本發(fā)明屬于混凝土養(yǎng)護(hù)，特別涉及一種高溫季節(jié)混凝土倉(cāng)面噴水養(yǎng)護(hù)動(dòng)態(tài)調(diào)控方法。

背景技術(shù)：

1、高溫季節(jié)大體積混凝土澆筑倉(cāng)收倉(cāng)后，澆筑倉(cāng)表面混凝土受太陽(yáng)輻射熱影響會(huì)造成表面溫度梯度過(guò)大，導(dǎo)致溫度應(yīng)力超過(guò)混凝土抗拉強(qiáng)度，從而產(chǎn)生對(duì)結(jié)構(gòu)不利的裂縫；因此，在高溫季節(jié)大體積混凝土澆筑倉(cāng)收倉(cāng)后，需要采取必要的表面養(yǎng)護(hù)措施對(duì)倉(cāng)面保濕，以避免產(chǎn)生危害結(jié)構(gòu)安全性的裂縫。

2、目前在高溫季節(jié)澆筑混凝土?xí)r，常采用倉(cāng)面噴霧形成局部小氣候的方式來(lái)降低太陽(yáng)輻射熱影響，澆筑倉(cāng)收倉(cāng)后，澆筑倉(cāng)頂面采用灑水或旋噴水進(jìn)行養(yǎng)護(hù)；當(dāng)澆筑倉(cāng)脫模后，側(cè)面一般采用掛花管噴水進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。目前對(duì)混凝土澆筑倉(cāng)表面養(yǎng)護(hù)效果進(jìn)行監(jiān)控的傳統(tǒng)方式是由有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員進(jìn)行人工巡檢，其主要依靠肉眼觀察或輔助一些簡(jiǎn)單的測(cè)溫手段來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)。然而實(shí)踐表明存在如下問(wèn)題：（1）由于大體積混凝土澆筑倉(cāng)倉(cāng)位面積大，尤其是一些澆筑倉(cāng)側(cè)面位于高位區(qū)域，導(dǎo)致人工巡檢不僅耗時(shí)費(fèi)力，且危險(xiǎn)程度高。（2）在高溫季節(jié)，澆筑倉(cāng)表面不進(jìn)行噴水養(yǎng)護(hù)時(shí)，表面干燥發(fā)白，將出現(xiàn)“外高內(nèi)低”型溫度梯度，此時(shí)遭遇降雨或突然噴低溫水養(yǎng)護(hù)，容易產(chǎn)生冷擊，從而產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，對(duì)結(jié)構(gòu)抗裂不利。（3）另外，對(duì)于泵送混凝土等水化速率快和最終水化溫升大的混凝土澆筑倉(cāng)，將出現(xiàn)“內(nèi)高外低”型內(nèi)外溫差，此時(shí)噴低溫水養(yǎng)護(hù)，容易出現(xiàn)因過(guò)大的內(nèi)外溫差而產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，也對(duì)結(jié)構(gòu)抗裂不利。即在高溫季節(jié)，澆筑倉(cāng)表面噴水養(yǎng)護(hù)措施不當(dāng)時(shí)，一方面?zhèn)鹘y(tǒng)巡檢方法費(fèi)時(shí)耗力，另一方面容易產(chǎn)生過(guò)大的內(nèi)外溫差或澆筑倉(cāng)表面溫度降溫速率過(guò)大，從而導(dǎo)致澆筑倉(cāng)出現(xiàn)裂縫。因此，亟需發(fā)展一種澆筑倉(cāng)表面噴水養(yǎng)護(hù)動(dòng)態(tài)調(diào)控方法，保障混凝土工程的施工質(zhì)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種高溫季節(jié)混凝土倉(cāng)面噴水養(yǎng)護(hù)動(dòng)態(tài)調(diào)控方法，用于混凝土倉(cāng)面噴水養(yǎng)護(hù)動(dòng)態(tài)調(diào)控，以獲得滿足內(nèi)外允許溫差和表面允許降溫速率的噴水養(yǎng)護(hù)效果。

2、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種高溫季節(jié)混凝土倉(cāng)面噴水養(yǎng)護(hù)動(dòng)態(tài)調(diào)控方法，包括以下步驟：

3、s1、初期通水冷卻期間澆筑倉(cāng)內(nèi)部溫度預(yù)測(cè)：結(jié)合澆筑倉(cāng)內(nèi)部實(shí)測(cè)溫度、通水水溫和通水流量，采用有熱源澆筑倉(cāng)溫度計(jì)算公式預(yù)測(cè)澆筑倉(cāng)在 t時(shí)刻的溫度 tin( t)；

4、s2、澆筑倉(cāng)表面初始溫度檢測(cè)：利用無(wú)人機(jī)機(jī)載的紅外熱成像技術(shù)檢測(cè)獲得澆筑倉(cāng)表面初始溫度 tsur0；

5、s3、澆筑倉(cāng)表面溫度預(yù)測(cè)：結(jié)合擬采用的養(yǎng)護(hù)水溫或天氣預(yù)報(bào)，預(yù)測(cè)澆筑倉(cāng)表面溫度；

