CN118034395A - 一种用于混凝土施工温度智能控制的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于混凝土施工温度智能控制的方法及系统，包括以下步骤：获取待养护混凝土内外及养护棚单元内外的温度；计算获取升温阶段每小时蒸汽量V升、恒温阶段控制每小时蒸汽量V恒及降温阶段控制每小时蒸汽量V降；控制蒸汽加热单元喷出相应量的蒸汽，对待养护混凝土进行升温、保持恒温及降温。本发明的有益效果在于：通过智能控制单元智能计算升温阶段每小时蒸汽量、恒温阶段控制每小时蒸汽量及降温阶段控制每小时蒸汽量，进而智能调节蒸汽加热单元，从而实现了对待养护混凝土温度的智能控制，有效避免了采用专人对加热装置进行调节，效率低下，且能源利用不合理的问题。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土施工技术领域，特别涉及一种用于混凝土施工温度智能控制的方法及系统。
背景技术
随着建筑体系日趋成熟，混凝土冬期施工的工艺也越来越完善。《铁路混凝土工程施工技术规程》(Q/CR 9207-2017)规定：当室外日平均气温连续3d低于5℃或最低气温低于0℃时，混凝土(含砌体)施工应按冬期施工办理；冬期施工期间，混凝土强度达到设计强度的60％之前不得受冻……；整体浇筑的结构，表面系数等于或大于6m-1，升温速度不得大于15℃/h；浇筑表面系数小于6m-1的结构，升温速度不得大于10℃/h。整体浇筑的结构，恒温养护结束后，表面系数大于等于6m-1的结构，降温速度不得大于10℃/h；表面系数小于6m-1的结构，降温速度不得大于5℃/h。用蒸汽加热法养护的混凝土，当采用硅酸盐水水泥和普通硅酸盐水泥时，养护温度不得高于55℃；
当采用蓄热法养护时，在养护期间至少每4h检测一次。当采用蒸汽、电热法或暖棚进行养护时，在升、降温期间每1h检测一次，在恒温期间每2h检测一次。室外气温及施工环境温度应每昼夜定时、定点观测不少于4次。
根据施工规范可知，冬期混凝土施工对环境温度、养护温度及温度检测都有明确的规定。一般情况下，冬期混凝土施工利用外部热源对混凝土加热的方法包括暖棚法、蒸汽加热法、电热法和热综合法。其中，暖棚法是将被养护的混凝土构件或结构置于搭设的棚中，内部设置散热器、排管、电热器或火炉等加热棚内空气，使混凝土处于正温环境下养护的方法。为保证棚内温度恒定，一般需要专人测混凝土及棚内温度，并根据棚内温度，对加热装置进行相应的调节。这种方式效率低下、人员工作量大且不符合节能环保的理念。
近年来，数字信息技术得到了飞速的发展，如何结合时代的发展，提供一种用于混凝土施工温度智能控制的方法及系统，用于解决上述技术问题，就变得尤为重要。
发明内容
本发明实施例提供一种用于混凝土施工温度智能控制的方法及系统，能解决相关技术中采用专人对加热装置进行调节，效率低下的问题。
一方面，本发明实施例提供了一种用于混凝土施工温度智能控制方法，
包括以下步骤：
温度监测单元获取待养护混凝土内外及养护棚单元内外的温度，并发送至智能控制单元；
智能控制单元根据温度数据计算获取升温阶段每小时蒸汽量V升、恒温阶段控制每小时蒸汽量V恒及降温阶段控制每小时蒸汽量V降；
智能控制单元根据获取的升温阶段每小时蒸汽量V升，控制蒸汽加热单元喷出相应量的蒸汽，对待养护混凝土进行升温；
智能控制单元判断待养护混凝土内外温度是否达到预设升温阈值，若否，则继续对待养护混凝土进行升温，若是，则进入恒温养护；
智能控制单元根据获取的恒温阶段控制每小时蒸汽量V恒，控制蒸汽加热单元喷出相应量的蒸汽，使待养护混凝土进行恒温养护；
智能控制单元判断待养护混凝土内外温度是否达到预设恒温阈值，且待养护混凝土强度是否达到规范要求值，若否，则继续使待养护混凝土保持恒温，若是，则进入降温养护；
智能控制单元根据获取的降温阶段控制每小时蒸汽量V降，控制蒸汽加热单元喷出相应量的蒸汽，对待养护混凝土进行降温养护；
