1、1无线远程控制的混泥土喷雾养护系统研究摘要： 本文的设计是基于实地考察研究目前建筑工地对于混凝土保湿方面的需要的基础上，从实际出发，研发出一种可以无线远程控制的混凝土喷雾养护系统。在现有研究的基础上实现混凝土喷雾养护系统的远程控制，既可以节约水资源又可以大幅度减少人力资源的消耗，降低高空作业的危险系数，使施工人员可以远程控制混凝土喷雾养护系统。Abstract： Based on on-the-spot investigation on the demand of current construction site for concrete moisturizing， the concrete
2、 spray conservation system of wireless remote control was developed from reality. On the basis of the existing research， remote control of concrete spray conservation system was realized， which can not only save water resources， but also greatly reduce the consumption of human resources， and reduce
3、the risk coefficient of high-altitude operations， making construction personnel can remotely control the the concrete spray conservation system. 关键词： 无线控制；混凝土；养护系统；设计 Key words： wireless control；concrete；conservation systems；design 2中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）06-0040-02 0 引言 随着我国经济的增速发展，
4、以及世界经济危机的影响，国家采取了扩大内需的一系列政策，其中重点就是加大铁路、公路和机场等重大基础设施建设。同时为推进我国城镇化建设，大量的基建项目投入建设，加大了混凝土的使用量。混凝土作为当今建筑行业应用最广泛，用量最大的建筑材料，是坚固耐用的代名词，有着重要的经济地位。 混凝土的性质包括混凝土拌合物的和易性、混凝土强度、变形及耐久性等。和易性又称工作性，是一项综合技术指标，包括流动性（稠度） 、粘聚性和保水性三个主要方面。强度是混凝土硬化后的主要力学性能，反映混凝土抵抗荷载的量化能力。混凝土其强度包括抗压、抗拉、抗剪、抗弯、抗折及握裹强度。混凝土耐久性是指混凝土在实际使用条件下抵抗各种破坏
5、因素作用，长期保持强度和外观完整性的能力。包括混凝土的抗冻性、抗渗性、抗蚀性及抗碳化能力等虽然混凝土的众多优点使其在各种建筑中占有一席之地，但是它的一些特性也使得人们在使用它的时候存在大量的技术问题，比如说养护不好或不及时，表面脱水，干缩裂纹引起的裂缝。 1 混泥土养护 混凝土收缩是指在混凝土凝结初期或硬化过程中出现的体积缩小现象，是随着时间增长而增加的变形，主要形成在混凝土浇筑初期，尤其是在混凝土浇筑后的前半个月内收缩量最大。人们对混凝土的收缩给予3了很大的关注，但引人关注的并不是收缩本身，而是由于它较大的收缩会引起混凝土开裂。混凝土的开裂，使混凝土的强度、抗冻、抗渗以至耐久性都将变差。混凝
