一種混凝土收縮裂縫自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種混凝土性能的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，特別是，一種用于自動(dòng)監(jiān)測(cè)混凝土早期 收縮裂縫的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展和城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，城鎮(zhèn)人口急劇增加，這使 得城市建設(shè)工程也不斷加大，而其中涉及使用的混凝土用量，也是大幅度增加。
[0003]混凝土由于其自身材料性質(zhì)，使得其在凝結(jié)硬化過程中時(shí)，會(huì)出現(xiàn)收縮裂縫現(xiàn)象。 而為了保證建筑工程的工程質(zhì)量，需要了解其使用混凝土的這種性能指標(biāo)，以免出現(xiàn)因混 凝土收縮裂縫，而導(dǎo)致出現(xiàn)工程質(zhì)量問題。
[0004] -般而言，影響混凝土耐久性的因素主要有鋼筋銹蝕、化學(xué)腐蝕（包括混凝土碳 化）、凍融循環(huán)和堿-骨料反應(yīng)。相對(duì)來講，鋼筋銹蝕所造成的影響和破壞可能是最嚴(yán)重的。 由于高性能混凝土具備高抗?jié)B性和高強(qiáng)度，上述影響因素和影響方式可能會(huì)發(fā)生變化。
[0005] 提高混凝土的耐久性，必須從混凝土制備的源頭開始。高抗?jié)B性混凝土成為近年 來的研究熱點(diǎn)。但是隨著各種外加劑的加入，混凝土自身的收縮或膨脹發(fā)展，開始脫離混凝 土原始的發(fā)展規(guī)律。
[0006] 影響混凝土耐久性的緩慢過程，與有害離子在混凝土中的傳輸或局部發(fā)生的化學(xué) 反應(yīng)有關(guān)，所以用電測(cè)方法來測(cè)試和評(píng)價(jià)混凝土耐久性成為主流。但電測(cè)方法的巨大弊端 就是人為施加的電壓對(duì)于混凝土內(nèi)部環(huán)境的破壞，由此產(chǎn)生的誤差無法估量。
[0007] 混凝土耐久性能的控制，最基本的指標(biāo)在于控制其裂縫的發(fā)展；而混凝土早期自 收縮的控制，又是裂縫控制的根本。
[0008] 研究混凝土早期收縮的一個(gè)首要問題是如何通過試驗(yàn)的方法測(cè)得混凝土早期收 縮的發(fā)展規(guī)律，從而可以定性地比較不同組分混凝土的收縮開裂趨勢(shì)，也可為定量的結(jié)構(gòu) 分析提供基礎(chǔ)性的材料性能數(shù)據(jù)。評(píng)估混凝土早期收縮性能可通過量測(cè)混凝土的自由收縮 值與觀測(cè)約束收縮時(shí)的開裂趨勢(shì)來確定。自由收縮的測(cè)量通常只能定性的分析不同混凝土 的收縮大小，但不能定量分析收縮對(duì)結(jié)構(gòu)的影響；而約束收縮試驗(yàn)除了定性分析開裂趨勢(shì) 外，還可進(jìn)一步對(duì)收縮造成的結(jié)構(gòu)影響加以量化分析。
[0009] 目前，業(yè)界評(píng)估混凝土裂縫監(jiān)測(cè)以及早期收縮性能和約束收縮試驗(yàn)主要有兩種。 其中混凝土裂縫監(jiān)測(cè)一般參照國家標(biāo)準(zhǔn)《危險(xiǎn)房屋鑒定標(biāo)準(zhǔn)》(GJG 125-1999)，監(jiān)測(cè)裂縫寬 度來評(píng)定房屋危險(xiǎn)點(diǎn)的相關(guān)要求，通過裂縫測(cè)寬儀進(jìn)行拍照取樣并得出測(cè)試結(jié)果?；炷?干燥收縮與混凝土早期自收縮的監(jiān)測(cè)，可參照國家標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土長期性能和耐久性能 試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)KGBJ 50082-2009)，通過接觸式千分表和非接觸式電渦流傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù) 的采集和計(jì)算。干燥收縮則較多采用機(jī)械千分表人工讀數(shù)的方式進(jìn)行，非接觸法早期自收 縮測(cè)定儀的數(shù)據(jù)均有電腦軟件采集和計(jì)算。
[0010]進(jìn)一步的，其中混凝土開裂性能的測(cè)試方法主要有三種： 1.采用土工工程學(xué)會(huì)(CCES 2004-01)標(biāo)準(zhǔn)方形混凝土受限開裂試模，使用56套通螺 紋螺桿作為限制器，加速混凝土的開裂。數(shù)據(jù)采集方式為人工值守和觀察，待出現(xiàn)肉眼可見 的裂縫后進(jìn)行記錄和跟蹤，一般一個(gè)試模的試塊可能出現(xiàn)2至3條可見裂縫。
