混凝土智能养护系统在混凝土构件养护中的应用

【前言】混凝土智能养护系统在混凝土构件养护中的应用由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。2、水泥的水化过程早期表面裂缝与强度不足的的形成过程 水泥混凝土浇筑以后，其内部水化热温度迅速升高、膨胀，而表面温度升温较小，使得内部膨胀受到表面的约束，表面受拉而内部受压。水化热温度降低以后，其内部温度下降幅度较表面大，内部冷却收缩比表面大的多，内...

摘要：本文以介绍了混凝土智能养护系统的工作原理，对比了智能养护与传统养护的优点，推广智能养护在混凝土构件养护中的应用

关键词：混凝土智能养护 混凝土构件 养护应用

中图分类号： TU37文献标识码： A

1.水泥混凝土现场养护的重要性

水泥混凝土浇筑以后，养护施工对预防表面早期开裂和保证强度十分重要。养护不到位，水泥凝固过程中水化热控制不当、温差应力过大，将导致表面、内部裂缝，同时抗拉、抗压强度的随之降低，最终影响构件的正常使用，缩短结构使用寿命，造成巨大经济损失。

2、水泥的水化过程早期表面裂缝与强度不足的的形成过程

水泥混凝土浇筑以后，其内部水化热温度迅速升高、膨胀，而表面温度升温较小，使得内部膨胀受到表面的约束，表面受拉而内部受压。水化热温度降低以后，其内部温度下降幅度较表面大，内部冷却收缩比表面大的多，内部收缩受到表面的制约，冷却收缩的拉应力超过原有的压应力，使得内部压应力变为拉应力，早期水泥混凝土抗拉强度很低，当拉应力超过其抗拉强度时，就会产生裂缝，早期裂缝出现在表面，后期则出现在内部，裂缝的产生势必导致强度的降低。

混凝土表面蒸发量与温湿度、风速的关系

拆模时间和表面防护对开裂的影响

3.水泥混凝土现场养护的现状

目前施工现场对于混凝土的养护大多均由人工洒水来完成，条件稍好一点的安装了简易的喷淋管路，但还是由人工不定时接电、送水完成养护施工，此类养护方式存在以下几个方面的问题：

（1）人工洒水不规范。为保持混凝土在浇筑以后标准养护周期内保持表面湿润，充分散除水化热，一般前期洒水较频繁，后期洒水频次减少，而现场人工洒水很难做到按时洒水，尤其是在晚上。

（2）对温度、湿度的掌握不准确。按照养护规程要求需要对养护结构物表面环境温度、湿度、内部温度进行定时的监测，以判别其湿润程度与环境温度采取措施进行养护，而现场对温度的监测不规范，对湿度基本没有监测，难以根据温、湿度状况做到适时养护。

（3）养护用水量不足或过多。洒水多少取决于梁体体积与表面积，洒水过少（湿润程度不够或不能渗入内部）则养护效果不佳，洒水过多则水资源浪费，且过多的洒水往往造成混凝土早期表面强度偏低从而产生掉色、水痕等质量缺陷。

（4）养护效率低。人工养护需要专人来完成，一般12个台座以上的梁场就需要1～2名专门的养护工人，生产高峰期需要的养护工人更多，大体积混凝土养护难度大。因而养护成本较高，养护效率低下。

（5）大体积混凝土的养护一般都需要采取监控措施，人工测试温度与湿度，分析判断是否进行内部供水冷却与表面洒水保湿。稍有不当（工人养护不及时）混凝土就会烧坏（内外温度过大导致温度应力裂缝产生）。

传统养护方式进行混凝土养护往往是不可靠的，其效率低下、过程不规范、不精细、不科学。经常由于养护不当导致混凝土强度偏低和产生温度（收缩）裂缝，影响混凝土的正常使用寿命，造成巨大经济损失。

4、JCYH水泥混凝土智能养护系统关键技术原理

JCYH水泥混凝土智能养护系统依靠先进的自动化控制技术，根据水化热释放速率、温湿度的实测数据进行有针对性的养护，突破传统养护的困境，可以完全杜绝人工养护不当带来的不利影响，相对于传统养护施工，是一种工艺技术上的飞跃。

JCYH系统结构及工作原理

（1）可扩展多终端装置与大数据量的交互处理

每台养护仪带4个或6个通道，同时养护4片或6片混凝土梁板，每片梁板安装一台无线测试终端，测控系统同时对每片梁板表面及周边温湿度进行监控，多台无线终端实时传回数据由控制处理中心进行判断分析，从繁杂数据中确认逻辑条件后由控制中心驱动水泵进行养护。