智能控制单元判断待养护混凝土内外温度是否达到预设降温阈值，若否，则继续对待养护混凝土继续降温，若是，则结束养护。
进一步地，所述方法包括
基于模板的比热容C模、钢筋的比热容C筋、模板的质量M模、钢筋的质量M筋、浇筑完成时混凝土内部温度T2及混凝土养护恒温温度T3，得出加热混凝土模板和钢筋所需热量Q1。
进一步地，所述方法包括：
基于每方混凝土水泥用量mc、每千克水泥水化热量Qc、混凝土比热容Cc、混凝土质量密度ρ、自然常数e、与水泥品种比表面、浇筑时温度有关的系数m、混凝土龄期t，得出水泥水化热产生的温升Tc；
基于混凝土比热容Cc、混凝土质量Mc、浇筑完成时混凝土内部温度T2、混凝土养护恒温温度T3及水泥水化热产生的温升Tc，得出加热混凝土所需热量Q2。
进一步地，所述方法包括：
基于养护棚单元内空气的比热容C气、养护棚单元内钢管支撑架比热容C钢、养护棚单元内空气的质量M气、养护棚单元内钢管支架的质量M钢、混凝土养护恒温温度T3及养护棚单元外环境温度T1，得出加热养护棚单元内空气和钢管支撑架所需热量Q3。
进一步地，所述方法包括：
基于加热混凝土模板和钢筋所需热量Q1、加热混凝土所需热量Q2及加热养护棚单元内空气和钢管支撑架所需热量Q3、得出蒸汽加热单元将混凝土结构从浇筑完成加热到恒温状态的总需求热量Q4。
进一步地，所述获取升温阶段每小时蒸汽量V升，包括以下步骤：
基于蒸汽发生器额定热功率P额，得到每小时额定产生热量Q额；
基于蒸汽加热单元将混凝土结构从浇筑完成加热到恒温状态的总需求热量Q4及每小时额定产生热量Q额，得出加热升温阶段，所需时长t升；
基于浇筑完成时混凝土内部温度T2、混凝土养护恒温温度T3、加热升温阶段所需时长t升、规定升温速度v规，得出升温速度v升；
基于蒸汽加热单元将混凝土结构从浇筑完成加热到恒温状态的总需求热量Q4、规定升温速度v规、浇筑完成时混凝土内部温度T2、混凝土养护恒温温度T3及V额为每小时额定蒸汽量，规范要求，表面系数等于或大于6m-1，升温速度不得大于15℃/h；浇筑表面系数小于6m-1的结构，升温速度不得大于10℃/h，得出升温阶段每小时蒸汽量V升。
进一步地，所述获取恒温阶段控制每小时蒸汽量V恒，包括以下步骤：
将养护棚单元的降温过程过程视作通过平壁的热传导，基于养护棚材料热导率λ、养护棚材料面积F、养护棚材料厚度δ、混凝土养护恒温温度T3；养护棚单元外环境温度T1，得到每小时传热量Q；
基于养护棚材料热导率λ、养护棚材料面积F、养护棚材料厚度δ；混凝土养护恒温温度T3；养护棚单元外环境温度T1、每小时额定产生热量Q额、每小时额定蒸汽量V额，得到恒温阶段控制每小时蒸汽量V恒。
进一步地，所述获得降温阶段控制每小时蒸汽量V降，包括以下步骤：
获取混凝土结构每小时降温Δt降，包括以下步骤：
在养护棚单元的降温过程视作通过平壁的热传导，且架设养护棚单元内部所有结构的温度保持一致的情况下，基于每小时传热量Q、降温过程中蒸汽发生器提供热量Q降、养护棚单元内i物体的比热容Ci、养护棚单元内i物体的质量Mi、养护棚单元外环境温度T1、降温过程中养护棚内环境温度T4、养护棚材料热导率λ，养护棚材料面积F、养护棚材料厚度δ、养护棚单元内模板的比热容C模、养护棚单元内钢筋的比热容C筋、养护棚单元内空气的比热容C气、养护棚单元内钢管支撑架比热容C钢、混凝土比热容Cc、养护棚单元内模板的质量M模、养护棚单元内钢筋的质量M筋、养护棚单元内空气的质量M气、养护棚单元内钢管支架的质量M钢、混凝土质量Mc，得出混凝土结构每小时降温Δt降；
根据规范要求，整体浇筑的结构，恒温养护结束后，表面系数大于等于6m-1的结构，降温速度不得大于10℃/h；表面系数小于6m-1的结构，降温速度不得大于5℃/h，获得规范要求下，基于规定升温速度v′规、每小时传热量Q、降温过程中蒸汽发生器提供热量Q降、混凝土结构每小时降温、养护棚单元内i物体的比热容Ci、养护棚单元内i物体的质量Mi，得出规定升温速度下的混凝土结构每小时降温Δt降。
