一种混凝土结构的智能养护系统及养护方法与流程

本发明涉及混凝土养护，尤其涉及一种混凝土结构的智能养护系统及养护方法。

背景技术：

1、混凝土养护是人为营造设定的湿度和温度条件，使刚浇筑的混凝土得以正常的或加速其硬化和强度增长。常规的混凝土养护方法有如下方法：

2、一、自然养护：分洒水养护与喷洒塑料薄膜养护。前者用草帘等将混凝土覆盖，经常洒水保持湿润。后者是将过氯乙烯树脂塑料溶液用喷枪喷洒在混凝土表面，溶液挥发后在混凝土表面形成一层薄膜，将混凝土与空气隔绝，阻止混凝土内水分蒸发保证水泥水化作用正常进行，养护完成后薄膜能自行老化脱落；

3、二、蒸汽养护：将混凝土构件放在充满饱和蒸汽或蒸汽与空气混合物的养护室内，在较高温度与湿度环境中加速混凝土硬化。混凝土养护湿度的要求是相对湿度在95％以上。

4、目前施工现场最主要使用的养护方法为自然养护中洒水养护。洒水养护由于是人工喷水难以保证每个区域都能均匀受水，且监控养护难度也较大，可能导致部分区域养护不足，影响混凝土强度和耐久性；并且养护过程中需要大量的人力物力进行频繁的喷水养护，施工成本较高；如果洒水过多，也会让混凝土表面水分较多，导致混凝土混合料水泥浆体局部过于稀薄，容易出现渗透现象，从而影响混凝土的密实性，降低混凝土的强度；这一过程往往缺乏有效的管理机制，导致大量水资源被浪费。

5、因此，如何设计一套结构简单、操作方便和提高养护效率，同时还能降低此过程所需的人工输出成本以及水资源的设备，具有较强的现实意义。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中存在的不足，提供一种混凝土结构的智能养护系统及养护方法，本发明的智能养护设备能够根据混凝土结构表面的湿度情况进行自动喷淋，免于人工喷淋，不仅养护成本低，且能够保障喷淋的效果，有效降低混凝土结构养护所需的人工成本以及水资源，推广价值大。

2、本发明是通过以下技术方案予以实现：

3、一种混凝土结构的智能养护系统，包括智能养护设备、多组湿度传感器以及处理终端，其中；

4、湿度传感器布设在混凝土结构的表面，湿度传感器用于采集混凝土结构表面的湿度数据并发送至智能养护设备；

5、智能养护设备包括多组并列设置的喷淋机构，喷淋机构环周固定设置在建筑爬架上，喷淋机构包括多组喷淋组件和供水主管，多组喷淋组件水平平行固定设置在建筑爬架上，多组喷淋组件的进水口并联连接在供水主管上，喷淋组件可跟随爬架向上调节运动，喷淋组件的出水口朝向混凝土结构；

6、处理终端与喷淋组件电连接，处理终端与湿度传感器信号连接，处理终端根据湿度数据控制喷淋组件喷淋混凝土结构的表面。

7、可选的，在一种可能的实施方式中，本发明的智能养护设备固定设置在建筑爬架上，由于建筑爬架需要根据施工进度逐层上升，因此智能养护设备能够随着建筑爬架同步上升，逐层完成混凝土结构的养护工作；本发明的湿度传感器布设在混凝土结构的表面，湿度传感器用于采集混凝土结构表面的湿度数据并发送至智能养护设备，处理终端根据湿度数据控制喷淋组件喷淋混凝土结构的表面，进而使得智能养护设备能够根据混凝土结构表面的湿度情况进行自动喷淋，免于人工喷淋，根据设定程序可有效控制喷淋的水量，不仅养护成本低，且能够保障喷淋的效果，有效降低混凝土结构养护所需的人工成本以及水资源。

8、根据上述技术方案，优选地，喷淋组件从左至右依次包括布设在喷淋支路上的喷淋龙头、电动阀门和变频水泵，其中；

9、电动阀门和变频水泵均与处理终端电连接，

10、电动阀门用于启闭喷淋支路；

11、变频水泵用于进行增压，使得喷淋龙头喷出的养护水能够喷淋至设定位置。

12、根据上述技术方案，优选地，处理终端内置喷淋变量算法模块，步骤如下：

13、步骤1、处理终端设定标准养护湿度，湿度传感器用于采集混凝土结构表面的湿度数据并发送至智能养护机构的处理终端，处理终端对比标准养护湿度和湿度传感器采集的湿度数据；

