CN103726655B - 混凝土楼面的结构养护方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种混凝土楼面的结构养护方法及系统，包括以下步骤：（1）、在楼面板上设有位于监测内部温度T_板的第一测量点的第一温度传感器；在楼面梁上的不同高度层分别设有位于第二测量点、第三测量点以及第四测量点的第二温度传感器、第三温度传感器以及第四温度传感器，用于测量楼面梁的平均温度T_梁，（2）、计算T_板和T_梁的温度差△T：△T=T_梁-T_板；（3）、当温度差△T大于预设值时，对楼面结构添加保温层；（4）、当温度差△T达到最大值并开始下降时，对楼面进行喷洒水。本发明的有益效果为通过加盖保温层的措施减小楼面板和楼面梁温差以及通过洒水保持混凝土楼面结构的表面湿润,最终达到实时、高效的防止楼面裂缝。

Description

混凝土楼面的结构养护方法及系统

技术领域

本发明属于土木工程技术领域，具体涉及一种混泥土楼面结构的养护方法及系统。

背景技术

随着社会经济发展，城镇化进程的脚步越来越快，混凝土楼面浇筑变得随处可见，但是目前很多工地上混凝土楼面表面出现裂缝的情况日益严重。一般导致混凝土楼面开裂的原因为:

楼面板厚度较薄，厚度一般为楼面梁的1/4到1/5，因此一个开间中楼面板水泥水化热的散失速度比同围楼面梁快，当楼面板温度不再上升时，楼面梁的温度还在上升，引起楼面梁体积膨胀，终会导致楼面梁把楼面板拉裂。

另外，由楼面板表面积大，厚度又薄，因此楼面板的干燥收缩值远大于楼面梁的干燥收缩值，即楼面板要远快于楼面梁干燥收缩，楼面板的收缩将受到楼面梁的约束，进而产生开裂。

减少混泥土楼面板表面裂缝的措施主要通过楼面板的保温措施减小楼面板与楼面梁间的温度差或者通过表面洒水保持楼面板混凝土表面的湿润，减缓楼面板的干燥收缩速度，同时也减小楼面板与楼面梁间的干燥收缩值，使楼面板与楼面干燥收缩尽量同步。

且当前大多数施工对楼面的养护仅停留在进行表面简单覆盖保温层与人工随意洒水养护，这种养护方法在何时开始洒水养护，何时需要加盖保温层，洒水量如何确定，都没有明确的做法，再就是人工洒水工作强度大，需要耗费大量人力。另外，就算有进行人工洒水，在夜晚的时候，工人都会休息，则存在夜晚无人照料的情形。

发明内容

本发明的目的在于提供一种混凝土楼面结构的养护方法及其系统，它通过每隔一段时间测量楼面梁和楼面板的温度值，并计算楼面梁和楼面板的温度差值，并用该温度差值同预设值以及温度差的最大值相比较，来解决何时开始洒水养护，洒水量如何确定，何时需要加盖保温层等问题。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种混凝土楼面的结构养护方法，包括以下步骤：（1）、浇筑一混凝土楼面，在楼面板上设有第一测量点，用于监测所述楼面板的内部温度；在楼面梁上的不同高度层分别设有第二测量点、第三测量点以及第四测量点，所述第二测量点用于监测所述楼面梁的内部温度，所述第三测量点和第四测量点用于监测所述楼面梁的表层温度；定时分别测量所述楼面板的第一测量点和所述楼面梁的第二测量点、第三测量点以及第四测量点的温度，并由所述第二测量点、第三测量点以及第四测量点的温度计算出楼面梁的平均温度；测出所述楼面板的温度数值和楼面梁的平均温度数值分别标记为T板和T梁；（2）、计算所述A测量点和所述B测量点温度差△T：△T=T板-T梁；（3）、比较所述A测量点和所述B测量点温度差△T与一预设值的大小，当所述温度差△T大于预设值时，对所述混凝土楼面添加保温层；（4）、当温度差△T达到最大值并开始下降时，对楼面进行喷洒水养护。

优选地，所述步骤（1）中，所述第一测量点位于所述楼面板高度的横向中点层上的任意一点位置；

所述第二测量点位于所述楼面梁高度的中点横截面上的任意一点位置，所述第三测量点和第四测量点分别设置在所述楼面梁的上表层和下表层的0cm至5cm的高度横截面上的任意一点位置。

