混凝土结构物智能养生控制设备及其混凝土养生方法与流程

本发明涉及混凝土养生设备技术领域，尤其涉及一种混凝土结构物智能养生控制设备及其混凝土养生方法。

背景技术

随着我国经济的迅猛发展，高速公路以及市政房建等土木建设工程均进入高速发展时期。在其建设过程中，混凝土的强度及其他性能在浇筑完成后并没有达到稳定状态和设计的要求，此时需要对混凝土采取合理的处理方式，使其强度达到设计要求并具有良好的性能，混凝土的养生至关重要。

混凝土养生是指混凝土浇筑完成后，在其凝结硬化过程中对其温度和湿度的合理控制，保证混凝土中胶凝材料的正常水化，使其达到一定的强度，并具良好性能的过程。合理到位的养生会产生良好的品质效应：1、减少混凝土裂缝；2、保证混凝土结构安全；3、提高混凝土结构抵抗环境中各种因素作用而保持正常使用功效的能力；4、提高大体积混凝土施工的成品质量。

在目前大多数的工程施工现场，采用的混凝土养生方法是作业人员人工洒水后覆盖土工布，低温条件下，通过烧锅炉产生水蒸气进行养生。此种养生方法受人为控制因素制约，由于施工作业人员的业务素质存在差距，使得混凝土的养生质量无法得到保证。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种混凝土结构物智能养生控制设备及其混凝土养生方法，旨在保证混凝土的养生质量。

为实现上述目的，本发明提供一种混凝土结构物智能养生控制设备，包括养生控制装置、以及与其电连接的试块混凝土强度检测装置、智能养生装置和环境监测装置，其中，

所述智能养生装置包括带有加热功能的水箱以及与该水箱连通的热蒸汽输出管、常温凉水输出管和试块养生水管；

所述试块混凝土强度检测装置用于对混凝土试块进行强度监测反馈给养生控制装置以供其控制养生参数，试块养生水管用于对混凝土试块进行和待养生混凝土同条件下喷淋养护；

所述环境监测装置包括温度检测装置和湿度检测装置。

优选地，所述混凝土结构物智能养生控制设备还包括智能养生控制设备集成箱，该智能养生控制设备集成箱集成有环境监测装置和养生控制装置。

优选地，所述智能养生控制设备集成箱配备有可视化屏幕，用于向养生控制装置输入混凝土养护参数条件。

优选地，所述试块混凝土强度检测装置包括设置于智能养生控制设备集成箱中的混凝土强度检测箱以及相对于其可弹出的用于放置试块的自动伸缩抽屉，混凝土强度检测箱内部设置有混凝土强度测试仪。

优选地，所述自动伸缩抽屉通过养生控制装置控制其相对于混凝土强度检测箱自动伸缩。

优选地，所述自动伸缩抽屉中设置有用于放置试块的混凝土试块放置盒。

优选地，所述水箱设置有水箱控制器以及与其电连接的水箱温度指示器、温度检测管和水箱加热电阻丝，水箱控制器与养生控制装置电连接以接收其发送的养生控制信号进而控制水箱加热电阻丝的加热功率和加热时间。

优选地，所述热蒸汽输出管上设置有雾化器，试块养生水管通过三通接头与热蒸汽输出管和常温凉水输出管连通。

本发明进一步提出一种基上述的混凝土结构物智能养生控制设备的混凝土养生方法，包括以下步骤：

在浇筑混凝土的同时，制备混凝土试块将其放置于试块混凝土强度检测装置中；

养生控制装置获取环境监测装置得到的温度和湿度数据后，当温度大于预设温度且空气湿度小于预设湿度时，智能养生装置开启常温凉水喷淋模式，当温度小于或等于预设温度时，智能养生装置开启低温热蒸汽养生模式，养护时间根据混凝土试块的强度测试检测结果控制。

优选地，当混凝土试块的养生时间不足预设天数而检测强度达到设计要求时，养生控制装置控制向智能养生装置发出指令持续养生，直至浇筑时间达到预设天数；

当混凝土试块的养生时间达到预设天数而检测强度未达到设计要求时，自动伸缩抽屉弹出，继续养生且每间隔预设时间检测一次混凝土强度，直至混凝土试块的强度达到设计要求后结束养生。

本发明提出的混凝土结构物智能养生控制设备，具有以下有益效果：

1、本控制设备高度集成，集接收、监测、检测、控制于一体，避免了因施工现场的人为破坏而引起的检测偏差，控制精确度高；

2、本控制设备其自动化程度高，只需在混凝土浇筑时由技术人员输入相关参数，如浇筑时间、设计强度等条件，即可自动完成整个养生流程，无需人为干预，养生效果相比传统人工养生大幅提升；