6、s4、澆筑倉(cāng)表面噴水措施優(yōu)選：基于澆筑倉(cāng)表面噴水養(yǎng)護(hù)措施優(yōu)選模型，優(yōu)選獲得滿足內(nèi)外允許溫差和表面允許降溫速率的噴水措施；

7、s5、澆筑倉(cāng)表面噴水養(yǎng)護(hù)動(dòng)態(tài)調(diào)控：結(jié)合優(yōu)選的噴水措施，準(zhǔn)備相應(yīng)水溫的養(yǎng)護(hù)水進(jìn)行噴水養(yǎng)護(hù)，并結(jié)合無(wú)人機(jī)機(jī)載的紅外熱成像技術(shù)檢測(cè)澆筑倉(cāng)表面溫度，實(shí)時(shí)調(diào)控澆筑倉(cāng)表面養(yǎng)護(hù)效果。

8、優(yōu)選的方案中，所述步驟s1中，有熱源澆筑倉(cāng)溫度計(jì)算公式為：

9、(1)；

10、為水冷函數(shù)，表達(dá)式為：

11、；

12、 p=dka/d2；

13、 k=2.09-1.35 ξ+0.320 ξ2；

14、 ξ=λl/( cw ρw qw)；

15、對(duì)于金屬水管：

16、 d=1.947( α1 b)2；

17、 α1 b=0.926exp[-0.0314(b/c-20)0.48]，(20≤ b/ c≤130)；

18、對(duì)于塑料水管：

19、 d=ln100/[ln( b/ c)+( λ/λ1)ln( c/ r0)]；

20、d=2b=2×0.5836( s1 s2)1/2；

21、對(duì)于單指數(shù)型絕熱溫升 θ(τ)= θ0(1- e-mτ)，則：

22、 ψ( t)= m/( m- p)( e-pt- e-mt)；

23、對(duì)于組合指數(shù)型絕熱溫升，則：

24、；

25、式中： tw為通水水溫； t0為混凝土初溫，由澆筑倉(cāng)內(nèi)部埋設(shè)的溫度計(jì)實(shí)測(cè)得到； t為冷卻時(shí)間； a為導(dǎo)溫系數(shù)； d、 b、 c分別為等效冷卻柱體的直徑、外半徑、內(nèi)半徑； r0為聚乙烯水管內(nèi)半徑； λ、λ1分別為混凝土及水管的導(dǎo)熱系數(shù)； s1、 s2分別為冷卻水管水平和垂直向間距； l為冷卻水管長(zhǎng)度； cw為冷卻水比熱； ρw為冷卻水密度； qw為通水流量； θ0為單指數(shù)型混凝土絕熱溫升最終值， θ1和 θ2為組合指數(shù)型混凝土絕熱溫升值； m為單指數(shù)型絕熱溫升速率， m1和 m2為組合指數(shù)型絕熱溫升速率， ψ( t)表示與混凝土絕熱溫升和通水冷卻有關(guān)的函數(shù)，τ表示混凝土齡期。

26、優(yōu)選的方案中，所述步驟s1中，如果在初期通水冷卻期間，采用多檔水溫進(jìn)行通水冷卻時(shí)，對(duì)于[ ti, t]時(shí)段(即第i擋水溫時(shí))，有熱源澆筑倉(cāng)溫度計(jì)算公式為

27、(2)?；

28、水冷函數(shù)的表達(dá)式為：

29、；

30、對(duì)于單指數(shù)型絕熱溫升，的表達(dá)式為：

31、；

32、對(duì)于組合指數(shù)型絕熱溫升，的表達(dá)式為：

33、；

34、式中： twi表示第 i擋通水水溫、 ti表示 i-1擋水溫通水結(jié)束且第i擋水溫開(kāi)始通水時(shí)的混凝土溫度、表示第 i擋水溫通水時(shí)的水冷函數(shù)、 pi表示第 i擋水溫通水時(shí)的 p， ti為改變水溫或流量時(shí)刻，當(dāng)改變水溫或流量時(shí)，時(shí)間 t需要從0開(kāi)始。

35、優(yōu)選的方案中，所述步驟s3中，澆筑倉(cāng)表面溫度預(yù)測(cè)，包括以下幾種情況：

36、1)當(dāng)采用河流表層水進(jìn)行噴水養(yǎng)護(hù)時(shí)，結(jié)合天氣預(yù)報(bào) ta( t)，對(duì)澆筑倉(cāng)表面溫度 tsur進(jìn)行預(yù)測(cè)，并計(jì)算澆筑倉(cāng)表面溫度變化速率， t時(shí)刻澆筑倉(cāng)表面溫度 tsur( t)表達(dá)式為：

37、 tsur( t)= tspw( t)= ta( t)+δ b1(3)；

38、(4)；

39、式中： ta( t)取天氣預(yù)報(bào)氣溫，δ b1為受日照與取水口至倉(cāng)面之間的引水管長(zhǎng)度影響的溫度增量；當(dāng) i=0時(shí)， tsur-t0= tsur0； i表示序數(shù)， tsur-ti表示 ti時(shí)刻的澆筑倉(cāng)表面溫度， tspw( t)?表示噴水水溫；

