一种混凝土节水保湿养护装置及施工方法与流程

本发明属于混凝土养护，具体涉及一种混凝土节水保湿养护装置及施工方法。

背景技术：

1、混凝土管节浇筑后的养护是确保其强度发展与耐久性能的关键环节。养护的核心目标在于维持混凝土管节表面持续湿润，使水泥水化反应充分进行；一旦表面失水导致相对湿度低于90%，将引发塑性收缩、表面起砂及早期裂缝，显著降低结构强度与使用寿命。因此，养护过程中的补水及时性与保湿持续性直接关系到工程质量。

2、然而，混凝土管节表面的水分蒸发速率受环境温度、风速等多因素耦合影响，且蒸发过程具有显著的动态性与滞后性。在高温、大风环境下，表面蒸发剧烈，若补水间隔过长，极易形成干湿交替；而在低温或高湿环境下，过度喷洒不仅造成水资源浪费，还可能因表面冲刷或温度骤降引发新的结构病害。目前，针对上述技术问题，现有方案主要包括以下几类：

3、（1）定时喷洒系统，按预设时间间隔启动喷头，但无法根据环境温湿度及风速变化调整频次，在高温大风时补水滞后，低温时过度喷洒；（2）单参数温控系统，仅依据温度阈值或者风速阈值进行启停控制，未考虑风速或者温度对蒸发速率的放大效应，控制精度不足。

技术实现思路

1、为了解决上述现有技术中存在的问题，提供了一种混凝土节水保湿养护装置及施工方法。本发明通过感温机构与风杯联动，根据环境温度及风速分级调控喷洒频次，并在高温大风条件下自动切换雾化喷淋模式，实现补水及时性与节水性的平衡，有效避免混凝土管节表面干湿交替及过度喷洒，确保养护质量并降低水资源消耗。

2、本发明提供一种混凝土节水保湿养护装置，包括：

3、喷洒机构，其用于对混凝土管节进行洒水养护；

4、风杯，其转动连接于百叶箱，以随风自转；

5、调速轮组，其包括若干个调速轮，调速轮具有不同数量的驱动杆；

6、电机，其用于驱动调速轮组转动；

7、被动轮，其转动连接于百叶箱内，各调速轮择一驱动被动轮转动，以使被动轮获得不同的转速；

8、感温机构，其设置于百叶箱内，用以感知温度变化，并据此调整电机的电流，使调速轮组具有不同的转速；

9、所述风杯的实时转速不同，对应驱动调速轮组产生不同位移，以使相应调速轮驱动被动轮转动；

10、检测机构，其用于检测被动轮的转速，并依据检测信号通过控制器调控喷洒机构的洒水频次。

11、进一步的，所述百叶箱内转动连接有风杯轴，所述风杯轴上端穿出百叶箱后固定连接有所述风杯。

12、进一步的，所述百叶箱内固定连接有支架，所述支架转动连接有套筒，所述套筒活动套设在所述风杯轴上，所述调速轮组通过花键滑动套设于所述套筒上；所述套筒固定套设有被动齿轮，所述电机连接有与所述被动齿轮相啮合的主动齿轮。

13、进一步的，所述风杯轴通过花键滑动套设有转筒，所述转筒与所述调速轮组转动连接，以使所述转筒下降时，带动调速轮组同步下降。

14、进一步的，所述风杯轴固定连接有滑座，所述滑座两端分别滑动连接有滑块，所述滑块通过拉簧和所述滑座相连，所述滑块铰接有连杆，所述连杆另一端和所述转筒铰接。

15、进一步的，所述感温机构包括固定于百叶箱内的感温筒，所述感温筒内滑动连接有活塞杆，所述活塞杆和所述感温筒之间填充有感温液，用以根据温度的变化驱动活塞杆位移不同的距离。