3、本控制设备配备了温度和湿度监测探头，能够实时监测环境变化，自动依据环境变化做出模式调整，无需人为调节，自动适应各种环境下的养生控制；

4、本控制设备配备具有反馈机制，可根据混凝土强度检测结果及时调整养生时间，保证养生的质量；

5、智能化程度高，本控制设备集成了养生控制装置，能够全程记录分析养生参数，并在养生结束后自动生成养生报告，绘制养生曲线，便于施工技术人员掌握混凝土质量变化，有利于对混凝土结构物成品质量的管控。

附图说明

图1为本发明混凝土结构物智能养生控制设备在放置于连续钢构箱梁上时的结构示意图；

图2为本发明混凝土结构物智能养生控制设备的结构示意图。

图中，（1）温度和湿度监测探头；（2）智能养生控制设备集成箱；（3）养生控制装置；（4）试块同等条件养生喷头；（5）试块养生水管；（6）自动伸缩抽屉；（7）混凝土试块放置盒；（8）混凝土强度测试仪；（9）混凝土强度检测箱；（10）试块热蒸汽养生导管；（11）三通接头；（12）试块常温凉水养生导管；（13）连接电缆线；（14）水箱温度指示器；（15）水箱控制器；（16）温度检测管；（17）水箱加热电阻丝；（18）水箱；（19）雾化器；（20）热蒸汽输出管；（21）水箱输出水管阀门；（22）常温凉水输出管；（23）连续钢构箱梁；（24）桥墩。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

参照图1和图2，本优选实施例中，一种混凝土结构物智能养生控制设备，包括养生控制装置3（为计算机控制设备）、以及与其电连接的试块混凝土强度检测装置、智能养生装置和环境监测装置，其中，

智能养生装置包括带有加热功能的水箱18以及与该水箱18连通的热蒸汽输出管20、常温凉水输出管22和试块养生水管5；

试块混凝土强度检测装置用于对混凝土试块进行强度监测反馈给养生控制装置3以供其控制养生参数，试块养生水管5用于对混凝土试块进行和待养生混凝土同条件下喷淋养护；

环境监测装置包括温度检测装置和湿度检测装置。

在试块养生水管5的出口处设置有试块同等条件养生喷头4。常温凉水输出管22出口处还安装有水箱输出水管阀门21。本实施例中，环境监测装置为温度和湿度监测探头1。在完成混凝土的养生后，由养生控制装置3依据实时收集的温度、湿度、养护模式、混凝土强度绘制出关系曲线，便于施工技术人员管控。养生控制装置3作为接收控制命令及数据反馈处理的核心，实时发送变化指令，启动变化程序。环境监测装置用于实时监测施工现场环境的温度、湿度情况，根据现场环境为养生控制装置3提供变化调节的数据依据。试块混凝土强度检测装置受养生控制装置3的控制引导，用于调节水箱水温及输出形态。

本混凝土结构物智能养生控制设备在使用时应放置于类似预制梁场、预应力混凝土连续刚构箱梁顶面以及承台等混凝土浇筑现场平稳可靠的位置。

具体地，本混凝土结构物智能养生控制设备还包括智能养生控制设备集成箱2，该智能养生控制设备集成箱2集成有环境监测装置和养生控制装置3。

进一步地，智能养生控制设备集成箱2配备有可视化屏幕，用于向养生控制装置3输入混凝土养护参数条件（如混凝土浇筑时间、混凝土设计强度）。

试块混凝土强度检测装置包括设置于智能养生控制设备集成箱2中的混凝土强度检测箱9以及相对于其可弹出的用于放置试块的自动伸缩抽屉6，混凝土强度检测箱9内部设置有混凝土强度测试仪8。自动伸缩抽屉6通过养生控制装置3控制其相对于混凝土强度检测箱9自动伸缩。自动伸缩抽屉6中设置有用于放置试块的混凝土试块放置盒7。

具体地，水箱18设置有水箱控制器15以及与其电连接的水箱温度指示器14、温度检测管16和水箱加热电阻丝17，水箱控制器15与养生控制装置3电连接以接收其发送的养生控制信号，进而控制水箱加热电阻丝17的加热功率和加热时间。

另外，热蒸汽输出管20上设置有雾化器19，试块养生水管5通过三通接头11与热蒸汽输出管20和常温凉水输出管22连通。

当温度大于5℃时、空气湿度小于80%时，环境监测装置将此参数传递至养生控制装置3，由养生控制装置3启动常温凉水喷淋模式；当温度小于5℃时，进入低温条件下施工，由环境监测装置将参数传递至养生控制装置3，启动低温热蒸汽养生模式。