优选地，所述步骤（4）中，根据混凝土表面温度梯度γ而调整喷水量，即，所述喷水量随着所述温度梯度值变大而增加以及随着所述温度梯度值得变小而减少。

优选地，所述步骤（1）中，每隔5分钟分别测量一次T板数值和T梁数值。

优选地，所述步骤（3）中，预设值为15摄氏度。

优选地，所述保温层包括厚土工布层以及位于所述厚土工布层的上下表面的厚薄膜，所述厚土工布层包括有多层厚土工布；添加保温层的顺序为在所述混凝土楼面表面先覆盖一层没有打眼的厚薄膜，再覆盖数层厚土工布，最后覆盖一层打眼的厚薄膜。

一种混凝土楼面的结构养护系统，包括：用于测量混凝土楼面结构的楼面板和楼面梁温度的温度测量部，包括：位于所述楼面板上的第一测量点，以及分别位于所述楼面梁的不同高度层的第二测量点、第三测量点以及第四测量点；并在所述第一测量点、第二测量点、第三测量点以及第四测量点上分别设有第一传感单元、第二传感单元、第三传感单元以及第四传感单元；其中，所述第一温度传感单元用于监测所述楼面板的内部温度；所述第二测量点用于监测所述楼面梁的内部温度，所述第三测量点和第四测量点用于监测所述楼面梁的上表层和下表层温度；与所述第一温度传感单元、第二温度传感单元、第三温度传感单元以及第四温度传感单元相连接并检测所述第一温度传感单元、第二温度传感单元、第三温度传感单元以及第四温度传感单元的温度信号的温度巡检单元；对温度信号进行传输的信号发射单元；供洒水来降低混凝土楼面温度的自动喷淋部；以及与温度测量部和自动喷淋部相连接的控制部，所述控制部包括：信号接收单元，用于接收所述温度测量部中的信号发射单元发送的第一测量点、第二测量点、第三测量点以及第四测量点温度数值；计算单元，用于计算信号发射单元所接收的所述第二测量点、第三测量点以及第四测量点的平均温度，并计算该平均温度同第一测量点的温度差值；控制单元，用于在所述温度差△T大于一预设值的情况下输出对所述混凝土楼面添加保温层的控制指令以及在所述温度差△T最大值并开始下降的情况下向所述自动喷淋部输出对所述混凝土楼面进行喷洒水养护的控制指令。

优选地，所述第一测量点位于所述楼面板高度的横向中点层上的任意一点位置；所述第二测量点位于所述楼面梁高度的横向中点层上的任意一点位置，所述第三测量点和第四测量点分别设置在所述楼面梁的上表层以下0cm至5cm的横向高度层上的任意一点位置和所述楼面梁的下表层以上的0cm至5cm的横向高度层上的任意一点位置。

优选地，控制部还包括对保温养护进行语音提醒的预警单元。

优选地，所述信号发射单元和所述信号接收单元分别为无线发送元件和无线接收元件，所述温度信号经由无线发送元件传输给无线接收元件。

本发明所提供的混凝土楼面的结构养护方法及其系统，通过定时测量混凝土楼面板和楼面梁的固定厚度处的温度，并计算出该厚度下的温度差值，再将该温度差值与预设值进行比较，当温度差值大于预设值时，说明楼面板与楼面梁的温差较大，此时对楼面结构进行保温，本发明的做法是加厚保温层，使得楼面板与楼面梁的温差变小，从而尽可能让此时的楼面板与楼面梁之间的温度更为接近，使得楼面板与楼面梁不会因水热化而开裂。

在温度差达到一个最大值，并由最大值开始慢慢减小时，说明楼面板与楼面梁温差渐渐变小，此时需要对楼面板进行喷洒水进行保湿养护，从而让楼面板湿润，防止楼面结构干燥开裂。

通过上述的方案定时测量楼面板与楼面梁的温度，并与预设值和温度差最大值进行比较，解决了何时加盖保温层来减小楼面板与楼面梁的温差以及何时通过洒水来保持混凝土楼面板的表面湿润,从而最终达到实时、高效的防止楼面结构裂缝。