6、土出现裂缝雨水就会进入内部，造成钢筋锈蚀。冬天内部雨水结冰膨胀，来年冰溶后，被撑开的混凝土表层就会大块脱落，裸露处内部钢筋，加快腐蚀，影响混凝土强度。因此，混凝土养护是保证混凝土施工质量的一项重要工序。 1.1 混泥土养护的基本要求 混泥土养护是一项复杂、重要的工序，它对整个养护流程都有着严格的要求，主要包括如下方面： 养护期间的温度控制。当温度低于 5时，水化作用是非常缓慢的，此时不得浇水。常温养护的温度范围是 535，包括施工环境温度、水泥水化反应时水化热的温度。当温度低于 5时，应采取加热保温养护，或延长养护时间。养护用水。混凝土养护对水质量的要求很高，养护用水应与混凝土拌制用水相同。要
7、求 PH 值5.04.5，不溶物（mg/L）20005000，可溶物（mg/L）2000500010000，Cl（mg/L）50010003500，SO2（mg/L）60020002700，碱含量（rag/L）1500。大体积混凝土的养护。应根据气候条件及混凝土本身的温度采取控温措施，两者温差不宜超过 25。覆盖养护。用塑料布覆盖养护，是将混凝土构件敞露的全部表面用塑料布覆盖严密，并保持塑料布内的凝结水不会向外挥发。当混凝土构件形状表面不便浇水及不便用塑料布覆盖养护时，可在混凝土构件表面喷涂薄膜杨深夜作养护层，以防止混凝土内部的水分蒸发。混凝土浇捣成形之后，其凝固、硬化的全过程主要是由水泥的水
8、化作用来实现。水化作用必须在适当的温4度和湿度条件下才能完成。因此，为了保证混凝土有适宜的硬化条件，使其在规定的龄期内达到设计要求的强度，防止因混凝土中水泥水化热引起收缩裂缝，必须对混凝土按规定进行养护。混凝土强度达到1.2N/mm2 前，不得在其上踩踏或安装模板及支架。混凝土表面不便浇水或使用塑料布时，宜涂刷养护液。 1.2 混泥土养护方法 混泥土的养护与几种常见的方法，下面将作概述： 标准养护：要求气温保持（203），相对湿度保持 90%以上，时间 28d。 自然养护：要求在浇筑完成初凝后进行覆盖或养护，并且混凝土强度 1.2N/mm2 后，开始允许操作人员行走、安装模板和支架，不允许用悬
9、挑构件作为交通运输的通道，或做工具、材料的停放场。自然养护常用的养护方法有覆盖浇水、围水养护、喷雾或洒水、喷膜养护、铺膜养护等。其中最常用的是覆盖浇水养护和喷膜养护。覆盖浇水养护方法有着自己独特的要求：初凝后可以覆盖，终凝后开始浇水；常以麻袋片、草席、竹帘、锯末、砂、炉渣等进行覆盖；当天用喷壶洒水，翌日用胶管浇水；浇水次数以保证覆盖物经常湿润为准；浇水时间。第一，用硅酸盐水泥、普通水泥、矿渣水泥拌制的混凝土，在正温条件下，不少于7d。第二，掺用缓凝型外加剂，或有抗渗要求的混凝土，不少于 14d。第三用其他水泥拌制的混凝土，按水泥特性确定；竖向构件用麻袋、草席、竹帘等做成帘式覆盖物，在顶部喷水养
10、护；外界气温低于 5，按冬期施工处理。 太阳能养护：太阳能养护通常用于混凝土构件预制厂，5其养护时间与同条件的自然养护相比，只需 30%50%的时间。太阳能养护要注意选好吸热保温材料，安装好反射板、玻璃板和活动式集热箱，搞好清扫工作。 铺膜养护。铺膜养护是综合自然养护、喷膜养护、太阳能养护而成的一种简易有效的养护方法，适用于各种现浇或预制混凝土工程。这种养护方法装置简单，不需专用的喷洒设备或集热箱等；不需另行配料，又是无毒作业；不需经常浇水，薄膜可以代替麻袋等覆盖物，能重复使用、能提高早期强度，比自然养护可缩短一半时间。 除了上述养护方法外还有蒸发养护、红外线养护、循环湿热空气养护等。 2 无
11、线远程控制的混泥土喷雾养护系统设计 中国水资源地区分布也很不平衡，长江流域及其以南地区，国土面积只占全国的 36.5%，其水资源量占全国的 81%；其以北地区，国土面积占全国的 63.5%，其水靠桥梁来跨越山水。茅以升桥梁委员会 2005 年年会认定：重庆是中国惟一的“桥都” 。重庆现有各类桥梁 4500 多座，主城嘉陵江和长江上已有大桥 26 座，数量和密度远远超过中国其他城市，建设密度和施工难度世所罕见。重庆的桥梁多以塔式斜拉桥为主，高大的桥塔不仅成为了施工的难点更成为了养护的难点。而且桥梁多建在较为偏远的地段，人员到达困难。再者，重庆的夏天，天气异常炎热，水分蒸发极快，这对混凝土的养护造