进一步地，所述获得降温阶段控制每小时蒸汽量V降，还包括以下步骤：
基于每小时额定蒸汽量V额、每小时额定产生热量Q额、养护棚材料热导率λ、养护棚材料面积F、养护棚单元外环境温度T1、降温过程中养护棚内环境温度T4、养护棚材料厚度δ、规定升温速度v′规、养护棚单元内模板的比热容C模、养护棚单元内钢筋的比热容C筋、养护棚单元内空气的比热容C气、养护棚单元内钢管支撑架比热容C钢、混凝土比热容Cc、养护棚单元内模板的质量M模、养护棚单元内钢筋的质量M筋、养护棚单元内空气的质量M气、养护棚单元内钢管支架的质量M钢、混凝土质量Mc、得出降温阶段控制每小时蒸汽量V降，包括以下步骤：所述获得降温阶段控制每小时蒸汽量V降，且，V降≥0。
一方面，提供一种用于混凝土施工温度智能控制系统，包括：
温度监测单元，其用于获取待养护混凝土内外及养护棚单元内外的温度，并发送至智能控制单元；
智能控制单元，其用于计算获取升温阶段每小时蒸汽量V升、恒温阶段控制每小时蒸汽量V恒、降温阶段控制每小时蒸汽量V降；
其用于根据获取的升温阶段每小时蒸汽量V升，控制蒸汽加热单元喷出相应量的蒸汽，对待养护混凝土进行升温；
其用于，根据获取的恒温阶段控制每小时蒸汽量V恒，控制蒸汽加热单元喷出相应量的蒸汽，使待养护混凝土保持恒温；
其用于，根据获取的降温阶段控制每小时蒸汽量V降，控制蒸汽加热单元喷出相应量的蒸汽，对待养护混凝土进行降温；
蒸汽加热单元，其用于喷出蒸汽。
本发明提供的技术方案带来的有益效果包括：
通过智能控制单元智能计算升温阶段每小时蒸汽量、恒温阶段控制每小时蒸汽量及降温阶段控制每小时蒸汽量，进而智能调节蒸汽加热单元，从而实现了对待养护混凝土温度的智能控制，有效避免了采用专人对加热装置进行调节，效率低下，且能源利用不合理的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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为本发明一种用于混凝土施工温度智能控制方法的流程图；
图2为本发明一种用于混凝土施工温度智能控制系统的示意图。
图中：1.待养护混凝土；2.温度监测单元；3.养护棚单元；4.智能控制单元；5.蒸汽加热单元。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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的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。
参见图1及图2所示，本发明实施例提供了一种用于混凝土施工温度智能控制方法，
包括以下步骤：
S100.温度监测单元2获取待养护混凝土1内外及养护棚单元3内外的温度，并发送至智能控制单元4；
S101.智能控制单元4根据温度数据计算获取升温阶段每小时蒸汽量V升、恒温阶段控制每小时蒸汽量V恒及降温阶段控制每小时蒸汽量V降；
S102.智能控制单元4根据获取的升温阶段每小时蒸汽量V升，控制蒸汽加热单元5喷出相应量的蒸汽，对待养护混凝土1进行升温养护；
S103.智能控制单元4判断待养护混凝土内外温度是否达到预设升温阈值，若否，则继续对待养护混凝土1进行升温，若是，则进入恒温养护；
S104.智能控制单元4根据获取的恒温阶段控制每小时蒸汽量V恒，控制蒸汽加热单元5喷出相应量的蒸汽，使待养护混凝土1保持恒温养护；
S105.智能控制单元4判断待养护混凝土内外温度是否达到预设恒温阈值，且待养护混凝土强度是否达到规范要求值，若否，则继续使待养护混凝土1继续保持恒温，若是，则进入降温养护；
