混凝土坝碱骨料反应变形监测设备制造技术

本公开实施例提供的混凝土坝碱骨料反应变形监测设备，包括：在坝体的混凝土浇筑阶段在坝体的混凝土水泥砂浆内布设的应变传感器；在坝体外侧布设的位移传感器；和数据处理器，用于根据所述位移传感器获取的所述大坝整体变形得到大坝正常运行后的坝体整体应变，并根据所述坝体整体应变与所述混凝土水泥砂浆应变之间的差值监测混凝土碱骨料反应对坝体变形的影响。本公开在不破坏坝体结构的基础上，实时监测坝体结构中碱骨料反应的影响情况，特别是应用于使用了碱活性骨料的混凝土大坝工程，降低碱骨料反应对于坝体结构的潜在风险，起到提前预警的作用。起到提前预警的作用。起到提前预警的作用。

Concrete dam alkali aggregate reaction deformation monitoring equipment

【技术实现步骤摘要】
混凝土坝碱骨料反应变形监测设备


[0001]本公开涉及混凝土监测
，具体涉及混凝土坝碱骨料反应变形监测设备。

技术介绍

[0002]碱骨料反应是一种发生在混凝土中的化学反应，该反应中，骨料中的活性二氧化硅和砂浆孔隙溶液中的羟基离子发生反应，形成具有膨胀性质的碱骨料反应凝胶。膨胀力在混凝土试件的裂缝处或骨料
‑
砂浆交界面处不断累积，在混凝土内部形成更加拓展的微裂纹，导致混凝土结构出现体积膨胀、强度和刚度退化等现象，影响混凝土结构的耐久性。
[0003]受到骨料料源的条件和试验手段的制约，一些存在碱活性的骨料仍然被大量应用于工程，导致工程中的混凝土结构存在较大的潜在风险。使用组合骨料、添加粉煤灰等手段是有效控制碱骨料反应的方式，但由于对碱骨料反应机理、抑制手段机理等认知不足，上述抑制方式的长期有效性无法确定，因此仍需要加强对于碱骨料反应的监测，对坝体结构有可能出现的风险进行提前预警。碱骨料反应对于混凝土结构的影响主要体现在膨胀开裂、力学强度降低等方面，目前，由于缺乏原位测量技术手段，工程主要通过大坝取芯、制作同期试样等方式检测混凝土结构中碱骨料反应的影响，存在破坏坝体结构、试验环境与坝体实际环境存在差别等缺陷。