附图说明

图1为混凝土楼面结构养护方法中混凝土楼面梁和楼面板的测量位置示意图；

图2为混凝土楼面结构养护方法的流程图；

图3为混凝土楼面结构养护方法的温度差△T随时间数值变化的函数图；以及

图4为混凝土楼面结构养护系统的结构示意图。

具体实施方式

为利于对本发明的结构的了解，以下结合附图及实施例进行说明。

图1为混凝土楼面结构养护方法中混凝土楼面梁和楼面板的测量位置示意图，图2为混凝土楼面结构养护方法的流程图。

结合图1和图2所示，第一实施例中，本发明提供了一种混凝土楼面的结构养护方法，包括以下步骤：

浇筑一混凝土楼面，包括楼面板和位于所述楼面板下固定连接的楼面梁，

S1、本实施例中，在楼面板上设置一个测量点，标记为：第一测量点1，第一测量点1设于所述楼面板高度的中点层横截面上的任意一点位置，用于监测楼面板的内部温度。

在楼面梁上的不同高度层分别设置三个测量点，分别标记为：第二测量点2、第三测量点3以及第四测量点4，所第二测量点2设于所述楼面梁高度的中点层横截面上的任意一点位置，第三测量点3和第四测量点4分别设置在楼面梁的上表层下5cm位置处和下表层上5cm位置处；

定时分别测量楼面板的第一测量点1和楼面梁的第二测量点2、第三测量点3以及第四测量点4的温度，并由第二测量点2、第三测量点3以及第四测量点4的温度计算出楼面梁的平均温度；

该楼面梁的平均温度的算法为取所述第二测量点2、所述第三测量点3以及所述第四测量点4中任意两个测量点温度作为楼面梁此外的平均温度，并取三处所述楼面梁此外的平均温度，最终求取楼面梁的平均温度。

测出楼面板的温度数值和楼面梁的平均温度数值分别标记为T板和T梁；

在本实施例中优选每隔五分钟测量一次第一测量点1和楼面梁的第二测量点2、第三测量点3以及第四测量点4的温度数值，并由此值得出T板和T梁的数值，从而可以在较短的时间对混凝土楼面结构的温度变化做出及时反应，达到最佳养护效果。

S2、通过每隔五分钟测量的T板和T梁数值，计算出楼面板T板和楼面梁T梁的温度差△T：

△T=T板-T梁。

S3、监控此时温度梯度的变化，并与一预设值进行比较，此处预设值为国标值，其温度差为15摄氏度。

比较此时温度差△T与预设值的大小，当出现温度梯度γ大于预设值的情况下，则对混凝土楼面结构进行保温，以供降低温度差的数值，最终达到防止混凝土楼面结构开裂的效果。在本实施例中，保温的措施主要是添加保温层，以供来降低温度梯度。当再次出现温度差△T小于预设值时，继续对温度梯度进行观测，达到实时监控的效果，该保温层包括位于中间层的厚土工布层和位于该数层厚土工布层上下表面的厚薄膜，该厚土工布层包括数层厚土工布。

在本实施例中，厚薄膜和厚土工布的厚度分别为0.6mm和3mm。当需要加盖保温层时，在混凝土楼面表面先覆盖一层没有打眼的0.6mm厚薄膜，再覆盖3mm厚土工布，最后覆盖一层打眼的0.6mm厚薄膜。

S4、当△T达到最大值△TMAX并开始下降时，由控制部向自动喷淋部20输出输出对混凝土楼面进行喷洒水养护的控制指令，并自动打开供水设施24的水源,水经由管道22从位于混凝土楼面上的洒水喷头21喷出，对混凝土楼面进行喷洒水养护。

图3为混凝土楼面结构养护方法的温度差△T随时间数值变化的函数图。

如图3所示，当△T达到最大值△TMAX并开始下降时，对混凝土楼面进行洒水养护，并根据△T来调整洒水量，喷水量随着所述温度差值变大而增加以及随着温度差值的变小而减少。

在△T未达到最大值△TMAX时，如果此时对混凝土楼面结构进行洒水，混凝土楼面板的温度急剧下降，而混凝土楼面梁的温度还在由水热化效应上升，会致使楼面板和楼面梁的温差扩大，进而导致△T值继续上升，出现混凝土楼面结构裂缝。

而当△T达到最大值△TMAX并开始下降时，说明混凝土楼面梁的温度受水热化应力的影响在变小，此时混凝土楼面板的温度较高，易出现混凝土楼面板表面的干燥状态，此时对混凝土楼面进行洒水达到保湿养护的效果。

洒水量是根据混凝土楼面结构的温度差△T来确定的，大量的实验数据证明每一温度差△T的洒水量不同，温度差△T越大，喷水量越多，反之温度差△T越小，喷水量亦越少，此时由实验得出的温度梯度对应的洒水量参数对混凝土楼面的保湿量进行确定。

在本发明的第二实施例中，如图4所示，提供了一种包含混凝土楼面结构养护方法的混凝土楼面结构养护系统，包括：温度测量部10、自动喷淋部20以及控制部30，其中，

温度测量部10用于测量混凝土楼面结构的楼面板和楼面梁的温度，包括：

位于楼面板的第一测量点1以及分别设置于楼面梁上不同高度层的第二测量点2、第三测量点3以及第四测量点4。分别在第一测量点1、第二测量点2、第三测量点3以及第四测量点4上设有第一温度传感单元11、第二温度传感单元12、第三温度传感单元13以及第四温度传感单元14。

