混凝土面智能喷淋养护装置及其控制方法与流程

本发明属于建筑工程技术领域，具体涉及混凝土面智能喷淋养护装置及其控制方法。

背景技术：

建筑行业里混凝土浇筑完成后，需要对混凝土进行养护，绝大多数施工现场的做法是采用覆盖土工布人工洒水的方式养护混凝土。人工洒水的单次喷淋时间和间隔时间取决于工人的责任心，较为随意，养护质量难以控制；洒水过程中积水肆意流淌，造成水源浪费，省交通运输厅关于印发《江苏省公路水运工程落后工艺淘汰目录清单（第一批）》的通知（苏交质〔2018〕24号）已经明确将人工洒水工艺作为落后淘汰工艺。特别是在码头建设过程中，码头面的面积大，养护工作做得不好就会使面层产生裂缝，无法保证质量。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明公开了混凝土面智能喷淋养护装置及其控制方法，能够定时、定量喷淋养护，排除人为因素，有效对现浇混凝土进行养护，保证面层混凝土实体和表观质量，构思新颖，成本低。

为达到所述目的，本发明的技术方案如下：

混凝土面智能喷淋养护装置，包括进水主管、水泵、出水主管、出水支管、可移动式蝶形喷淋底座、喷头支架、水压力旋转雾化喷头、智能控制系统，所述智能控制系统通过线缆连接水泵，所述水泵入口连接进水主管，水泵出口连接出水主管，所述出水主管上设有若干出水支管，所述出水支管连接可移动式蝶形喷淋底座，所述喷头支架垂直连接可移动式蝶形喷淋底座，所述水压力旋转雾化喷头设置在喷头支架上方。

作为本发明的一种改进，所述智能控制系统包括温湿度传感器、主控制器、便携式路由器、智能网关、智能插座，所述湿度传感器贴于养护混凝土面上。

作为本发明的一种改进，所述水压力旋转雾化喷头呈矩阵式排列。

作为本发明的一种改进，相邻出水支管之间的距离相同。

作为本发明的一种改进，相邻出水支管之间的距离为6-12m。

作为本发明的一种改进，所述水泵处设有控制阀。

作为本发明的一种改进，所述出水主管上设有压力表。

作为本发明的一种改进，所述水压力旋转雾化喷头的高度为20-30cm。

混凝土面智能喷淋养护装置的控制方法如下：

智能控制系统里的主控制器通过红外控制，与智能网关、温湿度传感器共同联动，通过手机app设定单次喷淋时间和喷淋时间间隔，另外设置温湿度阈值来补充喷淋养生，其湿度传感器贴于养护混凝土面，温度传感器通过红外线感应面层养护工作面温度，记录数据通过智能网关上传云端，实时反馈当前温湿度，当监测点温湿度传感器感应到温度高于阈值且湿度低于阈值，插座通电，水泵抽水，通过输水管道进入连接雾化喷头的出水支管开始喷淋养护，达到设计喷淋时间即关闭水泵，继续测温测湿。

本发明的有益效果是：

本发明所述的混凝土面智能喷淋养护装置及其控制方法，解决了传统人工洒水养护随意性大、浪费严重的问题；帮助我们探索出一种真正适用于水运工程施工现场，能够定时、定量喷淋养护，排除人为因素，有效对现浇混凝土进行养护，能够覆盖整个混凝土面，保证面层混凝土实体和表观质量的养护系统。此外，内河码头施工过程中可抽取江（河）水对混凝土进行养护，与建筑领域相比具有更高的优越性和便捷性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明所述的可移动式蝶形喷淋底座与水压力旋转雾化喷头连接示意图。

图3为本发明所述的智能控制系统内部结构示意图。

图4为本发明所述的主控制器的示意图。

附图标记列表：

1、进水主管，2、水泵，3、出水主管，4、出水支管，5、可移动式蝶形喷淋底座，6、喷头支架，7、水压力旋转雾化喷头，8、智能控制系统，9、温湿度传感器，10、主控制器，11、便携式路由器，12、智能网关，13、智能插座，14、控制阀，15、压力表，16、喷水覆盖范围，17、混凝土面。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

