CN113211597A - 一种用于水泥混凝土铺面设施红外自适应装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种用于水泥混凝土铺面设施红外自适应装置及方法，包括：模具、管道、第一电磁阀和第二电磁阀、第一温度传感器和第二温度传感器、红外探测器；管道预埋在模具内，管道的进水端和出水端均贯穿模具的侧边框；第一电磁阀的第一端与管道的进水端连通，第二电磁阀的第一端与管道的出水端连通；第一温度传感器位于管道的上方，第二温度传感器设置在模具边框外。本发明提供的水泥混凝土铺面设施红外自适应装置及方法，可降低施工过程中水泥混凝土面板模具区域与周围环境的温度梯度，进而避免出现裂缝，提高混凝土面板成型质量。
Description
技术领域
本发明涉及路面施工技术领域，特别是涉及一种用于水泥混凝土铺面设施红外自适应装置及方法。
背景技术
道路施工中需要用到大量的水泥混凝土预制面板，水泥预制面板是将水泥混凝土浇筑到混凝土面板模具中，凝固成型后切割为规定尺寸的预制面板。但由于混凝土自身存在水化热的特性，水泥混凝土浇筑在混凝土面板模具后的凝固过程中混凝土内部持续放出热量，并与周围环境存在较大的温度梯度，造成混凝土的内部收缩，而混凝土模具体积较大，发生水化热后容易造成混凝土内部裂缝，严重影响混凝土面板成型质量。因此亟需一种用于水泥混凝土铺面设施红外自适应装置及方法，用来降低施工过程中混凝土面板模具区域与周围环境的温度梯度，从而避免出现裂缝，提高混凝土面板成型质量。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于水泥混凝土铺面设施红外自适应装置及方法，以解决上述现有技术存在的问题，可降低施工过程中水泥混凝土面板模具区域与周围环境的温度梯度，进而避免出现裂缝，提高混凝土面板成型质量。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种用于水泥混凝土铺面设施红外自适应装置及方法，包括：模具，所述模具内浇筑有混凝土；
管道，所述管道预埋在所述模具内，所述管道的进水端和出水端均贯穿所述模具的侧边框；
第一电磁阀和第二电磁阀，所述第一电磁阀的一端与所述管道的进水端连通，所述第一电磁阀的另一端连通有供水装置，所述第二电磁阀的一端与所述管道的出水端连通，所述第二电磁阀的另一端连通有出水装置；
第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一温度传感器预埋在所述模具内，且位于所述管道的上方，并且与所述管道之间存在间隙，所述第一温度传感器与所述第一电磁阀和第二电磁阀均电性连接，所述第二温度传感器设置在所述模具的边框外，用于测量外部环境温度；
红外探测器，置于所述模具外部，用于监测所述模具内部温度与外部温度差值。
优选的，所述管道的进水端和出水端均位于所述模具的中心位置与底面之间，所述管道的出水端与所述模具顶面的距离大于所述管道的进水端与所述模具顶面的距离。
优选的，所述第一温度传感器与所述模具顶部的距离为所述模具高度的1/3-1/4。
优选的，所述模具浇筑混凝土的表面喷涂有红外隔离层。
优选的，所述红外隔离层为铬酸铅系涂料、三氧化铬系涂料、芘四酸酐衍生物系涂料、偶氮化合物系涂料中的任意一种。
一种用于水泥混凝土铺面设施红外自适应方法，包括以下步骤：
1)首先在模具内制作一个坑位，并将管道铺设在模具坑位内；
2)在坑位内浇筑混凝土，混凝土覆盖管道后放置第一温度传感器，并继续浇筑；
3)浇筑完成后，对模具坑位内部和外部温度差值进行实时监测，并向管道通入循环冷水；
4)根据模具内部温度与环境温度的差值来调控循环冷水的流速和流量；
5)当混凝土凝固且温度降为常温后，停止通入循环冷水并将管道中的存水全部排出。
优选的，所述步骤3)中，使用开启红外探测器对模具坑位内部和外部温度差值进行实时监测，并通过进水装置向管道的进水端通入循环冷水，循环冷水经过第一电磁阀后流入管道内部，管道中的循环冷水将混凝土中热量吸收后转化为热水并依次经管道的排水口和第二电磁阀后排出至出水装置。