S106.智能控制单元4根据获取的降温阶段控制每小时蒸汽量V降，控制蒸汽加热单元5喷出相应量的蒸汽，对待养护混凝土1进行降温养护；
S107.智能控制单元4判断待养护混凝土内外温度是否达到预设降温阈值，若否，则继续对待养护混凝土1继续降温，若是，则结束养护。
在本实施例中，预设恒温时长是根据现场混凝土强度检测来判断，当待养护的混凝土强度达到60％时，就可以进入降温阶段。也可以根据现场的实际情况，通过多次实验获得。
另外，养护恒温阈值，是按照施工方案，通过热工计算确定，且不低于5℃，细薄截面结构不宜低于10℃。
在一些实施例中，所述方法包括：
智能控制单元4计算获取加热混凝土模板和钢筋所需热量Q1，公式如下：
Q1＝∑CiMiΔt＝(C模M模+C筋M筋)·(T3-T2)；
其中：C模为模板的比热容；C筋为钢筋的比热容；M模为模板的质量；M筋为钢筋的质量；T2为浇筑完成时混凝土内部温度；T3为混凝土养护恒温温度。
在一些实施例中，所述方法包括：
获取加热混凝土所需热量Q2，包括以下步骤：
获取水泥水化热产生的温升Tc：公式如下：
获取加热混凝土所需热量Q2，公式如下：
Q2＝CcMc(T3-T2-Tc)；
其中：T2为浇筑完成时混凝土内部温度；T3为混凝土养护恒温温度；Cc为混凝土比热容；Mc为混凝土质量；Tc为水泥水化热产生的温升；mc为每方混凝土水泥用量；Qc为每千克水泥水化热量；ρ为混凝土质量密度；e为自然常数；m为与水泥品种比表面、浇筑时温度有关的系数；t为混凝土龄期。
在一些实施例中，所述方法包括：
获取加热养护棚单元3内空气和钢管支撑架所需热量Q3，公式如下：
Q3＝(C气M气+C钢M钢)Δt＝(C气M气+C钢M钢)(T3-T1)；
其中：C气为养护棚单元内空气的比热容；C钢为养护棚单元内钢管支撑架比热容；M气为养护棚单元内空气的质量；M钢为养护棚单元内钢管支架的质量；T3为混凝土养护恒温温度；T1为养护棚单元外环境温度。
在一些实施例中，所述方法包括：
获取蒸汽加热单元5将混凝土结构从浇筑完成加热到恒温状态的总需求热量Q4，公式如下：
Q4＝Q1+Q2+Q3；
在一些实施例中，所述获取升温阶段每小时蒸汽量V升，包括以下步骤：
获取每小时额定产生热量Q额，公式如下：
Q额＝P额t＝3600P额；
获取加热升温阶段，所需时长t升，公式如下：
t升＝Q4/Q额；
获取升温速度v升，公式如下：
根据规范要求，表面系数等于或大于6m-1，升温速度不得大于15℃/h；浇筑表面系数小于6m-1的结构，升温速度不得大于10℃/h，由此获得升温阶段每小时蒸汽量V升，公式如下：
且V升≤V额；
其中，P额为蒸汽发生器额定热功率；V额为每小时额定蒸汽量；v规为；T2为浇筑完成时混凝土内部温度；T3为混凝土养护恒温温度；v规为规定升温速度。
在一些实施例中，所述获取恒温阶段控制每小时蒸汽量V恒，包括以下步骤：
将养护棚单元3的降温过程过程视作通过平壁的热传导，获取每小时传热量，公式如下：
获取恒温阶段控制每小时蒸汽量V恒，公式如下：
其中，λ为养护棚材料热导率；F为养护棚材料面积；δ为养护棚材料厚度；T3为混凝土养护恒温温度；T1为养护棚单元外环境温度；Q额为每小时额定产生热量；V额为每小时额定蒸汽量。
在一些实施例中，所述获得降温阶段控制每小时蒸汽量V降，包括以下步骤：
所述获取混凝土结构每小时降温Δt降，包括以下步骤：
在养护棚单元3的降温过程视作通过平壁的热传导，且架设养护棚单元3内部所有结构的温度保持一致的情况下，先获取混凝土结构
每小时降温Δt降，公式如下：
由于根据规范要求，整体浇筑的结构，恒温养护结束后，表面系数大于等于6m-1的结构，降温速度不得大于10℃/h；表面系数小于6m-1的结构，降温速度不得大于5℃/h，获得规范要求下，混凝土结构每小时降温，公式如下：
