毕辉 梁波 田永林 林澍钿

摘  要：现有混凝土养护方式存在的不精准、不精细的问题，是导致混凝土强度不足和容易产生裂缝的直接因素。混凝土养护检测是一系列较为复杂且精细的工作流程，采用智能养护检测分析软件，搭配混凝土养护及检测的自动化产线使用，能实时对环境进行检测，使养护检测流程更加智能化，不仅提高了养护检测的效率，还保证了混凝土的质量。

关键词：混凝土;养护;裂缝;检测;智能化

中图分类号：U445.57 文献标志码：A         文章编号：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

随着经济的高速发展和城市化进程的加快，全国各地都在大力新建轨道交通网络，然而在施工的过程中，普遍存在混凝土出现裂缝的问题。早期出现的混凝土的抗拉强度低，当混凝土的拉应力超过其本身的抗拉强度时，就会容易产生裂缝[1]。早期混凝土的裂缝多出现在表面，到了后期则多出现在混凝土内部，混凝土裂缝的产生势必导致混凝土结构耐久性降低[2]。混凝土养护质量是直接决定其出现裂缝的因素。现有养护方式存在不规范和不精细的缺点，以至于混凝土在养护过程中因为本身的强度不足最终导致裂缝的产生，影响工程的进度和工程的质量保障。目前混凝土养护方式主要存在以下问题[3-8]：

1.1 人工洒水不规范

混凝土早期养护要求要保证混凝土有足够湿度，混凝土表面若出现干湿交替的情况极有可能出現网格收缩裂纹[9]。为保持混凝土在浇筑后的标准养护周期内表面保持湿润，充分散除混凝土水化热，养护前期的洒水次数较多，往后逐渐减少次数，以适应水化热的释放，而人工洒水随意性较大，往往难以保证混凝土的养护质量。

1.2 对温度、湿度的掌握不准确

按照混凝土养护规程要求，需要对混凝土养护结构物表面的环境温度和湿度进行定时的监测，以采取相应的养护措施，但是因为施工现场大多情况下存在对温度的监测不规范，对湿度基本没监测的情况，因此难以做到适时养护。

1.3 养护用水量不足或过多

混凝土洒水的多少取决于梁体体积与表面积，洒水过少则混凝土养护效果不佳，洒水过多则水资源浪费，且过多的洒水往往容易造成水泥混凝土表面早期强度偏低并产生掉色、水痕等质量缺陷。

1.4 养护效率低

混凝土人工养护一般需要由专人来完成，一个大型梁场项目一般需配置1～2名养护工人，而且劳动强度高，因而养护成本较高，养护效率低下。

因此，本文在于设计一款软件，搭配混凝土养护及检测的自动化产线使用，目的是使得混凝土保养和检测智能化。

2 智能养护软件原理及框架

2.1 智能养护软件设计原理

根据工业领域流水线管理思想及实际的应用现状，本系统采用数据库/ 服务器/ 浏览器（客户端）三层分布式网络架构，将传统的、离散的混凝土养护和检测转变成工业自动化生产控制架构，并结合工业机器人、数据库、物联网、传感器、信息自动管理等现代化技术，使混凝土保养和检测过程智能化、自动化、便捷化、安全化，该系统可实现混凝土养护和测试信息的实时采集、实时处理、实时监控等功能。

2.2 智能养护软件系统框架

采用MVC框架开发本系统，组织代码采用业务逻辑、界面显示分离、数据的方法，在一个部件里面聚集业务逻辑，如果因改进和个性化定制界面及用户交互，则无需重写业务逻辑，这样的分而治之的分层设计可以实现“高内聚，低耦合”，把问题划分各个解决，易于控制和拓展延伸。软件和外界交互支持多种接口（Web Service接口、数据库接口、文件接口、API函数接口）方式，同时，软件提供二次开发接口功能及二次开发技术指导，可以方便连接第三方设备。

3 智能养护软件功能组成及特点

通过模块化方式开发用户所需功能，各个功能模块之间相对独立，可以按用户需求通过配置不同管理权限用户来重组形成对应的应用层系统。目前按客户需求软件系统包含接料模块、出入库模块、检测及报告出具模块三大模块，具体功能如图1所示：

3.1 接料模块

接料模块具备录入功能，客户送样至收样室并提供样品相关信息，收样人员核对样品相关信息、确认样品规格状态后，将其录入苏交科试验检测云系统或微拍系统，打印出委托单和样品条形码或二维码。

3.2 出入库模块

（1）定位功能：传感器检测料盘到位后发出到位信号，总控系统控制通过PLC控制输送定位在上料位。

（2）抓料入库功能：到位后，系统发出堆垛机抓取试件上料的命令。

（3）库位分配功能：通过搜索后台数据，找到空闲仓位并分配给新试件。

（4）耗时记录功能：记录试件入库的起始时间和保养时长。

（5）仓位试件管理：通过扫描二维码可以从系统数据库快速获得试件试样编码，保养时长，仓位信息等信息。

（6）出库提醒功能：28天保养时间到后，通过更新试件的仓位标签信息，标识该试件够保养时间，需进行抗压试验。

3.3 检测及报告出具模块

（1）采集和上传功能：混凝土试件在检测机构进行压力实验时，通过压力传感技术直接自动采集原始的实验结果，并通过网络传递给后台监控系统服务器。

（2）废料处理功能：对测试完后的物料自动处理，推落至废料输送线暂存，整组试验完成后根据判定合格的送废料车，不合格的送留样车存放。

（3）数据处理功能：试验结果数据查询，打印试验报告，样品出库及抗压试验起始时间等。

4 实验结果分析

智能养护软件已经在苏交科混凝土养护及检测的自动化产线上使用，系统能实现混凝土养护的全程自动化，对数据进行采集分析。（见图2）

5 结论

相比于传统养护方法，混凝土智能养护检测分析软件具有以下优点：

（1）全程实现无人化养护检测，节省人工的同时减少不确定因素影响，大幅度提高养护效率。

（2）智能养护检测系统能自动化检测环境温湿度，并实时进行控制，使养护流程更科学规范。

（3）軟件能自动获取外围设备提供的养护和检测数据，实时统计和分析，减少因前期养护检测不周或人工记录失误带来的意外事故的发生，提高工程质量。

参考文献：

[1]曾德强.早期养护方式对混凝土力学性能和耐久性的影响[D].重庆：重庆大学，2011.

[2]陈德鹏，钱春香，赵洪凯，等.内养护措施改善混凝土收缩开裂性能[J].特种结构，2007（1）：58-60.

[3]王志武.水泥混凝土蒸汽养护自动控制技术在长沙湾特大桥箱梁加工中的应用[J].公路工程，2013，38（2）：142-144.

[4]梁志标.YM-84型养护剂在水泥混凝土路面中的应用[J].中南公路工程，1992，17（2）：19-22.

[5]董继红，李占印.GB/T12959-2008《水泥水化热测定方法》中两种方法的联合应用[J].水泥，2010（5）：42-44.

[6]戚得众.砼养护室温湿度智能控制系统研究[D].武汉：湖北工业大学，2009.

[7]陈康军.水泥混凝土智能养护系统在桥梁工程中的应用研究[J].公路，2013，58（11）：218-220.

[8]闵涛，罗亮，夏晚晖，等.水泥混凝土智能养护系统的设计与关键技术研究[J].公路工程，2014，39（02）：158-162.

[9]李静.桥梁施工中混凝土的养护[J].技术与市场，2011（3）：23-25.

[10]郭保林，孔祥明.保湿养护方法对混凝土微结构影响的研究[J].混凝土世界，2010（3）：56-58.