[0011] 2.采用國家標(biāo)準(zhǔn)(GBJ 50082/2009)推薦的刀口形混凝土受限開裂試模，使用7根 倒三角裂紋誘導(dǎo)器。數(shù)據(jù)采集方式同方形試模一致。
[0012] 3.采用鐵建設(shè)(2005)-160號(hào)推薦的圓環(huán)形受限開裂試模，使用內(nèi)外圓環(huán)形受限方 式，數(shù)據(jù)采集可使用貼應(yīng)變片和數(shù)據(jù)采集儀的方式進(jìn)行。
[0013] 這其中，人工值守的缺點(diǎn)首先是耗時(shí)耗力而又不精確。例如，其一般的做法是安排 測(cè)試人員值守，直至肉眼可見的裂縫出現(xiàn)以后才開始記錄數(shù)據(jù)，但很多細(xì)微裂紋可能在此 之前已經(jīng)發(fā)展多時(shí)，故此方法無法做到精確判斷。由于在此過程中的人為誤差，導(dǎo)致無法在 第一時(shí)間確定哪個(gè)配合比的試樣先開裂，而只能判斷哪個(gè)配合比的試樣最終發(fā)展出來的裂 紋更寬、更長。
[0014] 而當(dāng)前由于混凝土技術(shù)的發(fā)展，高抗?jié)B性混凝土對(duì)于抵抗離子侵蝕的能力，在任 何細(xì)微的微裂紋下，都將散失殆盡。評(píng)判混凝土耐久性能的優(yōu)劣，不能單純從最終裂紋的粗 細(xì)長短來評(píng)價(jià)。
[0015] 有一些研究者采用應(yīng)變片的方法進(jìn)行試驗(yàn)，由于應(yīng)變片的靈敏度不夠高，無法精 確判斷表面的細(xì)微裂紋，因此，在混凝土表面貼應(yīng)變片進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的方法也并未得到很 好的推廣。
[0016] 另外，也有一些研究是采用光纖光柵傳感器的方法，來測(cè)試細(xì)微裂紋的產(chǎn)生，但是 由于傳感器本身封裝比較困難，成品率不夠高，加之價(jià)格昂貴等原因，導(dǎo)致試驗(yàn)的運(yùn)行成本 太尚。
[0017] 因此，確有必要，來研發(fā)一種新型的混凝土收縮裂縫的全自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，來克服現(xiàn) 有技術(shù)的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018] 本發(fā)明的目的在于提供一種新型的混凝土收縮裂縫自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其能自動(dòng)跟蹤 監(jiān)測(cè)混凝土早期收縮裂縫形成和擴(kuò)展過程，評(píng)估混凝土特別是高性能混凝土的早期收縮性 能。
[0019] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下： 一種混凝土收縮裂縫自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其包括樣品監(jiān)測(cè)工作臺(tái)，其上設(shè)置有混凝土抗裂 試模，用于盛放待監(jiān)測(cè)的混凝土測(cè)試樣品。所述工作臺(tái)上還設(shè)置有縱向延伸的第一軌道，所 述第一軌道上設(shè)置有支架，所述支架在第一驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下，可沿所述第一軌道延伸的 方向往返移動(dòng)。所述支架上設(shè)置有橫梁，所述橫梁上設(shè)置有橫向延伸的第二軌道，所述第二 軌道上設(shè)置有裂縫監(jiān)測(cè)裝置，所述裂縫監(jiān)測(cè)裝置在第二驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下可沿所述第二軌 道往返移動(dòng)。其中所述裂縫監(jiān)測(cè)裝置包括接收指令單元、圖像采集單元以及中央處理單元， 其中所述指令接收單元用于接收外部指令;所述圖像采集單元用于對(duì)所述混凝土測(cè)試樣品 進(jìn)行不同時(shí)間、不同位置的拍照，以采集所述混凝土測(cè)試樣品早期裂縫出現(xiàn)時(shí)間、裂縫寬度 以及裂縫長度等信息，并將這些圖像數(shù)據(jù)傳送給所述中央處理單元，由其對(duì)這些圖像數(shù)據(jù) 進(jìn)行處理，得出所述混凝土測(cè)試樣品，其早期裂縫出現(xiàn)時(shí)間、裂縫寬度以及裂縫長度等信 息。所述檢測(cè)裝置的中央處理單元還與所述第一驅(qū)動(dòng)裝置和第二驅(qū)動(dòng)裝置連接，從而協(xié)調(diào) 所述監(jiān)測(cè)裝置和所述第一驅(qū)動(dòng)裝置和第二驅(qū)動(dòng)裝置之間的關(guān)聯(lián)運(yùn)作。
