建造建筑物需要多长时间，很大程度上取决于每层混凝土的强度何时足以承受负荷。普渡大学的工程师已经开发出传感器，可以通过直接在现场实时确定混凝土强度来安全地加快施工进度。

通常，混凝土混合物设计需要在建筑项目中实施之前进行测试。一旦对这些混合物进行了审核，就可以在没有其他现场测试的情况下更改混合物的设计。

普渡大学工程师设计的技术将允许建筑承包商在现场验证混凝土的成熟度，从而无需进行大量的现场测试。

普渡大学美国混凝土路面协会土木工程学教授卢娜·卢说：“我们的传感器可以帮助做出更好的数据驱动决策，从而确定施工进度并提高混凝土施工质量。”

Purdue团队正在与FA Wilhelm Construction Co. Inc.合作，以测试技术并将其与安装在将成为Purdue的五层工程和Polytechnic Gateway大楼的地板上的传统商用传感器进行比较。该建筑群将是一栋连栋建筑，分别是Dudley Hall和Lambertus Hall。在施工现场由臂章塞克斯顿Co. Inc.公司管理

土木工程教授Luna Lu(左)帮助安装了一个传感器，该传感器是她的实验室开发的，将成为普渡大学建筑群的三楼。图片来源：普渡大学(Purdue University)照片/丽贝卡·麦克艾鲁(Rebecca McElhoe)

陆和她的研究小组还正在印第安纳州的高速公路上对传感器进行测试，以期更好地确定混凝土何时准备承受重型卡车运输。

卢说：“我们正在努力与承包商合作，以从时间，成本和现场所需人员数量的角度，为我们节省多少费用，从而降低了风险并提高了施工安全性。”卢说。“这始于行业合作以评估传感器的运行状况。”

在过去的十年中，总承包商使用传统的传感器对混凝土的强度和成熟度进行可靠，准确的估算。但是，在浇筑混凝土之前，该方法需要在实验室中进行为期一个月的测试混凝土配合比设计的过程。会生成一个折线图，以记录随时间变化的特定温度下混合设计的强度。

然后，使用该线图来匹配现场传感器的温度测量值。图上的强度值称为“成熟度曲线”，可帮助工人估算混凝土何时足够坚固以继续施工。

如果意外的天气或其他任何更改时间表的影响要求更改混合物的主要成分，则承包商必须为新混合物重新生成成熟度曲线。

Lu的实验室开发的传感器可以直接从地板上实时测量混凝土强度，而无需事先生成成熟度曲线。

“这些新传感器更像是'即插即用'。我们可以随时做出判断，”威廉姆的公司质量保证经理瑞安·德克尔(Ryan Decker)说。

像商用传感器一样，Lu的传感器将保留在混凝土中。传感器通过使用电能将声波传播通过混凝土来提供更直接的强度测量。混凝土如何响应特定的波速表明其强度和刚度。

卢说：“在混凝土中传播的海浪可以告诉我们很多信息。我们不仅可以找到混凝土的强度，还可以找到有关混凝土微观结构的详细信息。”

Lu的十二个传感器已安装在Gateway Complex三楼的各个区域中，因此与现场使用的商用传感器相比，团队可以最好地了解它们的工作状况。

Lu的实验室已经对该技术进行了验证，现在正在开发一个系统，承包商可以使用该系统远程接收混凝土的强度信息。传感器技术已通过Purdue研究基金会技术商业化办公室申请了专利。

Gateway Complex的建设预计将于2022年秋季完成。跨学科的枢纽将连接基于项目的教学实验室，设计工作室和其他协作空间，以增加Purdue社区与印第安纳州公司之间的互动。综合大楼的创建由礼来基金会，印第安纳州和私人捐赠外部资助。

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