以xx码头施工现场为例：码头工程现场采用智能喷淋养护系统对现浇面层混凝土进行养护，面层混凝土标号为c35，总面积为80000㎡。

码头全长1292m，共分19个分段，每个分段长68m，码头部分宽度均为36m。后平台部分宽度为14~22m；变电所平台尺寸60×17m，水手间平台尺寸23×17m；共5座引桥，除6#引桥宽24m外，其余宽度均为16m，4#引桥长167.38m、5#引桥长167.89m、6#引桥长167.82m、7#引桥长167.79m、8#引桥长168.11m。

智能喷淋系统零部件选型及喷淋点平面布置

1.零部件选型

（1）市场上主流喷头包括旋转式喷头、固定式单向喷头和固定式散射喷头，其中固定式单向喷头在使用时有较大的局限性，而固定式散射喷头耗水过多。为了保证工作面内全覆盖养护、节约水源、提升混凝土养护效率，采用水压力旋转雾化喷头，该喷头可在水压作用下360°旋转，完成半径范围内全覆盖喷淋养护。

（2）考虑水泵功率较大，为了最大程度抵抗水压力，防止由于水泵与水管、水管与喷头间连接不够紧密导致水管脱落或水泵功率受限，同时为使构件拆卸移位方便，进水主管、出水主管、出水支管、可移动式喷淋底座均为硬质抗高压塑料，进水主管与水泵、水泵与出水主管、出水主管与出水支管、出水支管与可移动式喷淋底座间均使用抱箍夹紧，可移动式喷淋底座、喷头支架间使用螺栓拧紧，喷头支架与水压力旋转雾化喷头采用一体化设计，能够最大程度抵抗水压力，同时使得构件拆卸方便。

本发明的输水设备包括进水主管1、水泵2、出水主管3、出水支管4、可移动式蝶形喷淋底座5、喷头支架6、水压力旋转雾化喷头7，智能控制系统通过线缆连接水泵2，所述水泵2入口连接进水主管1，水泵出口连接出水主管3，所述出水主管3上设有若干出水支管，所述出水支管2连接可移动式蝶形喷淋底座5，所述喷头支架6垂直连接可移动式蝶形喷淋底座5，所述水压力旋转雾化喷头7设置在喷头支架6上方。

2.喷淋点平面布置

根据水泵功率及现场试验，水泵连接3*12个喷头时每一喷淋点喷淋直径为6m。

由上述表1可确定：在平面布置时，最适宜喷淋点间隔距离为8m。

以5#引桥为例，引桥面层宽16m，长约167m，经现场试验同时考虑施工进度确定面层养护工作面为85*16m，也即5#引桥y1a-y7排架面层。考虑风力等外界环境因素影响，引桥宽度方向布置三排喷淋点，长度方向每隔8m布置1个喷淋点，共设置36个喷淋点，达到面层养护区域全覆盖喷淋养护，保证面层混凝土养护质量。

3.确定单次喷淋时间和喷淋时间间隔、温湿度阈值

依据现场天气情况确定单次喷淋时间和喷淋时间间隔，另外需确定相应温湿度阈值来补充喷淋养生，排除人为因素干扰，保证面层土工布长期处于湿润状态，对混凝土进行有效养护。

（1）单次喷淋时间

单次喷淋时间必须保证土工布完全湿润、按压有水溢出且无外力作用时无多余水溢流，确保面层混凝土养护处于适宜条件，提升混凝土养护效率：

根据表2可确定：适宜的单次喷淋时间为120s。

（2）确定单次喷淋之间的时间间隔

土工布干燥时间与温度有关，温度越高，干燥时间越短。为保证面层工作面混凝土长期处于湿润状态，必须根据不同季节的天气状况确定相应的喷淋时间间隔。通过现场观察混凝土面表现、湿度传感器测得湿度，土工布溢水状态时，测得湿度为50%左右；土工布按压溢水状态，测得湿度为25%；土工布按压无溢水，触摸无水渍，混凝土面颜色无明显变化时，测得湿度为20%；湿度小于18%时，混凝土面略微发白。由施工要求，连续5天气温低于5℃时混凝土不得洒水养护，即只需考虑温度高于5℃时土工布干燥时间，也即混凝土面由湿度50%到湿度<20%时间，得下表：