其中，Q降为降温过程中蒸汽发生器提供热量；Ci为养护棚单元内i物体的比热容；Mi为养护棚单元内i物体的质量；Q为每小时传热量；T1为养护棚单元外环境温度；T4为降温过程中养护棚内环境温度；λ为养护棚材料热导率，F为养护棚材料面积，δ为养护棚材料厚度；v′规为规定升温速度；C模为养护棚单元内模板的比热容；C筋为养护棚单元内钢筋的比热容；C气为养护棚单元内空气的比热容；C钢为养护棚单元内钢管支撑架比热容；Cc为混凝土比热容；Cc为混凝土比热容；M模为养护棚单元内模板的质量，M筋为养护棚单元内钢筋的质量；
M气为养护棚单元内空气的质量；M钢为养护棚单元内钢管支架的质量；
Mc为混凝土质量；。
在一些实施例中，所述获得降温阶段控制每小时蒸汽量V降，包括以下步骤：所述获得降温阶段控制每小时蒸汽量V降，包括以下步骤：
根据获取的混凝土结构每小时降温Δt降，得到需求的降温阶段控制每小时蒸汽量V降，公式如下：
且，V降≥0；
其中，T1为养护棚单元外环境温度；T4为降温过程中养护棚内环境温度；C模为养护棚单元内模板的比热容；C筋为养护棚单元内钢筋的比热容；C气为养护棚单元内空气的比热容；C钢为养护棚单元内钢管支撑架比热容；Cc为混凝土比热容；M模为养护棚单元内模板的质量，M筋为养护棚单元内钢筋的质量；M气为养护棚单元内空气的质量；M钢为养护棚单元内钢管支架的质量；Mc为混凝土质量；λ为养护棚材料热导率，F为养护棚材料面积，δ为养护棚材料厚度；v′规为规定升温速度；V额为每小时额定蒸汽量；每小时额定产生热量Q额。
一方面，提供一种用于混凝土施工温度智能控制系统，包括：
温度监测单元(2)，其用于获取待养护混凝土1内外及养护棚单元3内外的温度，并发送至智能控制单元4；
智能控制单元(4)，其用于计算获取升温阶段每小时蒸汽量V升、恒温阶段控制每小时蒸汽量V恒、降温阶段控制每小时蒸汽量V降；
其用于根据获取的升温阶段每小时蒸汽量V升，控制蒸汽加热单元5喷出相应量的蒸汽，对待养护混凝土1进行升温；
其用于，根据获取的恒温阶段控制每小时蒸汽量V恒，控制蒸汽加热单元5喷出相应量的蒸汽，使待养护混凝土1保持恒温；
其用于，根据获取的降温阶段控制每小时蒸汽量V降，控制蒸汽加热单元5喷出相应量的蒸汽，对待养护混凝土1进行降温；
蒸汽加热单元(5)，其用于喷出蒸汽。
本发明的有益效果在于：
通过智能控制单元智能计算升温阶段每小时蒸汽量、恒温阶段控制每小时蒸汽量及降温阶段控制每小时蒸汽量，进而智能调节蒸汽加热单元，从而实现了对待养护混凝土温度的智能控制，有效避免了采用专人对加热装置进行调节，效率低下，且能源利用不合理的问题。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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和简化描述，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。除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所发明的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种用于混凝土施工温度智能控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
温度监测单元(2)获取待养护混凝土(1)内外及养护棚单元(3)内外的温度，并发送至智能控制单元(4)；
智能控制单元(4)根据温度数据计算获取升温阶段每小时蒸汽量V升、恒温阶段控制每小时蒸汽量V恒及降温阶段控制每小时蒸汽量V降；
智能控制单元(4)根据获取的升温阶段每小时蒸汽量V升，控制蒸汽加热单元(5)喷出相应量的蒸汽，对待养护混凝土(1)进行升温养护；
智能控制单元(4)判断待养护混凝土内外温度是否达到预设升温阈值，若否，则继续对待养护混凝土(1)进行升温，若是，则进入恒温养护；
