智能混凝土喷雾养护系统探究.pdf

126 电 子 测 试 0 引言 混凝土凭借原材料容易获得、 力学性能可调、 耐久性优良以 及价格优廉等诸多优点已成为世界上应用范围最广的土木工程 材料之一， 是房屋建筑、 桥梁、 水利和公路等现代工程结构的首选 材料。 在我国工业化、 城市化进程加快的今天， 对混凝土的用量将 呈现持续性的增长。 混凝土强度直接关系到工程安全， 而混凝土强度的影响因素 复杂。 其中混凝土的养护方法对混凝土强度有着重要的影响。 混 凝土是一种微观多孔材料， 在其硬化过程中这些孔隙是被水溶液 填充的， 如果这些水分因养护不当而从混凝土孔隙中蒸发出来， 混凝土就会收缩导致出现开裂现象， 这将使混凝土的强度、 抗冻、 抗渗和耐久性能都会降低 1。 混凝土养护是一项复杂、 重要的工序， 它对养护条件有着严 格的要求， 包括 ： 1. 温度 ： 对混凝土的养护要求温度不小于 5 度， 因为当温度 低于 5 度时， 混凝土水化作用几乎停止， 混凝土的强度发展缓慢。 2. 水质 ： 要求水的 pH 值不小于 7， 因为混凝土主要材料水 泥呈弱碱性， 当混凝土处于酸性环境中时， 水泥水化产物氢氧化 钙就会分解， 从而降低混凝土强度。 另外要求不溶物含量不大 于 2000mg/L， 可溶物含量不大于 2000mg/L， 氯离子含量不大于 500mg/L， 二氧化硫含量不大于 600mg/L， 碱含量不大于 1500rag/ L。 3. 湿度 ： 为了保证混凝土处于湿润环境， 要求混凝土养护时 其表面相对湿度不小于 95%RH。 由于养护条件的诸多限制， 混凝土养护普遍采用自来水作为 养护用水， 并且需要施工人员高频率作业， 以满足混凝土达到规 定强度的目的。 1 传统混凝土养护方法及缺点 现代工程中对混凝土的养护方法多为自然养护， 即在平均 气温高于 5 度的条件下使混凝土处于一段时间的湿润状态。 其包 括 ： a. 洒水养护 ： 通过间歇洒水以保证混凝土处于湿润状态。 b. 塑料薄膜覆盖养护 ： 用塑料薄膜将混凝土裸露表面完全 覆盖起来以保证混凝土在不失水的情况下得到充分养护 2。 传统混凝土养护方法虽然方法简单， 操作方便， 但也存在诸 多缺点。 传统混凝土洒水养护方法对工人要求较高， 需要工人严 格按照规定时间对混凝土进行间歇性洒水， 这对于夏季高温环境 下的夜间时间难以严格按要求执行， 并且这种方法会造成大量的 水资源浪费， 尤其是对墙柱等竖向构件进行洒水养护时水的利用 率极低。 另外， 工人在高空作业洒水时存在一定的安全隐患。 而传 统混凝土养护覆膜养护方法效果不稳定并且如果薄膜出现小孔 会严重影响养护效果 3。 2 智能混凝土喷雾养护装置 2.1 简介 该装置是根据温湿度传感器实时检测所需养护的混凝土的 温湿度并根据检测数据控制喷雾系统的喷水频率， 该装置设备造 智能混凝土喷雾养护系统探究 李建民，颜菲尔，赵 旭，赵俊鹏 （西南大学工程技术学院， 重庆 400715） 摘要 ： 传统的混凝土养护方法不但浪费水资源和人力资源， 并且高空养护施工时存在一定的危险。 本文介绍了一种新型智能 混凝土喷雾养护系统， 可根据外环境自动调节喷水频率， 在保证混凝土强度的情况下， 大幅度节约了水资源和人力资源并降低 高空施工养护危险系数， 为混凝土施工养护技术提供了更先进的方法。 关键词 ： 智能 ； 混凝土 ； 喷雾养护 Intelligent concrete spray curing system research Li Jianmin，Yan Feier，Zhao Au，Zhao Junpeng （College of Engineering and Technology of Southwest University，Chongqing 400715） Abstract ： The traditional concrete curing method not only waste of water resources and human resources， and high-altitude maintenance construction when there is danger.This paper introduces a new intelligent concrete spray curing system，which can according to external environment automatically adjust the frequency of water，In guarantee under the condition of concrete strength，greatly saves water resources and human resources and reduced risk high altitude construction curing，for curing of concrete construction technology provides a more advanced method Keywords ： intelligence ； concrete ； fog curing 本文为国家级大学生创新项目 “可无线远程控制的混凝土喷雾养护系统 研究” 项目论文， 项目编号 201210635117。 