第一温度传感单元11、第二温度传感单元12、第三温度传感单元13以及第四温度传感单元14分别包括两个温度传感器。

其中，第一测量点设于所述楼面板高度的中点横截面上的任意一点位置，所述第二测量点设于所述楼面梁高度的中点横截面上的任意一点位置，所述第三测量点和第四测量点分别设置在所述楼面梁的上表面以下0cm至5cm的横截面上的任意一点位置和下表面以上0cm至5cm的横截面上的任意一点位置；

温度巡检单元15与第一温度传感单元11、第二温度传感单元12、第三温度传感单元13以及第四温度传感单元14相连接，用于检测第一温度传感单元11、第二温度传感单元12、第三温度传感单元13以及第四温度传感单元14的温度信号以分别得到第一测量点1、第二测量点2、第三测量点3以及第四测量点4的温度数值。

信号发射单元16对所述温度巡检单元15得到的温度信号进行传输，在本实施例中为无线发送元件。

自动喷淋部20供于洒水来降低混凝土楼面的温度，包括：洒水喷头21，与洒水喷头相连接的管道22，用于支撑所述管道的支撑组件23以及用于取水的供水设施24。由供水设施24提供水，水经由管道22从洒水喷头21喷出。

控制部30与温度测量部10和自动喷淋部20相连接，包括：

信号接收单元31在本实施例中为无线接收元件，用于接收温度测量部10中的信号发射单元16发送的第一测量点1、第二测量点2、第三测量点3以及第四测量点4温度数值。

计算单元32，用于计算信号接收单元31所接收的第二测量点、第三测量点以及第四测量点的平均温度，该平均温度值标记为T梁，将信号接收单元31所接收的第一测量点温度标记为T板，

并计算该平均温度T梁与第一测量点T板的温度差△T：

△T=T梁-T板；

控制单元33，用于在温度差△T大于一预设值的情况下输出对所述混凝土楼面添加保温层的控制指令以及在所述温度差△T最大值并开始下降的情况下向所述自动喷淋部20输出对所述混凝土楼面进行喷洒水养护的控制指令。

预警单元34，根据控制单元33输出对所述混凝土楼面添加保温层的控制指令，以供语音提醒值班人员及时加盖保温层。

该保温层包括：厚土工布层以及位于厚土工布层的上下表面的0.6mm厚薄膜，厚土工布层为数层3mm的厚土工布。

加盖保温层的顺序为在所述混凝土楼面表面先覆盖一层没有打眼的厚薄膜，再覆盖数层厚土工布，最后覆盖另一层打眼的厚薄膜。

自动喷淋部20根据控制单元输出对所述混凝土楼面进行喷洒水养护的控制指令，智能驱动自动喷淋部20的水源开关，进行洒水。

本发明所提供的混凝土楼面结构养护方法及其系统，通过测量混凝土楼面的固定厚度处的温度，并计算出该厚度下的温度差值，再将该温度差值与预设值进行比较，当温度差值大于预设值时，说明楼面板和楼面梁的温差较大，此时需要对楼面结构进行保温，本发明的做法是加厚保温层，使得内外温差变小，从而降低此时的温度差。

在温度差达到一个最大值，并由最大值开始慢慢减小时，说明楼面板和楼面梁的温差渐渐变小，此时需要对楼面结构进行喷洒水进行保湿养护，从而保持楼面湿润。

通过上述的不同时间段的温度差数值，与预设值和最大温度差值进行比较，来决定何时加盖保温层的措施减小混凝土楼面结构的楼面板和楼面梁的温差以及何时通过洒水保持混凝土楼面的表面湿润,最终达到实时、高效的防止楼面裂缝。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为保护范围。

Claims (10)

1.一种混凝土楼面的结构养护方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、浇筑一混凝土楼面，在楼面板上设有第一测量点，用于监测所述楼面板的内部温度；在楼面梁上的不同高度层分别设有第二测量点、第三测量点以及第四测量点，所述第二测量点用于监测所述楼面梁的内部温度，所述第三测量点和第四测量点用于监测所述楼面梁的上表层和下表层温度；

定时分别测量所述楼面板的第一测量点和所述楼面梁的第二测量点、第三测量点以及第四测量点的温度，并由第二测量点、第三测量点以及第四测量点的该时刻温度计算出楼面梁的平均温度；

