混凝土智能養護檢測記錄軟件開發及應用

畢輝 梁波 田永林 林澍鈿

摘 ?要：現有混凝土養護方式存在的不精準、不精細的問題，是導致混凝土強度不足和容易產生裂縫的直接因素。混凝土養護檢測是一系列較為復雜且精細的工作流程，采用智能養護檢測分析軟件，搭配混凝土養護及檢測的自動化產線使用，能實時對環境進行檢測，使養護檢測流程更加智能化，不僅提高了養護檢測的效率，還保證了混凝土的質量。

關鍵詞：混凝土;養護;裂縫;檢測;智能化

中圖分類號：U445.57 文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2020）24-0174-02

Abstract： The inaccurate and imprecise problems existing in the existing concrete maintenance methods are the direct factors leading to the lack of concrete strength and cracks. Concrete maintenance inspection is a series of complex and fine work flow. By using intelligent maintenance detection and analysis software， combined with the automatic production line of concrete maintenance and detection， the environment can be detected in real time. The maintenance and testing process is more intelligent， which not only improves the efficiency of maintenance and inspection， but also ensures the quality of concrete.

Keywords： concrete; maintenance; crack; detection; intelligence

1 概述

隨著經濟的高速發展和城市化進程的加快，全國各地都在大力新建軌道交通網絡，然而在施工的過程中，普遍存在混凝土出現裂縫的問題。早期出現的混凝土的抗拉強度低，當混凝土的拉應力超過其本身的抗拉強度時，就會容易產生裂縫[1]。早期混凝土的裂縫多出現在表面，到了后期則多出現在混凝土內部，混凝土裂縫的產生勢必導致混凝土結構耐久性降低[2]。混凝土養護質量是直接決定其出現裂縫的因素。現有養護方式存在不規范和不精細的缺點，以至于混凝土在養護過程中因為本身的強度不足最終導致裂縫的產生，影響工程的進度和工程的質量保障。目前混凝土養護方式主要存在以下問題[3-8]：

1.1 人工灑水不規范

混凝土早期養護要求要保證混凝土有足夠濕度，混凝土表面若出現干濕交替的情況極有可能出現網格收縮裂紋[9]。為保持混凝土在澆筑后的標準養護周期內表面保持濕潤，充分散除混凝土水化熱，養護前期的灑水次數較多，往后逐漸減少次數，以適應水化熱的釋放，而人工灑水隨意性較大，往往難以保證混凝土的養護質量。

1.2 對溫度、濕度的掌握不準確

按照混凝土養護規程要求，需要對混凝土養護結構物表面的環境溫度和濕度進行定時的監測，以采取相應的養護措施，但是因為施工現場大多情況下存在對溫度的監測不規范，對濕度基本沒監測的情況，因此難以做到適時養護。

1.3 養護用水量不足或過多

混凝土灑水的多少取決于梁體體積與表面積，灑水過少則混凝土養護效果不佳，灑水過多則水資源浪費，且過多的灑水往往容易造成水泥混凝土表面早期強度偏低并產生掉色、水痕等質量缺陷。

1.4 養護效率低

混凝土人工養護一般需要由專人來完成，一個大型梁場項目一般需配置1～2名養護工人，而且勞動強度高，因而養護成本較高，養護效率低下。

因此，本文在于設計一款軟件，搭配混凝土養護及檢測的自動化產線使用，目的是使得混凝土保養和檢測智能化。

2 智能養護軟件原理及框架

2.1 智能養護軟件設計原理

根據工業領域流水線管理思想及實際的應用現狀，本系統采用數據庫/ 服務器/ 瀏覽器（客戶端）三層分布式網絡架構，將傳統的、離散的混凝土養護和檢測轉變成工業自動化生產控制架構，并結合工業機器人、數據庫、物聯網、傳感器、信息自動管理等現代化技術，使混凝土保養和檢測過程智能化、自動化、便捷化、安全化，該系統可實現混凝土養護和測試信息的實時采集、實時處理、實時監控等功能。

2.2 智能養護軟件系統框架

采用MVC框架開發本系統，組織代碼采用業務邏輯、界面顯示分離、數據的方法，在一個部件里面聚集業務邏輯，如果因改進和個性化定制界面及用戶交互，則無需重寫業務邏輯，這樣的分而治之的分層設計可以實現“高內聚，低耦合”，把問題劃分各個解決，易于控制和拓展延伸。軟件和外界交互支持多種接口（Web Service接口、數據庫接口、文件接口、API函數接口）方式，同時，軟件提供二次開發接口功能及二次開發技術指導，可以方便連接第三方設備。

3 智能養護軟件功能組成及特點

通過模塊化方式開發用戶所需功能，各個功能模塊之間相對獨立，可以按用戶需求通過配置不同管理權限用戶來重組形成對應的應用層系統。目前按客戶需求軟件系統包含接料模塊、出入庫模塊、檢測及報告出具模塊三大模塊，具體功能如圖1所示：

3.1 接料模塊

接料模塊具備錄入功能，客戶送樣至收樣室并提供樣品相關信息，收樣人員核對樣品相關信息、確認樣品規格狀態后，將其錄入蘇交科試驗檢測云系統或微拍系統，打印出委托單和樣品條形碼或二維碼。

3.2 出入庫模塊

（1）定位功能：傳感器檢測料盤到位后發出到位信號，總控系統控制通過PLC控制輸送定位在上料位。

（2）抓料入庫功能：到位后，系統發出堆垛機抓取試件上料的命令。

（3）庫位分配功能：通過搜索后臺數據，找到空閑倉位并分配給新試件。

（4）耗時記錄功能：記錄試件入庫的起始時間和保養時長。

（5）倉位試件管理：通過掃描二維碼可以從系統數據庫快速獲得試件試樣編碼，保養時長，倉位信息等信息。

（6）出庫提醒功能：28天保養時間到后，通過更新試件的倉位標簽信息，標識該試件夠保養時間，需進行抗壓試驗。

3.3 檢測及報告出具模塊

（1）采集和上傳功能：混凝土試件在檢測機構進行壓力實驗時，通過壓力傳感技術直接自動采集原始的實驗結果，并通過網絡傳遞給后臺監控系統服務器。

（2）廢料處理功能：對測試完后的物料自動處理，推落至廢料輸送線暫存，整組試驗完成后根據判定合格的送廢料車，不合格的送留樣車存放。

（3）數據處理功能：試驗結果數據查詢，打印試驗報告，樣品出庫及抗壓試驗起始時間等。

4 實驗結果分析

智能養護軟件已經在蘇交科混凝土養護及檢測的自動化產線上使用，系統能實現混凝土養護的全程自動化，對數據進行采集分析。（見圖2）

5 結論

相比于傳統養護方法，混凝土智能養護檢測分析軟件具有以下優點：

（1）全程實現無人化養護檢測，節省人工的同時減少不確定因素影響，大幅度提高養護效率。

（2）智能養護檢測系統能自動化檢測環境溫濕度，并實時進行控制，使養護流程更科學規范。

（3）軟件能自動獲取外圍設備提供的養護和檢測數據，實時統計和分析，減少因前期養護檢測不周或人工記錄失誤帶來的意外事故的發生，提高工程質量。

參考文獻：

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