大體積混凝土的智能通水系統(tǒng)研究

羅淋耀 楊一帆 巫宇涵

(重慶交通大學(xué)，重慶400000)

1 概述

長期以來，大體積混凝土結(jié)構(gòu)在施工和使用過程中的開裂問題一直困擾著許多研究者。施工期溫度應(yīng)力過大是大體積混凝土開裂的重要原因之一。而冷卻水通水能有效的控制大體積混凝土的水化熱發(fā)展，目前冷卻水通水大多采用人工通水，存在很多不足之處。而冷卻水的智能化通水能夠有效的實(shí)現(xiàn)大體積混凝土的溫度協(xié)調(diào)，能夠根據(jù)不同水化熱發(fā)展情況進(jìn)行精細(xì)化和個(gè)性化控制。

2 大體積混凝土溫控智能通水系統(tǒng)

2.1 溫控智能通水系統(tǒng)簡介和工作原理

大體積智能溫控通水系統(tǒng)主要有數(shù)字溫度傳感器、水管流量測(cè)控裝置、四通換向閥門、智能數(shù)字溫度流量測(cè)控單元、無線通訊設(shè)備、服務(wù)器、溫控分析軟件平臺(tái)、動(dòng)態(tài)溫控專用電纜等設(shè)備組成。

根據(jù)這個(gè)系統(tǒng)，工程人員和施工各方能夠?qū)y(cè)量數(shù)據(jù)、調(diào)整結(jié)果和預(yù)警信息進(jìn)行實(shí)時(shí)存取、查詢和發(fā)布指令。智能溫控通水的控制流程如圖1 所示：

圖1

2.2 智能溫控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集

對(duì)于大體積混凝土結(jié)構(gòu)，在混凝土澆筑和后期養(yǎng)護(hù)過程中，應(yīng)有效地監(jiān)測(cè)其澆筑溫度及內(nèi)部溫升、溫降、溫差、溫度變化速度和環(huán)境溫度控制。無線溫度監(jiān)測(cè)方法能有效避免人工測(cè)量的人為誤差和儀器誤差。該方法需要使用計(jì)算機(jī)主機(jī)、監(jiān)控軟件、監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)適配器、電源系統(tǒng)、傳輸電纜、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集器和傳感器，大體積混凝土智能溫度觀測(cè)流程如圖2 所示，現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集如圖3 所示。

圖2

圖3

數(shù)據(jù)采集器采集各溫度傳感器的溫度數(shù)據(jù)，由數(shù)據(jù)適配器采集數(shù)據(jù)后，并傳輸?shù)交ヂ?lián)網(wǎng)中，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中，互聯(lián)網(wǎng)客戶端可以實(shí)時(shí)查看溫度數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的工作原理見圖4。

圖4

3 智能溫控基本原則

溫度的監(jiān)測(cè)指標(biāo)是大體積混凝土防止裂縫的重要指標(biāo)。為了控制大體積混凝土裂縫的開展，在整個(gè)智能化的水冷溫控中，必須遵循大體積混凝土智能溫控的基本原則，智能溫控的基本原則如圖5 所示：

圖5

4 結(jié)論

通過智能化通水系統(tǒng)，可以有效控制大體積混凝土的水化熱發(fā)展，有效防止混凝土的開裂。和人工通水比較起來，得到的溫度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)也比較精確。可以很容易得出大體積混凝土結(jié)構(gòu)的實(shí)時(shí)溫度變化情況和規(guī)律，及時(shí)采取溫控措施。該智能溫控方法和系統(tǒng)對(duì)澆筑混凝土的溫度預(yù)測(cè)和控制具有良好的效果。