何 瓊

（成都農(nóng)業(yè)科技職業(yè)學(xué)院，四川 成都 611130）

高性能泡沫輕質(zhì)混凝土作為運(yùn)用于地基施工填土、道路加寬多項(xiàng)全新工程的建筑材料，相較于傳統(tǒng)混凝土材料具備了更加優(yōu)越的環(huán)保、輕質(zhì)、隔熱性能。由于目前的泡沫輕質(zhì)混凝土施工設(shè)備通常需要運(yùn)用手動(dòng)調(diào)節(jié)方法，因此在運(yùn)用中其質(zhì)量穩(wěn)定性無(wú)法保障。隨著我國(guó)對(duì)基礎(chǔ)建設(shè)質(zhì)量要求的提高，泡沫輕質(zhì)混凝土也被廣泛運(yùn)用于工程領(lǐng)域，其對(duì)應(yīng)的施工工藝標(biāo)準(zhǔn)也隨之提升。但現(xiàn)階段泡沫輕質(zhì)混凝土施工仍以機(jī)械化施工為主，泡沫密度、泡沫及水泥漿混合等問(wèn)題無(wú)法自動(dòng)化控制，更無(wú)法達(dá)到信息化施工要求。泡沫輕質(zhì)混凝土施工設(shè)備的產(chǎn)量一直在20～40m3/h，效能提升難度大，甚至無(wú)法滿足設(shè)計(jì)要求，這也給泡沫輕質(zhì)混凝土在我國(guó)工程建筑領(lǐng)域的推廣運(yùn)用造成了極大的限制。在實(shí)際工程中也由于濕密度、水灰比等澆筑不穩(wěn)定，極易導(dǎo)致泡沫輕質(zhì)混凝土發(fā)生分層離析及塌陷問(wèn)題，無(wú)法達(dá)到預(yù)期的填筑設(shè)計(jì)成效。而且高性能輕質(zhì)泡沫混凝土管理系統(tǒng)能夠有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)泡沫輕質(zhì)混凝土的設(shè)備局限，滿足工程實(shí)踐的質(zhì)量目標(biāo)要求。

1 高性能泡沫輕質(zhì)混凝土

高性能泡沫輕質(zhì)混凝土采用現(xiàn)代混凝土技術(shù)制備泡沫混凝土材料，可成倍提高其抗壓強(qiáng)度等力學(xué)性能以及耐久性能。如800kg/m3干密度級(jí)別的泡沫混凝土，在合適的配合比下，其強(qiáng)度可以達(dá)到8MPa以上。高性能泡沫混凝土是在這種材料自身規(guī)律允許的情況下，能較大限度地提升其工作性、實(shí)用性、強(qiáng)度、體積穩(wěn)定性、耐久性以及經(jīng)濟(jì)性等。

2 高性能泡沫輕質(zhì)混凝土施工管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)目的及思路

2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)目的

文章所設(shè)計(jì)的泡沫輕質(zhì)混凝土施工管理信息化體系主要在于解決以下幾個(gè)問(wèn)題：

（1）優(yōu)化設(shè)計(jì)泡沫輕質(zhì)混凝土施工質(zhì)量管理，結(jié)合實(shí)際施工調(diào)研中存在的泡沫輕質(zhì)混凝土施工問(wèn)題及不足之處，對(duì)該類情況原本的煩瑣施工管理方式進(jìn)行簡(jiǎn)化，并提升施工項(xiàng)目管理效率；

（2）創(chuàng)建合理高效的施工管理過(guò)程信息模型，基于施工對(duì)象建?？偹悸?，創(chuàng)建泡沫輕質(zhì)混凝土信息化施工管理模型，并對(duì)不同模塊因素提出相應(yīng)信息模型；

