一种新型智能混凝土碳化试验箱

本实用新型涉及混凝土耐久性检测领域，具体涉及一种新型智能 混凝土碳化试验箱。

目前，钢筋混凝土在建筑业得到广泛应用。在混凝土的制造过程 中，水泥在水化过程中生成大量的氢氧化钙，使混凝土空隙中充满了 饱和氢氧化钙溶液，其碱性介质对钢筋有良好的保护作用，使钢筋表 面生成难溶的Fe2O3和Fe3O4，称为钝化膜(碱性氧化膜)。钝 化膜隔绝了钢筋与氧气和水的接触，因而得到保护。但是，钝化膜只 能在碱性环境下稳定存在。混凝土在使用过程中，不可避免发生“碳 化”。所谓碳化，是混凝土所受到的一种化学腐蚀。空气中CO2气渗 透到混凝土内，与其碱性物质起化学反应后生成碳酸盐和水，使混凝 土碱度降低的过程称为混凝土碳化，又称作中性化，其化学反应为： Ca(OH)2+CO2＝CaCO3+H2O。碳化后使混凝土的碱度 降低，当碳化超过混凝土的保护层时，在水与空气存在的条件下，就 会使混凝土失去对钢筋的保护作用，钢筋开始生锈。可见，对于钢筋 混凝土来说，碳化会使混凝土的碱度降低，同时，增加混凝土孔溶液 中氢离子数量，因而会使混凝土对钢筋的保护作用减弱。在我国，目 前现行的混凝土碳化试验规程遵循《普通混凝土长期性能和耐久性能 试验方法标准》(GBT50082‑2009)，该试验中必备的设备就是混凝 土碳化试验箱。混凝土碳化试验箱是一种实验环境模拟养护设备，其 箱体内部空气必须在恒定的温度、湿度和较高的二氧化碳浓度标准 下，这要求箱体配备温度调节、湿度调节、二氧化碳控制单元和温湿 度、二氧化碳浓度检测元件以便维持恒定参数。以上各项中，除湿元 件是不可缺少的，比如在湿热地区，湿度往往大于试验中要求的最高 限额。此外，混凝土碳化试验运行周期较长，单次运行周期可达28 天，期间实验人员需要至少每隔2‑4小时记录一次实验数据。目前可 查的与碳化箱有关的专利有两条，其一为《一种智能型混凝土碳化试 验箱》(ZL01244866.4)，性能较差，无液晶显示控制，无除湿元件。 其二为《液晶显示控制混凝土碳化试验箱》(申请号 201020677443.1)，虽然采用液晶显示控制，但性能也较差，也没有 配备除湿元件，实验操作繁琐，无法实时监控、自动保存数据。

为了解决现有碳化试验箱性能差，操作繁琐，在高湿度情况下无 法抽湿等技术问题，本实用新型提供一种新型智能混凝土碳化试验 箱。

本实用新型提供的新型智能混凝土碳化试验箱包括控制柜和箱 体，所述箱体上设置有箱门以及开关箱门的旋转把手，所述控制柜上 设置于控制面板，所述控制面板上分别设置有单片机电路板，所述单 片机电路板内设置有加热控制单元，制冷控制单元、加湿控制单元、 除湿控制单元、二氧化碳输入控制单元、CPU处理单元，与CPU处 理单元连接的加热元件和制冷元件，所述CPU处理单元还与控制面 板连接。

优选地，上述控制柜内还设置有由加湿控制单元控制的加湿元 件。

优选地，上述箱体内设置有除湿元件，由一根控制线连接单片机 电路板上的除湿控制单元；

优选地，上述控制柜内还设置有进气孔和电磁阀。

优选地，上述控制柜内还设置有与单片机电路板连接的温湿度传 感器。

优选地，上述控制柜内还设置有与单片机电路板连接的二氧化碳 浓度传感器。

优选地，上述控制面板上设置有显示屏，所述显示屏与单片机电 路板连接。

优选地，上述控制面板上还设置打印机，通信接口，开关，指示 灯，按键。

本发明具有以下优点：

1.本实用新型通过设置除湿元件，即使在高湿度试验条件下也可 以保证湿度的稳定。

2.本实用新型采用三种方法确保实验数据的实时监控和保存；第 一，单片机配有大容量内存，试验过程中的数据可实时保存在内存中， 用户可在试验结束后在液晶屏上查看历史数据，也可以将已经存储的 数据批量导入特定的上位机保存；第二，试验箱表面配有嵌入式小型 打印机，实验过程中，打印机可自动打印实验数据；第三，试验箱表 面配有通信接口，用户可用装在电脑上的上位机连接单片机，实时监 控数据。