14、步骤2、根据湿度传感器的位置划分并确定待喷洒位置，并计算确定待补充的水量；

15、步骤3、处理终端内根据喷淋组件的位置和高度进行编号；

16、步骤4、根据步骤3拟定的喷淋组件编号，确定距离待喷洒位置最近的喷淋机构，并确定喷淋机构与待喷洒位置的距离，设定距离越远的区域由该喷淋机构上位于高处的喷淋组件进行喷淋，记喷淋距离为s；通过平抛运动公式得知喷淋龙头喷淋速度v；

17、

18、其中g为当地重力加速度，h为相应的喷淋组件与待喷洒位置的高度差；

19、步骤5、变频水泵根据步骤4计算得到的喷淋龙头喷淋速度进行相适应的变频调节。

20、根据上述技术方案，优选地，处理终端具有接收当地气象信息的功能，气象信息包括空气湿度、风速以及温度。

21、根据上述技术方案，优选地，步骤2确定待补充的水量具体包括如下步骤：

22、步骤2.1、取该区域湿度传感器在长方向与短方向分别与其他湿度传感器的距离为x米、y米，输入混凝土结构厚度为z米，湿度传感器测出相对湿度为λ，根据经验设定混凝土结构孔隙率为5％，气象信息所得温度为ω℃，标准养护相对湿度为95％；

23、步骤2.2、通过origin对标准大气压的绝对湿度与相对湿度对应表利用expgro2函数模型拟合可得知每5％相对湿度变化对应的绝对湿度变化为α；

24、α＝0.24653e(ω/21.92181)+0.24653e(ω/26.79332)-0.26541；

25、步骤2.3、该区域混凝土结构所需洒水量为β；

26、β＝0.05(19α-20λα)xyz；

27、洒水量β的单位为g；

28、进而计算得到该区域所需洒水量。

29、根据上述技术方案，优选地，处理终端可结合气象信息对喷淋组件进行调节，当大气环境相对湿度低于45％时，湿度传感器检测时间为1小时一次；当环境相对湿度低于65％高于45％时，湿度传感器检测时间为1.5小时一次；当环境相对湿度低于85％高于65％时，湿度传感器检测时间为2小时一次。

30、根据上述技术方案，优选地，喷淋龙头的喷淋角度可左右和上下调节。

31、根据上述技术方案，优选地，还包括移动终端，所述移动终端与处理终端信号连接，所述处理终端将各项数据输送至移动终端，所述移动终端可实时查看智能养护系统的工作状态。

32、本发明还公开了一种混凝土结构的智能养护方法，采用上述的混凝土结构智能养护系统，包括以下步骤：

33、s1、对混凝土结构进行区域划分，并在处理终端内进行相应编号；

34、s2、将智能养护设备固定安装到随建筑施工不断提升的爬架上，智能养护设备的喷淋机构环周固定设置在建筑爬架上，而多组喷淋组件水平平行固定设置在建筑爬架上，多组喷淋组件的进水口并联连接在供水主管上，喷淋组件可跟随爬架向上调节运动；

35、s3、在混凝土结构表面安装湿度传感器，并确定湿度传感器与划分的混凝土结构对应关系；

36、s4、湿度传感器用于采集混凝土结构表面的湿度数据并发送至智能养护设备的处理终端；

37、s5、处理终端与喷淋组件电连接，处理终端与湿度传感器信号连接，处理终端根据湿度数据控制喷淋组件喷淋混凝土结构的表面。

38、本发明的有益效果是：

39、(1)本发明的智能养护设备固定设置在建筑爬架上，由于建筑爬架需要根据施工进度逐层上升，因此智能养护设备能够随着建筑爬架同步上升，逐层完成混凝土结构的养护工作；

40、(2)本发明的湿度传感器布设在混凝土结构的表面，湿度传感器用于采集混凝土结构表面的湿度数据并发送至智能养护设备，处理终端根据湿度数据控制喷淋组件喷淋混凝土结构的表面，进而使得智能养护设备能够根据混凝土结构表面的湿度情况进行自动喷淋，免于人工喷淋，根据设定程序可有效控制喷淋的水量，不仅养护成本低，且能够保障喷淋的效果，有效降低混凝土结构养护所需的人工成本以及水资源。