（3）設(shè)計(jì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)是施工管理系統(tǒng)的關(guān)鍵組成，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)要依照規(guī)范滿足泡沫輕質(zhì)混凝土施工管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、維護(hù)及查詢等設(shè)計(jì)需求，將提升高性能泡沫輕質(zhì)混凝土質(zhì)量及施工效率作為目標(biāo)，提出開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)信息化施工管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路。

2.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

（1）結(jié)合泡沫輕質(zhì)混凝土的施工管理系統(tǒng)控制需求以及主要實(shí)現(xiàn)的有關(guān)控制目標(biāo)完成控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，提出新型自動(dòng)化控制系統(tǒng)模型。

（2）基于C/S架構(gòu)對(duì)研究中提出的混凝土施工系統(tǒng)管理框架進(jìn)行仔細(xì)設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中的不同模塊進(jìn)行仔細(xì)設(shè)計(jì)，并運(yùn)用UML圖示及表格完成直觀展示。

（3）將傳感器原理結(jié)合泡沫型輕質(zhì)混凝土的施工特性，對(duì)傳感器型號(hào)加以確定。

（4）在高性能泡沫輕質(zhì)混凝土配料過(guò)程中，施工管理系統(tǒng)能夠以模糊PID控制原理為依據(jù)及時(shí)糾正物料偏差，從而有效提升配料精準(zhǔn)度。

（5）根據(jù)施工管理系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容，基于Windows操作開(kāi)發(fā)系統(tǒng)平臺(tái)，運(yùn)用C#開(kāi)發(fā)程序語(yǔ)言及SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)泡沫輕質(zhì)混凝土施工管理系統(tǒng)，基于BIM三維建模案例完成系統(tǒng)測(cè)試。

3 高性能泡沫輕質(zhì)混凝土施工管理系統(tǒng)功能需求

泡沫輕質(zhì)混凝土的生產(chǎn)過(guò)程很復(fù)雜，需要攪拌、泵送、澆筑、養(yǎng)護(hù)等多道工序。同時(shí)，物料的配合比、泵送流量、后期養(yǎng)護(hù)都是產(chǎn)品質(zhì)量控制的關(guān)鍵。文章設(shè)計(jì)泡沫輕質(zhì)混凝土施工管理體系的目的是對(duì)泡沫輕質(zhì)混凝土原有施工管理方式進(jìn)行簡(jiǎn)化，加強(qiáng)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程的全程監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量的在線監(jiān)測(cè)和控制。因此，文章所設(shè)計(jì)施工管理系統(tǒng)主要包括設(shè)備管理、質(zhì)量管理和監(jiān)控管理三大板塊，具體如圖1所示。

圖1 泡沫輕質(zhì)混凝土施工管理系統(tǒng)

系統(tǒng)管理主要包括系統(tǒng)數(shù)據(jù)、登錄權(quán)限等；質(zhì)量管理板塊主要是泡沫輕質(zhì)混凝土物料配合比，如外加劑加入量；監(jiān)控管理板塊主要是將動(dòng)態(tài)視頻監(jiān)控和施工管理相結(jié)合，通過(guò)攝像頭、圖像識(shí)別跟蹤技術(shù)等對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)突發(fā)情況，為后期的決策處理提供依據(jù)；設(shè)備管理板塊主要包括設(shè)備信息、維護(hù)以及使用等情況。

4 高性能泡沫輕質(zhì)混凝土施工管理系統(tǒng)框架

文章所設(shè)計(jì)的高性能泡沫輕質(zhì)混凝土的邏輯結(jié)構(gòu)主要包括界面層、應(yīng)用層和數(shù)據(jù)層三個(gè)層級(jí)。其中，界面層主要是進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，施工管理中的各類信息如物資信息、配比信息、設(shè)備信息等都可以輸入系統(tǒng)；此外，施工過(guò)程中的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)與監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)也會(huì)錄入數(shù)據(jù)系統(tǒng)。界面層包含了施工管理的基本信息，可以把用戶所需要的信息顯示出來(lái)。應(yīng)用層是在對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行整合的基礎(chǔ)上對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、計(jì)算、統(tǒng)計(jì)與分析，包含了施工的狀態(tài)信息、任務(wù)信息、人員車輛信息，也包含了對(duì)實(shí)際施工數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的對(duì)比和校正。數(shù)據(jù)層就是通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)以一定的方式和規(guī)則儲(chǔ)存系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)。

