所述混凝土试样之间也设有隔热层；所述混凝土试样中还设有若干预埋支杆，每根所述预埋支杆沿所述混凝土试样的厚度方向间隔的设有若干埋入式湿度计及温度探头；所述采集设备包括便携式色彩分析仪、手持式红外测温仪器及与所述埋入式湿度计及所述温度探头电连接或无线连接的数据接收装置；所述可调节日射计装置包括可升降的竖直支撑杆、水平支撑杆及日射计；所述水平支撑杆一端通过旋转套管与所述竖直支撑杆的顶部连接，另一端连接有所述日射计；所述日射计位于所述混凝土试样的正上方。2.根据权利要求1所述的用于混凝土的日照辐射性能试验装置，其特征在于，所述试验平台外部还设有泡沫养护罩。3.根据权利要求1所述的用于混凝土的日照辐射性能试验装置，其特征在于，所述混凝土试样浇注后分别通过振捣棒、振动压实机或抹平铲处理表面。4.根据权利要求1所述的用于混凝土的日照辐射性能试验装置，其特征在于，所述底部支撑钢板底部设有走线孔，所述埋入式湿度计及所述温度探头的数据线均从所述走线孔引出。5.根据权利要求1所述的用于混凝土的日照辐射性能试验装置，其特征在于，若干所述埋入式湿度计及所述温度探头分别距离所述混凝土试样表面2cm、4cm、6cm及10cm的位置处设置。6.根据权利要求1所述的用于混凝土的日照辐射性能试验装置，其特征在于，所述可调加热层为温控电加热丝，所述温控电加热丝铺设在所述隔热层上；所述隔热层为石棉隔热板，所述保温层为聚四氟乙烯板；所述石棉隔热板及所述聚四氟乙烯板对应所述预埋支杆处分别设有通孔。7.根据权利要求1所述的用于混凝土的日照辐射性能试验装置，其特征在于，四周的所述钢模板采用合页或卡扣连接的方式可拆卸固定连接。8.根据权利要求1所述的用于混凝...

【专利技术属性】
技术研发人员：颉志强，李明霞，林育强，闫小虎，吴超，陈琴，祁勇峰，龚亚琦，覃茜，吕兴栋，李杨，赵文胜，
申请(专利权)人：长江水利委员会长江科学院，
类型：发明
国别省市：湖北,42