40、2)當(dāng)采用地下水進(jìn)行噴水養(yǎng)護(hù)時(shí)，澆筑倉(cāng)表面溫度 tsur的表達(dá)式為：

41、 tsur= tspw= tgw+δ b2(5)；

42、式中： tgw取地下水水溫，δ b2為受日照因素影響的溫度增量；

43、3)當(dāng)采用冷卻水管出口水進(jìn)行噴水養(yǎng)護(hù)時(shí)，澆筑倉(cāng)表面溫度 tsur的表達(dá)式為：

44、 tsur= tspw= tpout+δ b3(6)；

45、式中： tpout取冷卻水管出口水溫，δ b3為受日照因素影響的溫度增量。

46、優(yōu)選的方案中，所述步驟s4中，澆筑倉(cāng)表面噴水措施優(yōu)選方法為：

47、結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)條件，給出 n種噴水養(yǎng)護(hù)措施集合m={ m1, m2,…, mn}，對(duì)每一種噴水養(yǎng)護(hù)措施 mi，根據(jù)步驟s3中的預(yù)測(cè)澆筑倉(cāng)表面溫度和表面溫度變化速率，結(jié)合步驟s1預(yù)測(cè)的澆筑倉(cāng)內(nèi)部溫度，由澆筑倉(cāng)表面噴水措施優(yōu)選模型，以噴水養(yǎng)護(hù)措施操作簡(jiǎn)單實(shí)用為原則，優(yōu)選最優(yōu)的噴水養(yǎng)護(hù)措施，澆筑倉(cāng)表面噴水措施優(yōu)選模型的表達(dá)式為：

48、(7)；

49、式中： tspw為噴水養(yǎng)護(hù)水溫； tspq為噴水養(yǎng)護(hù)流量； tspt為噴水養(yǎng)護(hù)時(shí)間； tin為澆筑倉(cāng)內(nèi)部溫度； tsur為澆筑倉(cāng)表面溫度；[δ tin/out]為大體積混凝土規(guī)范規(guī)定的容許內(nèi)外溫差； ta為環(huán)境氣溫； r為澆筑倉(cāng)表面吸收的輻射熱； β為澆筑倉(cāng)表面放熱系數(shù)； x為系數(shù)；

50、最優(yōu)的噴水養(yǎng)護(hù)措施 mopt為：

51、 mopt= mk；

52、即：

53、 mopt= mk={ tspw-k, tspq-k, tspt-k}；

54、式中： mk為第 k種噴水措施； tspw-k、 tspq-k、 tspt-k分別表示第 k種噴水措施的噴水水溫、噴水流量和噴水時(shí)間。

55、優(yōu)選的方案中，所述步驟s5中，基于步驟s4優(yōu)選的噴水養(yǎng)護(hù)措施，準(zhǔn)備相應(yīng)水溫的養(yǎng)護(hù)水，然后進(jìn)行澆筑倉(cāng)表面噴水養(yǎng)護(hù)；與此同時(shí)，利用無(wú)人機(jī)機(jī)載的紅外熱成像技術(shù)檢測(cè)獲得澆筑倉(cāng)實(shí)測(cè)表面溫度，基于澆筑倉(cāng)內(nèi)外允許溫差和倉(cāng)表面溫度允許降溫速率，實(shí)時(shí)調(diào)控澆筑倉(cāng)表面養(yǎng)護(hù)效果。

56、本發(fā)明提供的一種高溫季節(jié)混凝土倉(cāng)面噴水養(yǎng)護(hù)動(dòng)態(tài)調(diào)控方法，具有以下有益效果：

57、1.針對(duì)高溫季節(jié)大體積混凝土澆筑倉(cāng)收倉(cāng)后，由于現(xiàn)場(chǎng)條件復(fù)雜，人工巡檢耗時(shí)費(fèi)力，且危險(xiǎn)程度高的問(wèn)題，提出了采用無(wú)人機(jī)機(jī)載紅外熱成像相機(jī)對(duì)混凝土澆筑倉(cāng)倉(cāng)面養(yǎng)護(hù)狀況進(jìn)行巡視檢查以提高巡視檢查效率，解決了人工巡視檢查費(fèi)時(shí)耗力的問(wèn)題。

58、2.針對(duì)在高溫季節(jié)，澆筑倉(cāng)表面噴水養(yǎng)護(hù)措施不當(dāng)時(shí)，容易產(chǎn)生過(guò)大的內(nèi)外溫差或澆筑倉(cāng)表面溫度降溫速率過(guò)大，從而導(dǎo)致澆筑倉(cāng)出現(xiàn)裂縫的問(wèn)題，提出了以澆筑倉(cāng)內(nèi)外允許溫差和倉(cāng)表面允許降溫速率為目標(biāo)的澆筑倉(cāng)表面噴水養(yǎng)護(hù)措施優(yōu)選模型，解決了澆筑倉(cāng)表面盲目噴水養(yǎng)護(hù)而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的問(wèn)題。