养生控制装置3发出指令控制可加热雾化的水箱控制器15工作。当水箱控制器15接收到启动常温凉水喷淋模式指令时，水箱加热电阻丝17不工作，由水箱控制器15控制常温凉水输出管22打开阀门，由此管路向喷淋系统供水，开始混凝土喷淋养生。当水箱控制器15接收到启动低温热蒸汽养生模式指令时，水箱加热电阻丝17开始工作，加热水箱18中的凉水，待温度检测管16检测到水温达到要求后，将信号传递至水箱控制器15，由水箱控制器15控制雾化器19工作，雾化热蒸汽通过热蒸汽输出管20进行输出，开启低温条件下蒸汽养生。

试块混凝土强度检测装置工作过程如下：在混凝土浇筑时制备试块，自动伸缩抽屉6弹出，将混凝土试块放置在自动伸缩抽屉6的试块放置盒上，由设置在其上方的试块同等条件养生喷头4对试块进行同条件下喷淋养护。混凝土浇筑3天后，由养生控制装置3控制自动伸缩抽屉6回缩至箱内，由混凝土强度测试仪8对试块进行强度检测，并将检测结果反馈至养生控制装置3，强度测试仪检测完成后，自动伸缩抽屉6弹出，继续同条件养护，每12小时重复检测一次。

当养生时间不足7天但检测强度以达到设计要求时，为保证混凝土品质，养生控制装置3向可加热雾化的功能水箱控制器15发出指令持续养生，直至浇筑时间达到7天，养生控制装置3向可加热雾化的功能水箱控制器15发出指令停止工作，养生结束。当浇筑时间达到7天，检测强度未达到设计要求时，自动伸缩抽屉6弹出，重复本步骤继续养生，继续每12小时检测一次混凝土强度，直至混凝土强度达到设计要求后结束养生，并且由计算机记录混凝土强度变化关系，便于后期技术人员分析。

本实施例提出的混凝土结构物智能养生控制设备，具有以下有益效果：

1、本控制设备高度集成，集接收、监测、检测、控制于一体，避免了因施工现场的人为破坏而引起的检测偏差，控制精确度高；

2、本控制设备其自动化程度高，只需在混凝土浇筑时由技术人员输入相关参数，如浇筑时间、设计强度等条件，即可自动完成整个养生流程，无需人为干预，养生效果相比传统人工养生大幅提升；

3、本控制设备配备了温度和湿度监测探头，能够实时监测环境变化，自动依据环境变化做出模式调整，无需人为调节，自动适应各种环境下的养生控制；

4、本控制设备配备具有反馈机制，可根据混凝土强度检测结果及时调整养生时间，保证养生的质量；

5、智能化程度高，本控制设备集成了养生控制装置3，能够全程记录分析养生参数，并在养生结束后自动生成养生报告，绘制养生曲线，便于施工技术人员掌握混凝土质量变化，有利于对混凝土结构物成品质量的管控。

本发明提出一种混凝土结构物智能养生控制设备的混凝土养生方法。

参照图1和图2，本优选实施例中，一种基于上述混凝土结构物智能养生控制设备的混凝土养生方法，包括以下步骤：

在浇筑混凝土的同时，制备混凝土试块将其放置于试块混凝土强度检测装置中；

养生控制装置3获取环境监测装置得到的温度和湿度数据后，当温度大于预设温度且空气湿度小于预设湿度时，智能养生装置开启常温凉水喷淋模式，当温度小于或等于预设温度时，智能养生装置开启低温热蒸汽养生模式，养护时间根据混凝土试块的强度测试检测结果控制。

如可设置：当温度大于5℃时、空气湿度小于80%时，环境监测装置将此参数传递至养生控制装置3，由养生控制装置3启动常温凉水喷淋模式；当温度小于5℃时，进入低温条件下施工，由环境监测装置将参数传递至养生控制装置3，启动低温热蒸汽养生模式。

具体地，当混凝土试块的养生时间不足预设天数而检测强度达到设计要求时，养生控制装置3控制向智能养生装置发出指令持续养生，直至浇筑时间达到预设天数；

当混凝土试块的养生时间达到预设天数而检测强度未达到设计要求时，自动伸缩抽屉6弹出，继续养生且每间隔预设时间检测一次混凝土强度，直至混凝土试块的强度达到设计要求后结束养生。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。