（3）确定智能喷淋系统温湿度阈值

由于温度升高时土工布干燥时间变短，为解决在较高温时出现土工布完全干燥的问题，另行设置温湿度阈值来补充喷淋养生，通过温湿度感应器实时感应并反馈控制水泵启闭，其中温度传感器通过红外线感应当前养护工作面温度，湿度传感器贴于面层混凝土表面感应其湿度，当温度高于阈值且湿度低于阈值时进行喷淋养护，喷淋时间为120s，保证土工布长期处于湿润状态，使得面层混凝土达到最好的养护效果。

4.经济性分析：智能喷淋养护系统vs人工洒水养护

由施工要求，连续5天气温低于5℃时混凝土不得洒水养护，以2018年为例，查询天气后报可知2018年全年气温高于5℃的月份为4-10月，降水情况如下表：

由表6可知：2018年需洒水养护天数为133天，智能养护设备可使用5年，即665天，全套设备花费约6万元；以现行人工200元/工日计算（暂不考虑人工价格上涨），人工洒水养护相同天数费用为133000元。显然，采用智能养护设备更为经济。

本发明所有动作是由智能控制系统控制的，智能控制系统是南京雨巢网络有限公司出品的一款基于气象大数据系统并能够通过移动客户端操作的智能系统，智能系统可以分为手动操作与自动操作两种：

1、手动操作：手动操控主控制器10可以手动对混凝土面进行养护喷淋，如图4所示，

2、自动操作：先在手机上下载注册app、连接网络、绑定设备，如果通过主控制器10通过信号控制，与智能网关12、温湿度传感器9、便携式路由器11共同联动，通过手机app可设定单次喷淋时间和喷淋时间间隔，另外可设置温湿度阈值来补充喷淋养生，排除了人为的随意性。智能喷淋系统中湿度传感器贴于养护混凝土面，温度传感器通过红外线感应面层养护工作面温度，温湿度采集过来的数据，传给智能网关12，智能网关12接收到数据后，传送给主控制器10。主控制器10收到了数据之后，传送给便携式路由器11，在通过便携式路由器11传送倒服务器上面。这样子的话在手机端就可以看到实时的温湿度变化。温湿度采集每30分钟上传一次；手机端可以根据这个温湿度的实时变化情况，设置相应的阈值，比如说：温度高于30度，触发喷淋时长15秒。在手机端设置好了之后，可以通过网络传送给主主控制器10，发送智能网关12，通过智能网关12下发，下发对应第几路的温湿度无线采集节点上，无线温湿度传感器保存阈值，并实时检测查看是否有超过这个阈值，超过了触发喷淋操作，开始喷淋养护，达到设计喷淋时间即关闭水泵，继续测温测湿，减少混凝土养护的随意性，提升面层混凝土养护质量，减少面层裂缝产生。

智能喷淋养护系统可以依据现场养护混凝土面积的需要灵活增减喷淋点，使得每一处作业面混凝土都得到全覆盖养护；另外在一处作业面养护完成后，能够顺畅转移至下一作业面继续养护混凝土。该系统可排除人为因素影响，通过设置最合适的单次喷淋时间和喷淋时间间隔保证混凝土面长期保持湿润；考虑部分极端天气可能导致土工布干燥时间过短，可通过设置温湿度阈值来补充喷淋养护。该系统可有效提升混凝土养护效率、控制混凝土质量，对码头面层裂缝进行有效控制。

当养护范围变化时，智能控制系统和输水设备可一同移动至新养护区域，接通水源和电源后继续使用，适用于作业范围经常变动的工程，减少成本，可以使得养护区域经常变动的水运工程施工实现效率提升、技术优化。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。