（2）多通道单独及交叉控制

每个通道根据该梁板周边温湿度环境单独进行监控，其数据单独分析确认样喷淋成立条件，所有通道公用压力泵及压力变频控制器，各通道根据达到养护条件的先后顺序排队等候养护喷淋系统运行，时间精确到1s。

（3）个性化程序设计

通过研究各个地区的气候条件，编写个性化的控制程序。夏季、冬季分别根据季节气候的不同单独编写程序；南方、北方根据不同的地域气候编写不同的控制程序，确保养护质量的稳定性。

JCYH系统结构及控制原理原理图

根据不同配合比混凝土的水化热量及水化过程中热量的释放率、梁体周边环境温湿度自动判别是否开启恒压喷淋以及和控制喷淋持续时间，以达到智能养护施工的目的，对养护全过程技术信息进行记录与保存，形成养护施工记录表格（喷淋时间、湿度、温度等等）及相关的曲线（温湿度-时间曲线）。

专门针对大体积混凝土的养护施工设计。在梁体内分层预埋温度传感器与冷却循环管路。实时采集混凝土内、外部温度分析温差，根据温差判别是否开启喷淋系统。同时通过外部温湿度的监测和不同混凝土水化热释放规律的分析适时的进行表面喷淋保湿，内外“双控”以达到高效高质养护的目的。

5.JCYH智能养护系统的特点

（1）一键完成养护、提高养护效率

养护管路布置完成以后，一键启动智能养护系统，则自动完成全周期养护施工，养护受人为因素干扰降到最低，提高养护效率，节省人工。

（2）现场可移动标养室

适时对混凝土周边进行整体覆盖，遮阳保湿，全过程监测梁体表面环境温度、湿度并自动作出判断控制养护管路完成养护，以适时的引导水化热释放，防止早期温度裂缝的出现，提高混凝土强度和耐久性。其功能类似于试验室水泥混凝土标准养护室。

（3）无线温湿度测量

通过在混凝土表面附着无线温湿度传感器，其信号定时的通过无线方式发射回控制主机以监测梁体表面真实的温湿度，根据监测数据判断启动喷淋系统，调节梁体表面温湿度值。每片梁板上安装无线测温终端，3-5s测量采集一次数据无线发送至智能养护仪主机进行数据处理与分析，以随时监控到梁体表面温湿度。

（4）大体积混凝土养护内外“双控”

通过了解水化过程温度变化，实测大体积混凝土内部温度与外部温湿度，分析判断温差及表面湿度，适时的进行内部循环冷却与外部喷淋保湿，实现内外部养护同步自动控制。

（5）冬季热水养护

系统配置智能热水锅炉，其自动的温控仪可自动控制水温在设定区间内（如30～50℃，水温超过50℃停止加热，水温低于30℃时自动开始加热），保证养护用水温度适宜，在养护棚内形成水雾。

（6）根据混凝土水化热量及水化过程热量释放率有针对性的养护

不同配合比的混凝土，其集料、水泥品牌、水泥用量等因素的不同对梁体的整体水化热影响很大，同时养护周期内不同时间点的水化热释放量是不同的，智能养护系统对此进行有针对性的养护，以切实保证水化热平稳的释放。

7d水化热释放曲线

（7）基于水头压力损失进行管路适应性设计

基于流体力学水头沿程损失的分析研究，计算每个喷头处的水压值、喷淋半径以适应性调整喷头布置间距与管路直径，保证喷淋面积完全覆盖混凝土表面的同时亦不浪费用水，同时保证每个喷头达到喷雾的效果。可针对不同结构形式设计不同的管理布置，保证雾化效果。

（8）规范养护过程

根据施工技术规范及养护方案要求对水泥混凝土进行规范养护，极大可能的降低人为因素的干扰，保存养护周期内温度、湿度、喷淋启动时刻、喷淋持续时间、喷淋水压等全过程技术参数，便于质量管理与质量追溯。

系统内已经根据养护技术规范、养护施工方案结合各个季节、各个地区的气候条件嵌入控制程序。做到夏季保湿降温、冬季保温保湿。

6、总结

JCYH水泥混凝土智能养护系统依靠先进的自动化控制技术，根据水化热释放速率、温湿度的实测数据进行有科学的养护，突破传统养护的困境，相对于传统养护施工，有许多优点，对提升混凝土结构质量有较大作用，产生很大的经济效益，应该在工程领域大范围推广应用。

参考文献

［1］中华人民共和国行业标准.公路桥涵养护规范（JTGH11-2004）

［2］中华人民共和国行业标准.公路桥涵施工技术规范（JTG/TF50-2011）