图1是本实用新型的结构图；

图2是本实用新型单片机电路板示意图；

图3为本实用新型的控制面板的图示意图；

图4为本实用新型内部结构图。

附图标记说明：

控制柜1；控制面板11；单片机电路板101，加热控制单元102， 制冷控制单元103，加湿控制单元104，除湿控制单元105，二氧化 碳输入控制单元106，加热元件112，制冷元件113，加湿元件114， 除湿元件115，温湿度传感器111，二氧化碳浓度传感器121；显示 屏201，打印机202，通信接口203，开关204，指示灯205，按键 206；箱体2；箱门3；旋转把手4；CPU处理单元5，进气孔6， 电磁阀7。

以下将结合附图和实施例，对本实用新型进行较为详细的说明。

参见图1‑图4所示，本实用新型提供的新型智能混凝土碳化试 验箱包括控制柜1和箱体2，所述箱体2上设置有箱门3以及开关箱 门3的旋转把手4，所述控制柜1上设置有控制面板11，所述控制 面板11上分别设置有单片机电路板101，所述单片机电路板101内 设置有加热控制单元102，制冷控制单元103、加湿控制单元104、 除湿控制单元105、二氧化碳输入控制单元106、CPU处理单元5， 与CPU处理单元5连接的加热元件112和制冷元件113，所述CPU 处理单元5还与控制面板11连接。控制柜1内还设置有由加湿控制 单元104控制的加湿元件114。控制柜1内还设置有由除湿控制单 元105控制的除湿元件115由自身抽取湿润的空气，将空气中的水 分凝结为水并存储起来，从而降低空气中的湿度。

控制柜1内还设置有进气孔6和电磁阀7。与单片机电路板101 连接的温湿度传感器111和二氧化碳浓度传感器121。控制面板11 上还设置有显示屏201，该显示屏201与单片机电路板101连接。

其中，单片机电路板101一方面接收试验中温湿度传感器111、 二氧化碳浓度传感器121反馈的实时数据，一方面根据既定程序控 制各个元件的工作。该单片机配有大容量内存，试验人员可设置保存 间隔，将实验数据实时保存在内存中。

单片机电路板101连接的液晶显示屏201，用于显示实时工作状 态、试验数据、已经存储的历史数据等。

显示屏上的软操作按键，用于输入指令和参数设置大号功能指示 灯，显示“加湿”“加热”‘制冷’“加碳”等工作状态；

设备开关204用于开启或关闭设备；

嵌入式小型打印机202，用于实时打印试验数据；

通信接口203可连接电脑，利用特定的上位机实时监控温湿度、 二氧化碳变化曲线。

除湿：温度、湿度、二氧化碳浓度是碳化箱运作的三项参数，温 湿度传感器111和二氧化碳浓度传感器121实时监测参数具体值， 并反馈给CPU处理单元5，一旦数据超出设定范围，CPU处理单元 5按照程序采取加湿、抽湿、加热、制冷、输入二氧化碳量等方式调 节温度、湿度、二氧化碳浓度。比如，如果温湿度传感器111检测 到湿度超过既定范围，反馈给CPU处理单元5，CPU处理单元5启 动除湿控制单元105，随即启动箱体内的除湿元件115进行除湿，除 湿元件115自身抽取湿润的空气，将空气中的水分凝结为水并存储 起来，从而降低空气中的湿度。也可以实时监控和保存，单片机配有 数据存储单元，试验前用户通过大液晶显屏幕201和键盘205向CPU 处理单元204输入指令，设定存储间隔，试验过程中，随着试验时 间的进行，达到存储间隔时，当前试验数据实时保存在K数据存储 单元中，试验结束后，用户通过在液晶显屏幕201和按键206向CPU 输入指令，使液晶显屏幕201上显示历史数据，也可以将上位机通 过上位机数据同步接口连接数据存储单元，使已经存储的数据传入上 位机，在电脑中保存。单片机配有打印机接口，连接嵌入式小型打印 机202，试验前用户通过大液晶屏幕201和键盘206向处理单元204 输入指令，设定打印间隔，试验过程中，随着试验时间的进行，达到 打印间隔时，打印机可自动打印当前试验数据及打印时间。单片机电 路板101配有上位机数据同步接口，用户可用装在电脑上的上位机 连接单片机电路板101，可以进行实时监控数据。