优选的，所述步骤4)中，第二温度传感器将外部环境温度数据T2传输至第一温度传感器，第一温度传感器探测模具内部温度，并且根据模具内部温度与环境温度的差值来调控第一电磁阀和第二电磁阀的开启角度，进而控制管道的进水端和出水端的循环冷水的流速和流量。
优选的，所述步骤5)中，使用红外探测器对模具内部和外部温度进行监控，当混凝土凝固且温度降为常温后，关闭第一电磁阀，完全打开第二电磁阀，将管道中的存水全部排出至出水装置，再将第一电磁阀、第二电磁阀拆除即可。
优选的，所述步骤2)中，浇筑混凝土后，在混凝土表面喷涂红外隔离涂料。
与现有相比，本发明公开了以下技术效果：本发明中管道铺设在模具坑位内，通过进水装置向管道的进水端通入循环冷水，循环冷水经过第一电磁阀后流入管道内部，管道中的循环冷水将混凝土中热量吸收后转化为热水后排出至出水装置，进而将模具内部温度降低，使得模具区域与周围环境的温度梯度减小，避免混凝土内部出现裂缝，提高混凝土面板成型质量；本发明的第二温度传感器将外部环境温度数据传输至第一温度传感器，第一温度传感器探测模具内部温度，并且根据模具内部温度与环境温度的差值来调控第一电磁阀和第二电磁阀的开启角度，进而控制管道的进水端和出水端的循环冷水的流速和流量，使得模具内部的温度持续保持与外部温度接近；本发明的红外探测器对模具坑位内部和外部温度差值进行实时监测，增加温度监控的准确性；当混凝土凝固且温度降为常温后，关闭第一电磁阀，完全打开第二电磁阀，将管道中的存水全部排出至出水装置，将第一电磁阀、第二电磁阀拆除后可循环使用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明用于水泥混凝土铺面设施红外自适应装置的俯视图；
图2为本发明用于水泥混凝土铺面设施红外自适应装置的结构示意图；
图3为本发明中微处理器的控制原理图；
图4为实施例2中管道的结构示意图；
图5为实施例3中管道的结构示意图；
图6为实施例3中管道的局部示意图。
其中，1、管道；21、第一电磁阀；22、第二电磁阀；31、第一温度传感器；32、第二温度传感器；5、红外探测器；11、加强筋；12、纳米耐高温涂层；13、陶瓷散热颗粒；14、散热片。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
参照图1-3，本发明提供一种用于水泥混凝土铺面设施红外自适应装置及方法，包括：模具，所述模具内浇筑有混凝土；
管道1，所述管道1预埋在所述模具内，所述管道1的进水端和出水端均贯穿所述模具的侧边框；
第一电磁阀21和第二电磁阀22用于调控进水端和出水端的流速和流量，进而控制模具降温效果，所述第一电磁阀21的一端与所述管道1的进水端连通，所述第一电磁阀21的另一端连通有供水装置，所述第二电磁阀22的一端与所述管道1的出水端连通，所述第二电磁阀22的另一端连通有出水装置；所述供水装置包括储水罐和抽水泵，所述抽水泵与所述第一电磁阀21连通，用于将存储在储水罐中的冷水抽入所述第一电磁阀21中，使得冷水可顺利进入管道1内；所述出水装置包括出水管和出水罐，出水管一端与所述第二电磁阀22连通，另一端连通出水罐，用于将管道1中的水排出。
第一温度传感器31和第二温度传感器32，所述第一温度传感器31预埋在所述模具内，且位于所述管道1的上方，并且与所述管道1之间存在间隙，避免管道内冷水对传感器监测数据造成偏差；所述第一温度传感器31与所述模具顶部的距离为所述模具高度的1/3-1/4，使得所述第一温度传感器31可以监测模具内部靠近模具表面的温度数据，提高温度监测准确性；所述第一温度传感器31与所述第一电磁阀21和第二电磁阀22均电性连接，所述第二温度传感器32设置在所述模具的边框外，用于测量外部环境温度，并将模具外部温度数据传输至第一温度传感器31内，所述第一温度传感器31根据模具内部温度与模具外部温度的差值来调控第一电磁阀和第二电磁阀的开启角度，进而控制管道的进水端和出水端的循环冷水的流速和流量，使得模具内部的温度持续保持与外部温度接近；