智能控制单元(4)根据获取的恒温阶段控制每小时蒸汽量V恒，控制蒸汽加热单元(5)喷出相应量的蒸汽，使待养护混凝土(1)进行恒温养护；
智能控制单元(4)判断待养护混凝土内外温度是否达到预设恒温阈值，且待养护混凝土强度是否达到规范要求值，若否，则继续使待养护混凝土(1)保持恒温，若是，则进入降温养护；
智能控制单元(4)根据获取的降温阶段控制每小时蒸汽量V降，控制蒸汽加热单元(5)喷出相应量的蒸汽，对待养护混凝土(1)进行降温养护；
智能控制单元(4)判断待养护混凝土内外温度是否达到预设降温阈值，若否，则继续对待养护混凝土(1)继续降温，若是，则结束养护。
2.如权利要求1所述的一种用于混凝土施工温度智能控制方法，其特征在于，所述方法包括：
基于模板的比热容C模、钢筋的比热容C筋、模板的质量M模、钢筋的质量M筋、浇筑完成时混凝土内部温度T2及混凝土养护恒温温度T3，得出加热混凝土模板和钢筋所需热量Q1。
3.如权利要求1所述的一种用于混凝土施工温度智能控制方法，其特征在于，所述方法包括：
基于每方混凝土水泥用量mc、每千克水泥水化热量QC、混凝土比热容Cc、混凝土质量密度ρ、自然常数e、与水泥品种比表面、浇筑时温度有关的系数m、混凝土龄期t，得出水泥水化热产生的温升Tc；
基于混凝土比热容Cc、混凝土质量Mc、浇筑完成时混凝土内部温度T2、混凝土养护恒温温度T3及水泥水化热产生的温升Tc，得出加热混凝土所需热量Q2。
4.如权利要求1所述的一种用于混凝土施工温度智能控制方法，其特征在于，所述方法包括：
基于养护棚单元内空气的比热容C气、养护棚单元内钢管支撑架比热容C钢、养护棚单元内空气的质量M气、养护棚单元内钢管支架的质量M钢、混凝土养护恒温温度T3及养护棚单元外环境温度T1，得出加热养护棚单元(3)内空气和钢管支撑架所需热量Q3。
5.如权利要求1所述的一种用于混凝土施工温度智能控制方法，其特征在于，所述方法包括：
基于加热混凝土模板和钢筋所需热量Q1、加热混凝土所需热量Q2及加热养护棚单元(3)内空气和钢管支撑架所需热量Q3、得出蒸汽加热单元(5)将混凝土结构从浇筑完成加热到恒温状态的总需求热量Q4。
6.如权利要求1所述的一种用于混凝土施工温度智能控制方法，其特征在于，所述获取升温阶段每小时蒸汽量V升，包括以下步骤：
基于蒸汽发生器额定热功率P额，得到每小时额定产生热量Q额；
基于蒸汽加热单元(5)将混凝土结构从浇筑完成加热到恒温状态的总需求热量Q4及每小时额定产生热量Q额，得出加热升温阶段，所需时长t升；
基于浇筑完成时混凝土内部温度T2、混凝土养护恒温温度T3、加热升温阶段所需时长t升、规定升温速度v规，得出升温速度v升；
基于蒸汽加热单元(5)将混凝土结构从浇筑完成加热到恒温状态的总需求热量Q4、规定升温速度v规、浇筑完成时混凝土内部温度T2、混凝土养护恒温温度T3及V额为每小时额定蒸汽量，规范要求，表面系数等于或大于6m-1，升温速度不得大于15℃/h；浇筑表面系数小于6m-1的结构，升温速度不得大于10℃/h，得出升温阶段每小时蒸汽量V升。
7.如权利要求1所述的一种用于混凝土施工温度智能控制方法，其特征在于，所述获取恒温阶段控制每小时蒸汽量V恒，包括以下步骤：
将养护棚单元(3)的降温过程过程视作通过平壁的热传导，基于养护棚材料热导率λ、养护棚材料面积F、养护棚材料厚度δ、混凝土养护恒温温度T3；养护棚单元外环境温度T1，得到每小时传热量O；
基于养护棚材料热导率λ、养护棚材料面积F、养护棚材料厚度δ；混凝土养护恒温温度T3；养护棚单元外环境温度T1、每小时额定产生热量Q额、每小时额定蒸汽量V额，得到恒温阶段控制每小时蒸汽量V恒。
8.如权利要求1所述的一种用于混凝土施工温度智能控制方法，其特征在于，所述获得降温阶段控制每小时蒸汽量V降，包括以下步骤：
获取混凝土结构每小时降温Δt降，包括以下步骤：