12、成了更大的麻烦，如果不及时对资源量仅占全国的 19%。因此对传统混凝土养护方法的改进势在必行。 目前的混凝土养护措施存在对水资源的浪费以及对人力的浪费等问6题，为便于混凝土养护达到节水省力安全的目的，需研制出一套可以无线远程控制的混凝土喷雾养护系统。 2.1 无线远程控制的混凝土喷雾养护系统关键技术分析 在无线远程控制的混泥土喷雾养护系统中，主要有三个方面的关键技术需要解决。分别为：无线远程控制方式的选择、湿度养护模式的自动化研究，将无线远程控制系统和喷雾养护系统合理的集成。 2.1.1 无线远程控制方式 目前常用的无线远程控制方式比较多，其中 RFID 射频控制、GPRS 控制和 WIFI
13、的远程控制应用较多。 RFID（Radio Frequency Identification）射频控制：它主要采用射频技术来实现对目标的远程控制功能。RFID 的应用主要是集中在50-100M 短距离的无线控制。RFID 控制技术一般嵌入在可触控操作的手持终端上，能够对整个控制范围内的目标进行远程操作。RFID 射频控制模块可以进行频段设置，这样方便控制网络的扩展。在同一个控制领域内，可以将各个控制设备设置不同的频段，实现整个控制范围内的操作不会相互干扰。RFID 技术目前主要使用在环境较为偏僻和恶劣的场所，在工业生产控制过程中使用较多。 GPRS 控制：它主要是采用手机无线网络来实现对控制对
14、象的无线远程操作。这种控制方式主要是在 GPRS 和 JAVA 技术的基础上，加以设计应用的，是目前短距离控制的一种常见方式。相对 RFID 控制，它的控制距离更远，而且在有 GPRS 网络的任何地方都可以使用该种控制方式。目前在国内，已经基本实现了 GPRS 网络的覆盖，为 GPRS 控制技术的应用提供了一个好的传输平台。GPRS 技术能够适用于控制设备发生突发性7重启或中断的控制，整个网络的数据传输量较小，速度较快。 WIFI（Wireless Fidelity）控制：该技术沿用了 802.11 的技术标准，具有较长的无线传输距离和传输速度，它的有效半径能够达到100M，并且能够提供快速接
15、入服务。该项技术的应用主要集中在有 WIFI无线局域网的环境下，能够提供可靠的无线远程控制。 考虑到混泥土养护系统的应用场所，可以选择 RFID 射频控制技术作为其无线远程控制方式，能够提供高效、便捷的无线控制操作。 2.1.2 温度养护模式的自动化研究 为了能够有效地对温度进行控制，实现低资源消耗、高效率控制的方案，在进行混泥土温度控制时，采用了不同的温度养护模式。在控制方案中，安装温度传感新片，实时反映混泥土的实际问题，考虑到环境的水分、温度等因素的影响，在控制方法中引进基于温差补偿的反馈系统，将控制结果实时上传，并根据这个及时调整温度养护模式，实现整个流程的自动化控制。 2.2 将无线远
16、程控制系统和喷雾养护系统的合理集成 无线远程控制的混泥土养护系统的目标在于将无线远程控制系统和混泥土养护系统的有机结合，实现整体的高效、有序控制。可以将基于RFID 射频无线控制模块加入到喷雾养护系统中，进行远程操作，实现对喷雾养护的远程控制，并且能够通过养护系统的智能回馈处理，及时对混泥土的养护效果进行评估，给出操作指令，完成相应的功能，最后到达混泥土养护的高效控制。在以最小代价取得理想养护效果同时，节约水资源消耗，较低了养护成本。 3 总结 8本文首先对混凝土养护措施存在对水资源的浪费以及对人力的浪费等问题进行了分析，为便于混凝土养护达到节水省力安全的目的，需研制出一套可以无线远程控制的混凝土喷雾养护系统。无线远程控制的养护系统，能够在能源节约和工作效率上有着重大突破。 参考文献： 1杨伯科.混泥土应用技术手册M.长春：吉林科学技术出版社，1988.1. 2李斯.混泥土生产质量控制与配合比设计技术使用手册 M.金版电子出版公司. 3徐东方，胡仁杰.基于无线网络的智能节点设计J.电气时代，2005（2）：81-82.