127 电 子 测 试 ELECTRONIC TEST智能应用 第8期 2013年4月 价低、 应用广、 实用性强， 可广泛应用于各种建筑场地的养护中。 2.2 装置图示及工作过程 如图 A，B 所示， 该系统各构件的作用及工作过程为 ： 水泵加压装置可在安全范围内根据施工情况增减水压 ； 水 压表可显示系统装置内部水压大小 ； 水压智能控制装置包括温 湿度传感器、 控制主板及电磁阀、 主板电源、 显示器， 温湿度传感 器将温湿度数据传输至控制主板及电磁阀， 控制主板及电磁阀进 行数据分析处理， 并将结果传输至显示器以控制电磁阀的开关 ； 水管连接装置， 将水泵加压装置、 水压表、 水压智能控制装置、 喷 头装置依次联通， 起到运输水的作用 ； 喷头装置， 喷头装置其喷 雾面积及雾珠大小可调 ； 支架， 将设备各部分固定安装其上， 起 固定支持作用。 2.3 智能混凝土喷雾养护装置的优点 2.3.1. 本系统设计的智能系统可根据外界环境的温湿度自 动控制水雾的喷流， 完全不依赖工人。 保证了养护质量并解放了 一定劳动力。 2.3.2 本系统选用的喷头式出水装置， 可以将环境温度湿 度数据输入控制主板及电磁阀， 通过控制主板对数据的接收和处 理， 实时改变养护所需喷水量和喷水频率， 减少不必要的水资源 浪费。 2.3.3. 本系统的支架装置底部设有有多个轮。 这样可以通 过轮结构可使养护设备在局部或整体上具有更好的移动性， 使养 护设备方便快捷地移动到所需位置， 有效地降低了施工难度和施 工人员的危险性。 图A 智能混凝土喷雾养护装置 1水管连接装置；2水泵加压装置；3水压表； 4水压智能控制装置；5喷头装置；6支架 图B 水压智能控制装置细部 7温湿度传感器；8控制主板及电磁阀；9主板电源；10显示器 3 价值分析 3.1 经济价值 在太阳直射条件下普通养护方案养护用水量大约是每小时 每平方米 13L， 而应用智能混凝土喷雾养护装置养护用水可节约 至每小时每平方米 1L， 根据 GB50204-2002 规范要求养护一栋 200 平方米的双层住宅建筑可节约用水达 300 吨。 依照现行水价 标准， 直接经济价值可达每平方米建筑 10 元。 并且使用智能养护 装置可大幅度节约劳动力资源， 提高人员利用率， 使单人或无人 养护大面积工程的混凝土成为可能 3.2 人文关怀 人文关怀对于促进我国人的自由全面发展、 贯彻落实科学发 展观和构建社会主义和谐社会都有着极其重大的现实意义和时 代价值 4。 中共十七大报告第一次提出 “加强和改进思想政治工 作， 注重人文关怀和心理疏导。 对于建筑施工人文关怀也同样重 要， 由于经济收入、 工作环境、 传统观念、 企业关注不够等原因造 成施工企业对施工人员人文关怀较为匮乏， 不利于施工人员身心 的健康， 不利于企业的稳定发展， 不利于社会的和谐 5。 智能混 凝土喷雾养护系统充分为施工人员考虑， 体现人文关怀。 通过充 分考虑施工人员的施工人员的施工劳动量及施工安全性， 体现企 业关怀、 社会对施工人员的关注。 3.3 可持续性发展价值 我国是人口众多， 资源相对匮乏的国家， 实施可持续发展战 略更具有特殊重要性和紧迫性 6。 目前我国建筑行业倡导绿色 建筑， 即建筑在施工和使用过程中对自然影响降到最低。 对于淡 水资源十分贫瘠的中国， 倡导节水施工、 绿色建筑更有着重要的 意义。 智能混凝土喷雾系统对于我国建筑混凝土养护事业的绿色 化进程与可持续性发展无疑有着不可估量的价值。 4 总结 本文通过对智能混凝土喷雾养护系统的研究， 比较得出新型 装置的诸多优点， 这种新型混凝土养护系统的推广使用， 对于我 国这种混凝土大量使用国家， 无论从利于混凝土强度的提高、 对 水资源的大量节约还是处于对施工人员的人文关怀的角度， 都将 对国家的可持续性发展起重大的推动作用。 参考文献 1钱觉时， 乔墩， 党玉栋， 张琳， 曲艳召， 一种水泥混凝土养护 方法， 中华人民共和国国家知识产权局，2010-2 2张凤瑞， 王平， 混凝土常见的养护方法论述， 工业与民用建 筑工程技术 3王贤全， 赵晓魏， 王波， 刘志宏， 浅谈混凝土薄膜养护工艺， 工程建筑与管理，2011-4 4赵建学， 人文关怀的时代价值， 学术纵横 5李云波， 谈施工企业对农民工的人文关怀， 建筑经济， 2012-3 6陈昌曙著 . 哲学视野中的可持续发展 M. 中国社会科学 出版社，2000