在养护棚单元(3)的降温过程视作通过平壁的热传导，且架设养护棚单元(3)内部所有结构的温度保持一致的情况下，基于每小时传热量Q、降温过程中蒸汽发生器提供热量Q降、养护棚单元内i物体的比热容Ci、养护棚单元内i物体的质量Mi、养护棚单元外环境温度T1、降温过程中养护棚内环境温度T4、养护棚材料热导率λ，养护棚材料面积F、养护棚材料厚度δ、养护棚单元内模板的比热容C模、养护棚单元内钢筋的比热容C筋、养护棚单元内空气的比热容C气、养护棚单元内钢管支撑架比热容C钢、混凝土比热容Cc、养护棚单元内模板的质量M模、养护棚单元内钢筋的质量M筋、养护棚单元内空气的质量M气、养护棚单元内钢管支架的质量M钢、混凝土质量Mc，得出混凝土结构每小时降温Δt降；
根据规范要求，整体浇筑的结构，恒温养护结束后，表面系数大于等于6m-1的结构，降温速度不得大于10℃/h；表面系数小于6m-1的结构，降温速度不得大于5℃/h，获得规范要求下，基于规定升温速度v′规、每小时传热量Q、降温过程中蒸汽发生器提供热量Q降、混凝土结构每小时降温、养护棚单元内i物体的比热容Ci、养护棚单元内i物体的质量Mi，得出规定升温速度下的混凝土结构每小时降温Δt降。
9.如权利要求8所述的一种用于混凝土施工温度智能控制方法，其特征在于，所述获得降温阶段控制每小时蒸汽量V降，还包括以下步骤：
基于每小时额定蒸汽量V额、每小时额定产生热量Q额、养护棚材料热导率λ、养护棚材料面积F、养护棚单元外环境温度T1、降温过程中养护棚内环境温度T4、养护棚材料厚度δ、规定升温速度v′规、养护棚单元内模板的比热容C模、养护棚单元内钢筋的比热容C筋、养护棚单元内空气的比热容C气、养护棚单元内钢管支撑架比热容C钢、混凝土比热容Cc、养护棚单元内模板的质量M模、养护棚单元内钢筋的质量M筋、养护棚单元内空气的质量M气、养护棚单元内钢管支架的质量M钢、混凝土质量Mc、得出降温阶段控制每小时蒸汽量V降，包括以下步骤：所述获得降温阶段控制每小时蒸汽量V降，且，V降≥0。
10.一种用于混凝土施工温度智能控制系统，其特征在于，包括：
温度监测单元(2)，其用于获取待养护混凝土(1)内外及养护棚单元(3)内外的温度，并发送至智能控制单元(4)；
智能控制单元(4)，其用于计算获取升温阶段每小时蒸汽量V升、恒温阶段控制每小时蒸汽量V恒、降温阶段控制每小时蒸汽量V降；
其用于根据获取的升温阶段每小时蒸汽量V升，控制蒸汽加热单元(5)喷出相应量的蒸汽，对待养护混凝土(1)进行升温；
其用于，根据获取的恒温阶段控制每小时蒸汽量V恒，控制蒸汽加热单元(5)喷出相应量的蒸汽，使待养护混凝土(1)保持恒温；
其用于，根据获取的降温阶段控制每小时蒸汽量V降，控制蒸汽加热单元(5)喷出相应量的蒸汽，对待养护混凝土(1)进行降温；
蒸汽加热单元(5)，其用于喷出蒸汽。
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|---|---|---|---|---|
| CN118144088A (zh) * | 2024-05-09 | 2024-06-07 | 贵州省公路工程集团有限公司 | 一种智能化t梁蒸汽养护温度控制方法及系统 |
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2024
- 2024-02-08 CN CN202410177354.7A patent/CN118034395A/zh active Pending
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| CN118144088B (zh) * | 2024-05-09 | 2024-07-26 | 贵州省公路工程集团有限公司 | 一种智能化t梁蒸汽养护温度控制方法及系统 |
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