16、进一步的，所述支架固定连接有若干个不同电阻值的电阻器，所述活塞杆固定连接有导电块；

17、所述导电块随活塞杆位移择一与不同电阻器接触，以改变电机回路中的电阻值，从而调整电机的电流。

18、进一步的，所述百叶箱内固定连接有微动开关，所述微动开关与所述控制器相连，所述导电块与微动开关接触后，以控制喷洒机构停止喷洒。

19、进一步的，所述检测机构包括固定连接于支架上的光电开关，所述被动轮连接有与光电开关配合的反光片，所述光电开关与所述控制器相连。

20、一种混凝土节水保湿养护的施工方法，采用上述的一种混凝土节水保湿养护装置，包括以下步骤：

21、控制器内预设临界温度阈值t0，t1，t2，临界风速阈值v1，v2，v3，且满足t0＜t1＜t2，v1＜v2＜v3；

22、感温机构获取环境当前温度t，并据此调整电机的电流，使调速轮组具有不同的转速；

23、风杯的实时转速不同，对应驱动调速轮组产生不同位移，使相应调速轮驱动被动轮转动，以使被动轮具有不同的转速；

24、检测机构检测被动轮的转速，控制器通过按分级策略控制喷洒机构的洒水频次：

25、当t＜t0时，控制喷洒机构停止喷洒；

26、当温度达到t1时：

27、若风速达到v1，控制喷洒机构每间隔t1时间喷洒一次；

28、若风速达到v2，控制喷洒机构每间隔t2时间喷洒一次；

29、若风速达到v3，控制喷洒机构每间隔t3时间喷洒一次；

30、当温度达到t2时：

31、若风速达到v1，控制喷洒机构每间隔t2时间喷洒一次；

32、若风速达到v2，控制喷洒机构每间隔t3时间喷洒一次；

33、若风速达到v3，控制喷洒机构每间隔t4时间喷洒一次；

34、其中，t4＜t3＜t2＜t1，当温度达到t2且风速达到v2及以上时，控制器控制喷洒机构切换为雾化喷淋模式。

35、在上述技术方案中，本发明提供的一种混凝土节水保湿养护装置及施工方法，具有以下有益效果：

36、1.本发明通过感温机构感知环境温度并调整电机电流，同时利用风杯实时检测风速，使调速轮组产生相应位移以改变被动轮转速，实现温度与风速双参数联动检测，控制器依据温度与风速的分级阈值策略调控喷洒频次，克服了现有单参数温控系统控制精度不足的问题，有效避免高温大风时的补水滞后及低温时的过度喷洒。

37、2.本发明采用风杯随风自转，在离心力的作用下，不同风速使滑块具有不同的位移，滑块通过连杆拉动调速轮组产生位移，使具有不同数量驱动杆的调速轮择一驱动被动轮，将风速这一连续变化的气象参数，转换为被动轮的离散机械位移，该纯机械式风速检测结构无需复杂电子风速传感器，抗环境干扰能力强，特别适合施工现场高粉尘、高湿度的恶劣环境，提升了系统的可靠性与耐久性。

38、3.本发明利用感温筒内的感温液，随温度变化产生体积膨胀或收缩，驱动活塞杆产生不同位移，使导电块择一接触不同电阻值的电阻器，从而改变电机回路电阻值以调整电机电流，该感温机构将温度信号直接转换为电信号，结构简单、响应灵敏，无需额外温度传感器及复杂电路，降低了设备成本与故障率，实现了对电机转速的可靠温控调节。

39、4.本发明在温度达到t2且风速达到v2及以上时，控制器自动将喷洒机构切换为雾化喷淋模式，并提升喷洒频率，通过高频雾化补湿替代常规喷水，有效降低大风环境下的水分飘散与表面冲刷，使水雾均匀覆盖混凝土管节表面，既满足了高温强风条件下的保湿需求，又避免了传统喷水方式造成的水资源浪费。

40、5.本发明将感温机构感知的温度变换量，与风杯检测的风速变换量相耦合，二者分别通过电阻调节与机械位移方式，最终统一转化为被动轮转速输出，检测机构仅需检测被动轮单一转速信号，即可同步响应温度与风速的双重变化，使多参数协同控制逻辑得以简化，避免了多传感器独立布设带来的信号干扰与系统复杂化，显著提升了养护装置的环境适应性与控制可靠性。