[0020] 進(jìn)一步的，其中所述裂縫監(jiān)測(cè)裝置的指令接收單元包括一個(gè)顯示屏操作單元，用 于接收外部輸入的指令，從而根據(jù)所述輸入指令，控制整個(gè)系統(tǒng)的操作運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0021] 進(jìn)一步的，其中所述裂縫監(jiān)測(cè)裝置的中央處理單元，其是采用二維圖像拼接的方 式，來進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)處理的。
[0022]進(jìn)一步的，其中所述中央處理單元，其采用的二維圖像拼接圖像處理方式，是基于 特征的圖像拼接技術(shù)（Image Stitching Technologies Based On Features)，進(jìn)行圖像數(shù) 據(jù)處理。
[0023]進(jìn)一步的，其中所述中央處理單元，其采用的二維圖像拼接圖像處理方式，是基于 色差處理技術(shù)(Color Processing Technologies)，進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)處理。
[0024]進(jìn)一步的，其中所述圖像采集單元，其采用的高清攝像頭，其放大倍數(shù)在10~100 倍。
[0025]進(jìn)一步的，其中所述圖像采集單元，其采用的高清攝像頭，其像素在200~1000W。
[0026] 進(jìn)一步的，其中所述第一驅(qū)動(dòng)裝置和第二驅(qū)動(dòng)裝置，包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
[0027] 進(jìn)一步的，其中所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)包括步進(jìn)電機(jī)或是伺服電機(jī)中的一種。
[0028] 進(jìn)一步的，其中所述第一軌道包括兩個(gè)，兩者平行設(shè)置，所述支架架設(shè)在所述兩平 行的第一軌道上。
[0029]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果:本發(fā)明涉及的一種新型的混凝土收 縮裂縫自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其能自動(dòng)地跟蹤監(jiān)測(cè)采集測(cè)試混凝土早期收縮裂縫形成和擴(kuò)展過程 的圖像信息，并根據(jù)這些圖像信息的處理結(jié)果輸出所述測(cè)試混凝土相關(guān)的裂縫圖像信息， 根據(jù)這一結(jié)果信息，從而可有效的評(píng)估混凝土，特別是高性能混凝土的早期收縮性能。
【附圖說明】
[0030]圖1是本發(fā)明涉及的一種混凝土收縮裂縫自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。 Γ ? \?Γ\ L I I /,/-, f//j_ Γ?ΓΙ 4-~'·、~(、W rr口 fn i ~*

【具體實(shí)施方式】
[0032] 以下將結(jié)合說明書附圖對(duì)本發(fā)明涉及的一種混凝土收縮裂縫自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的技 術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0033] 本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，提供了一種新型混凝土收縮裂縫自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其包括 樣品監(jiān)測(cè)工作臺(tái)10,其上設(shè)置有混凝土抗裂試模11，用于盛放待監(jiān)測(cè)的混凝土測(cè)試樣品，即 約束混凝土平板。
[0034]所述工作臺(tái)上還設(shè)置有一對(duì)縱向延伸的第一軌道12,兩者平行設(shè)置。所述第一軌 道12上設(shè)置有