测出所述楼面板的温度数值和楼面梁的平均温度数值分别标记为T板和T梁；

(2)、计算所述楼面板的温度数值T板和所述楼面梁的平均温度数值T梁的温度差△T：△T＝T板-T梁；

(3)、比较所述楼面板的温度数值T板和所述楼面梁的平均温度数值T梁的温度差△T与一预设值的大小，当所述温度差△T大于预设值时，对所述混凝土楼面添加保温层；

(4)、当温度差△T达到最大值并开始下降时，对楼面结构进行喷洒水养护。

2.根据权利要求1所述的混凝土楼面的结构养护方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述第一测量点位于所述楼面板高度的中点横截面上的任意一点位置；

所述第二测量点位于所述楼面梁高度的中点横截面上的任意一点位置，所述第三测量点和第四测量点分别设置在所述楼面梁的上表面和下表面的0cm至5cm的高度的横截面上任意一点位置。

3.根据权利要求1所述的混凝土楼面的结构养护方法，其特征在于，所述步骤(4)中，根据混凝土表面温度梯度γ而调整喷水量，即，所述喷水量随着所述温度梯度值变大而增加以及随着所述温度梯度值得变小而减少。

4.根据权利要求1所述的混凝土楼面的结构养护方法，其特征在于，所述步骤(1)中，每隔5分钟分别测量一次T板数值和T梁数值。

5.根据权利要求1所述的混凝土楼面的结构养护方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述预设值为15摄氏度。

6.根据权利要求1所述的混凝土楼面的结构养护方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述保温层包括厚土工布层以及位于所述厚土工布层的上下表面的厚薄膜，所述厚土工布层包括有多层厚土工布；添加保温层的顺序为在所述混凝土楼面表面先覆盖一层没有打眼的厚薄膜，再覆盖数层厚土工布，最后覆盖一层打眼的厚薄膜。

7.一种实现权利要求1-6中任意一项的所述混凝土楼面的结构养护方法的混凝土楼面的结构养护系统，其特征在于，包括：

用于测量混凝土楼面结构的楼面板和楼面梁温度的温度测量部，包括：位于所述楼面板上的第一测量点，以及分别位于所述楼面梁的不同高度层的第二测量点、第三测量点以及第四测量点；并在所述第一测量点、第二测量点、第三测量点以及第四测量点上分别设有第一传感单元、第二传感单元、第三传感单元以及第四传感单元；

其中，所述第一温度传感单元用于监测所述楼面板的内部温度；

所述第二测量点用于监测所述楼面梁的内部温度，所述第三测量点和第四测量点用于监测所述楼面梁的上表面和下表面温度；

与所述第一温度传感单元、第二温度传感单元、第三温度传感单元以及第四温度传感单元相连接并检测所述第一温度传感单元、第二温度传感单元、第三温度传感单元以及第四温度传感单元的温度信号的温度巡检单元；对温度信号进行传输的信号发射单元；

供洒水来降低混凝土楼面温度的自动喷淋部；以及

与温度测量部和自动喷淋部相连接的控制部，所述控制部包括：信号接收单元，用于接收所述温度测量部中的信号发射单元发送的第一测量点、第二测量点、第三测量点以及第四测量点温度数值；计算单元，用于计算信号发射单元所接收的所述第二测量点、第三测量点以及第四测量点的平均温度，并计算该平均温度同第一测量点的温度差值；控制单元，用于在所述温度差△T大于一预设值的情况下输出对所述混凝土楼面添加保温层的控制指令以及在所述温度差△T最大值并开始下降的情况下向所述自动喷淋部输出对所述混凝土楼面进行喷洒水养护的控制指令。

8.根据权利要求7所述的混凝土楼面的结构养护系统，其特征在于，所述第一测量点位于所述楼面板高度的中点横截面上的任意一点位置；

所述第二测量点位于所述楼面梁高度的中点横截面上的任意一点位置，所述第三测量点和第四测量点分别设置在所述楼面梁的上表面以下0cm至5cm的高度横截面上的任意一点位置和所述楼面梁的下表面以上的0cm至5cm的高度横截面上的任意一点位置。

9.根据权利要求7所述的混凝土楼面的结构养护系统，其特征在于，控制部还包括对保温养护进行语音提醒的预警单元。

10.根据权利要求7所述的混凝土楼面的结构养护系统，其特征在于，所述信号发射单元和所述信号接收单元分别为无线发送元件和无线接收元件，所述温度信号经由无线发送元件传输给无线接收元件。