所述第一温度传感器与所述第一电磁阀21和所述第二电磁阀22之间电性连接有遥控器，所述遥控器内安装有微处理器系统，所述微处理系统的信号输出端分别接入所述第一电磁阀21的电磁信号输入端和所述第二电磁阀22的电磁信号输入端，首先第一温度传感器监测模具内的温度T1，第二温度传感器32监测模具外部的温度T2，并分别将温度数据传输至微处理器系统，微处理器系统通过计算T1-T2的差值控制第一电磁阀21与第二电磁阀22的开启和关闭，进而控制管道的进水端和出水端的循环冷水的流速和流量，使得模具区域与周围环境的温度梯度减小，避免混凝土内部出现裂缝，提高混凝土面板成型质量；
红外探测器5，置于所述模具外部，用于监测所述模具内部温度与外部温度差值，可进行实时监测，增加温度监控的准确性。
进一步优化方案，所述管道1的进水端和出水端均位于所述模具的中心位置与底面之间，所述管道1的出水端与所述模具顶面的距离大于所述管道1的进水端与所述模具顶面的距离，使得管道1中冷水可顺利经管道1的出口端流出。
进一步优化方案，所述模具浇筑混凝土的表面喷涂有红外隔离层，所述红外隔离层为铬酸铅系涂料、三氧化铬系涂料、芘四酸酐衍生物系涂料、偶氮化合物系涂料中的任意一种。
一种用于水泥混凝土铺面设施红外自适应方法，包括以下步骤：
1)首先在模具内制作一个坑位，并将管道1铺设在模具坑位内；
2)在坑位内浇筑混凝土，混凝土覆盖管道1后放置第一温度传感器31，并继续浇筑；
3)浇筑完成后，对模具坑位内部和外部温度差值进行实时监测，并向管道1通入循环冷水；循环冷水将混凝土中热量吸收后转化为热水后排出至出水装置，进而将模具内部温度降低，使得模具区域与周围环境的温度梯度减小，避免混凝土内部出现裂缝，提高混凝土面板成型质量；
4)根据模具内部温度与环境温度的差值来调控循环冷水的流速和流量；
5)当混凝土凝固且温度降为常温后，停止通入循环冷水并将管道1中的存水全部排出。
进一步优化方案，所述步骤1)中，在管道1的进口端与第一电磁阀21的第一端组装，将第一电磁阀21的第二端与供水装置组装，管道1的出口端与第二电磁阀22的第一端组装，第二电磁阀22的第二端与出水装置组装。
进一步优化方案，所述步骤3)中，使用开启红外探测器5对模具坑位内部和外部温度差值进行实时监测，并通过进水装置向管道1的进水端通入循环冷水，循环冷水经过第一电磁阀21后流入管道1内部，管道1中的循环冷水将混凝土中热量吸收后转化为热水并依次经管道1的排水口和第二电磁阀22后排出至出水装置。
进一步优化方案，所述步骤4)中，第二温度传感器32将外部环境温度数据T2传输至第一温度传感器31，第一温度传感器31探测模具内部温度T1，并且根据模具内部温度与环境温度的差值T1-T2来调控第一电磁阀21和第二电磁阀22的开启角度，进而控制管道1的进水端和出水端的循环冷水的流速和流量，使得模具内部的温度持续保持与外部温度接近。
进一步优化方案，所述步骤4)中，当T1-T2值大于或等于15°时，控制第一电磁阀21和第二电磁阀22完全打开，将通入冷水的流量和流速控制为最大值；当T1-T2的值小于15°且大于5°时，控制第一电磁阀和第二电磁阀半开，减小通入流水的流速和流量；当T2-T1小于或等于5°时关闭第一电磁阀21和第二电磁阀22，暂停通入冷水。
进一步优化方案，所述步骤5)中，使用红外探测器5对模具内部和外部温度进行监控，当混凝土凝固且温度降为常温后，关闭第一电磁阀21，完全打开第二电磁阀22，将管道1中的存水全部排出至出水装置，再将第一电磁阀21、第二电磁阀22拆除即可。第一电磁阀、第二电磁阀拆除后可循环使用。
进一步优化方案，所述步骤2中，浇筑混凝土后，在混凝土表面喷涂红外隔离涂料。
实施例2
参照图4，与实施例1的不同之处在于，所述管道1的管壁内固定有加强筋11，加强筋11用于加强所述管道1的支撑强度和韧性，使得混凝土浇筑在管道1周围后，管道1仍保持输水通畅，提高管道1对混凝土的冷却性能；所述管道1的内壁固定有纳米耐高温涂层12，一方面使得管道1的内壁保持较高的光滑度，便于输送冷水，另一方面纳米耐高温涂层12有良好的耐高温和耐低温抗冲击性能，避免管道1在工作中内持续通入冷水，以及冷水吸热后变为高温水，而造成的管道爆裂等问题，增强输水效果。
实施例3