技术实现思路

[0004]本公开旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0005]为此，本公开面实施例提供的混凝土坝碱骨料反应变形监测设备，在不破坏坝体结构的基础上，实时监测坝体结构中碱骨料反应的影响情况，特别是应用于使用了碱活性骨料的混凝土大坝工程，降低碱骨料反应对于坝体结构的潜在风险，起到提前预警的作用。本公开实施例提供的混凝土坝碱骨料反应变形监测设备，包括：
[0006]应变传感器，所述应变传感器在坝体的混凝土浇筑阶段布设在坝体的混凝土水泥砂浆内，用于获取大坝正常运行后坝体内的混凝土水泥砂浆应变；
[0007]位移传感器，所述位移传感器布设在坝体外侧，用于获取大坝正常运行后的坝体整体变形；和
[0008]数据处理器，所述数据处理器与所述应变传感器和所述位移传感器连接，用于根据所述位移传感器获取的所述大坝整体变形得到大坝正常运行后的坝体整体应变，并根据所述坝体整体应变与所述混凝土水泥砂浆应变之间的差值监测混凝土碱骨料反应对坝体变形的影响。
[0009]本公开实施例提供的混凝土坝碱骨料反应变形监测设备，具有以下特点即有益效果：
[0010]①
与现使用的制作同期试样进行碱骨料反应检测相比，本公开的监测设备可在大坝混凝土原位进行测量，保证测量准确性；
②
与现使用的大坝取芯进行碱骨料反应检测相比，本公开的监测设备可在大坝混凝土原位进行测量，不需要破坏坝体，避免取芯造成试样
的二次破坏，提升检测的精准性；
③
可实时监测碱骨料反应发展的进程，为坝体结构可能受到的碱骨料反应导致的风险进行提前预警。
[0011]在一些实施例中，将所述应变传感器和所述位移传感器分区域布设在坝体内和坝体外侧。
[0012]在一些实施例中，所述应变传感器的水平位置处于所述位移传感器的水平测量范围内，所述应变传感器至坝体表面距离大于150mm。
[0013]在一些实施例中，所述应变传感器采用压电陶瓷、光导纤维或碳纤维。
[0014]在一些实施例中，所述位移传感器的布设间距应超过450mm。
[0015]在一些实施例中，所述位移传感器采用激光位移传感器、静力水准仪或GPS高程测量仪。
[0016]在一些实施例中，所述数据处理器还用于检测所述坝体整体应变与所述混凝土水泥砂浆应变之间的差值大小，当所述坝体整体应变与所述混凝土水泥砂浆应变之间的差值大小达到设定阈值时，发出预警。
附图说明
[0017]图1为本公开实施例提供的混凝土坝碱骨料反应变形监测设备的结构的示意图；
[0018]图2为采用图1所示设备得到的混凝土受拉/受压部位监测到的坝体整体应变和内部砂浆应变波形图。
[0019]附图标记：
[0020]1：激光位移计发射端；2：激光位移计接收端；3：坝体外侧；4：混凝土水泥砂浆；5：骨料；6：应变传感器。
具体实施方式
[0021]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本申请，并不用于限定本申请。
[0022]相反，本申请涵盖任何由权利要求定义的在本申请精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本申请有更好的了解，在下文对本申请的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本申请。
[0023]参见图1，本公开实施例提供的混凝土坝碱骨料反应变形监测设备，应用于可能发生碱骨料反应的坝体结构中，在不破坏坝体结构的基础上，通过一整套监测设备的测量，输出坝体的整体和局部应变，最终导出混凝土碱骨料反应导致的膨胀变形。本公开第一方面实施例提供的混凝土坝碱骨料反应变形监测设备，包括：
[0024]应变传感器6，应变传感器6在坝体的混凝土浇筑阶段布设在坝体的混凝土水泥砂浆4内，用于获取大坝正常运行后坝体内的混凝土水泥砂浆4应变；
[0025]位移传感器，位移感器布设在坝体外侧，用于获取大坝正常运行后的坝体整体变形；和
[0026]数据处理器(该数据处理器在图中未示意出)，该数据处理器与应变传感器6和位
移传感器连接，用于根据位移传感器获取的大坝整体变形得到大坝正常运行后的坝体整体应变，并根据坝体整体应变与混凝土水泥砂浆应变之间的差值监测混凝土碱骨料反应对坝体变形的影响，当两者差越大时，表明混凝土碱骨料反应对坝体变形的影响越大，相反地，当两者差值越小时，表明混凝土碱骨料反应对坝体变形的影响越小。
[0027]在一些实施例中，在大坝施工阶段埋设应变传感器6，具体地，在骨料5和混凝土水泥砂浆4的拌和阶段，埋设应变传感器6，可根据所选应变传感器6的类型分区域(如预测受拉或受压区域)将应变传感器6分布在坝体内的不同位置，相同区域内布设的应变传感器的类型应相同。进一步地，可将应变传感器6布设在坝体内不同高程处的混凝土水泥砂浆4之中，可获取大坝正常运行后坝体内不同高程处的混凝土水泥砂浆应变，且应变传感器6的水平位置处于位移传感器的水平测量范围内，应变传感器6至坝体表面距离应大于150mm。
[0028]在一些实施例中，应变传感器6可采用压电陶瓷、光导纤维和/或碳纤维等。
[0029]在一些实施例中，位移传感器待坝体施工完毕后布设在坝体外侧3，具体地，结合所选位移传感器的类型，将位移传感器分区域(如预测受拉或受压区域)布设在坝体外侧，相同区域内布设的位移传感器的类型应相同。进一步地，可将位移传感器布设在坝体外侧3的不同高程处，用以获取大坝正常运行后在不同高程处的坝体整体变形，位移传感器的布设间距需超过4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混凝土坝碱骨料反应变形监测设备，其特征在于，包括：应变传感器，所述应变传感器在坝体的混凝土浇筑阶段布设在坝体的混凝土水泥砂浆内，用于获取大坝正常运行后坝体内的混凝土水泥砂浆应变；位移传感器，所述位移传感器布设在坝体外侧，用于获取大坝正常运行后的坝体整体变形；和数据处理器，所述数据处理器与所述应变传感器和所述位移传感器连接，用于根据所述位移传感器获取的所述大坝整体变形得到大坝正常运行后的坝体整体应变，并根据所述坝体整体应变与所述混凝土水泥砂浆应变之间的差值监测混凝土碱骨料反应对坝体变形的影响。2.根据权利要求1所述的混凝土坝碱骨料反应变形监测设备，其特征在于，将所述应变传感器和所述位移传感器分区域布设在坝体内和坝体外侧。3.根据权利要求1所述的混凝土坝碱骨料反应变形监测设备，其特征在于，所述应...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘坚文，王继敏，王维嘉，王进廷，何金荣，范智强，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：新型
国别省市：