参照图5-6，与实施例2的不同之处在于，所述加强筋11之间设有若干间隔顺序排列的陶瓷散热颗粒13，用于加强所述管道1的吸热效果；所述管道1的外壁上固定有周向旋转的散热片14，所述散热片14可以加大管道1与混凝土的接触面积，增加管道1的吸热效果，此外，散热片14为螺旋结构，使得管道1在混凝土浇筑时不易发生错位偏移，避免管道1发生错位、扭曲，增加管道1的稳定性能。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种用于水泥混凝土铺面设施红外自适应装置，其特征在于：包括：模具，所述模具内浇筑有混凝土；
管道(1)，所述管道(1)预埋在所述模具内，所述管道(1)的进水端和出水端均贯穿所述模具的侧边框；
第一电磁阀(21)和第二电磁阀(22)，所述第一电磁阀(21)的一端与所述管道(1)的进水端连通，所述第一电磁阀(21)的另一端连通有供水装置，所述第二电磁阀(22)的一端与所述管道(1)的出水端连通，所述第二电磁阀(22)的另一端连通有出水装置；
第一温度传感器(31)和第二温度传感器(32)，所述第一温度传感器(31)预埋在所述模具内，且位于所述管道(1)的上方，并且与所述管道(1)之间存在间隙，所述第一温度传感器(31)与所述第一电磁阀(21)和第二电磁阀(22)均电性连接，所述第二温度传感器(32)设置在所述模具的边框外，用于测量外部环境温度；
红外探测器(5)，置于所述模具外部，用于监测所述模具内部温度与外部温度差值。
2.根据权利要求1所述的用于水泥混凝土铺面设施红外自适应装置，其特征在于：所述管道(1)的进水端和出水端均位于所述模具的中心位置与底面之间，所述管道(1)的出水端与所述模具顶面的距离大于所述管道(1)的进水端与所述模具顶面的距离。
3.根据权利要求1所述的用于水泥混凝土铺面设施红外自适应装置，其特征在于：所述第一温度传感器(31)与所述模具顶部的距离为所述模具高度的1/3-1/4。
4.根据权利要求1所述的用于水泥混凝土铺面设施红外自适应装置，其特征在于：所述模具浇筑混凝土的表面喷涂有红外隔离层。
5.根据权利要求4所述的用于水泥混凝土铺面设施红外自适应装置，其特征在于：所述红外隔离层为铬酸铅系涂料、三氧化铬系涂料、芘四酸酐衍生物系涂料、偶氮化合物系涂料中的任意一种。
6.一种用于水泥混凝土铺面设施红外自适应方法，根据权利要求1-5任一项所述的用于水泥混凝土铺面设施红外自适应装置，其特征在于：包括以下步骤：
1)首先在模具内制作一个坑位，并将管道(1)铺设在模具坑位内；
2)在坑位内浇筑混凝土，混凝土覆盖管道(1)后放置第一温度传感器(31)，并继续浇筑；
3)浇筑完成后，对模具坑位内部和外部温度差值进行实时监测，并向管道(1)通入循环冷水；
4)根据模具内部温度与环境温度的差值来调控循环冷水的流速和流量；
5)当混凝土凝固且温度降为常温后，停止通入循环冷水并将管道(1)中的存水全部排出。
7.根据权利要求6所述的用于水泥混凝土铺面设施红外自适应方法，其特征在于：所述步骤3)中，使用开启红外探测器(5)对模具坑位内部和外部温度差值进行实时监测，并通过进水装置向管道(1)的进水端通入循环冷水，循环冷水经过第一电磁阀(21)后流入管道(1)内部，管道(1)中的循环冷水将混凝土中热量吸收后转化为热水并依次经管道(1)的排水口和第二电磁阀(22)后排出至出水装置。
8.根据权利要求6所述的用于水泥混凝土铺面设施红外自适应方法，其特征在于：所述步骤4)中，第二温度传感器(32)将外部环境温度数据(T2)传输至第一温度传感器(31)，第一温度传感器(31)探测模具内部温度(T1)，并且根据模具内部温度与环境温度的差值(T1)-(T2)来调控第一电磁阀(21)和第二电磁阀(22)的开启角度，进而控制管道(1)的进水端和出水端的循环冷水的流速和流量。
9.根据权利要求6所述的用于水泥混凝土铺面设施红外自适应方法，其特征在于：所述步骤5)中，使用红外探测器(5)对模具内部和外部温度进行监控，当混凝土凝固且温度降为常温后，关闭第一电磁阀(21)，完全打开第二电磁阀(22)，将管道(1)中的存水全部排出至出水装置，再将第一电磁阀(21)、第二电磁阀(22)拆除即可。
10.根据权利要求6所述的用于水泥混凝土铺面设施红外自适应方法，其特征在于：所述步骤2)中，浇筑混凝土后，在混凝土表面喷涂红外隔离涂料。
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