綜合上述，界面層主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的錄入與輸出，是應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)；應(yīng)用層對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行直觀的展示；數(shù)據(jù)庫(kù)則為系統(tǒng)的使用提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。這三個(gè)層次之間相互聯(lián)系、相互配合，又相互獨(dú)立，互不干擾。

5 高性能泡沫輕質(zhì)混凝土施工管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

5.1 登錄系統(tǒng)

登錄模板用于系統(tǒng)使用權(quán)限的控制，主要分為普通用戶和管理員兩個(gè)層級(jí)。用戶在首次登錄系統(tǒng)時(shí)需要注冊(cè)、申請(qǐng)賬號(hào)和密碼，系統(tǒng)認(rèn)證之后用戶才有使用權(quán)。已有的賬號(hào)和密碼在完成身份認(rèn)證之后即可使用系統(tǒng)，進(jìn)行權(quán)限內(nèi)的操作。

5.2 動(dòng)態(tài)視頻監(jiān)控系統(tǒng)

用戶在進(jìn)入系統(tǒng)之后可以進(jìn)入視頻監(jiān)控、質(zhì)量控制與設(shè)備管理三個(gè)不同的板塊。動(dòng)態(tài)視頻管理模塊下設(shè)有云臺(tái)控制系統(tǒng)，云臺(tái)控制又包括聚焦、對(duì)焦、光圈、雨刷等操作。聚焦、對(duì)焦、光圈均可以進(jìn)行擴(kuò)大和縮小調(diào)節(jié)；雨刷主要是在鏡頭不清晰、有灰塵時(shí)進(jìn)行清掃。

動(dòng)態(tài)視頻監(jiān)控還包括視角調(diào)整、自動(dòng)監(jiān)控、監(jiān)控管理和快照等操作。用戶可以對(duì)監(jiān)控視頻的角度進(jìn)行上下左右調(diào)整，也可以對(duì)視頻進(jìn)行廣角、水平和垂直的調(diào)整；自動(dòng)監(jiān)控狀態(tài)系統(tǒng)按照設(shè)定好的參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控；快照主要用于施工過(guò)程的抓拍。監(jiān)控管理操作還包括錄像與回放兩種模式，用戶可以通過(guò)回放查看系統(tǒng)中的歷史錄像。文章所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的視頻保存時(shí)間可以在1周到3個(gè)月內(nèi)進(jìn)行調(diào)整。

5.3 質(zhì)量控制系統(tǒng)

高性能泡沫輕質(zhì)混凝土施工的質(zhì)量控制系統(tǒng)包括配方調(diào)整、記錄管理和參數(shù)設(shè)置三個(gè)模塊。配方調(diào)整模塊主要對(duì)混凝土的漿體密度進(jìn)行監(jiān)測(cè)和調(diào)整。在配方調(diào)整模塊下，用戶可以對(duì)高性能泡沫輕質(zhì)混凝土的配比值進(jìn)行設(shè)計(jì)，具體參數(shù)包括濕密度、水泥質(zhì)量、水質(zhì)量、水灰比、發(fā)泡劑質(zhì)量、發(fā)泡用水質(zhì)量等。通過(guò)該系統(tǒng)可以對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)所監(jiān)測(cè)到的物料實(shí)際值與設(shè)定值進(jìn)行對(duì)比，及時(shí)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)配料中存在的偏差，并對(duì)其進(jìn)行糾正。在配方調(diào)整模塊下，用戶還可以對(duì)混凝土的配比設(shè)計(jì)值進(jìn)行修訂、增加與刪除。

記錄管理模塊主要是對(duì)高性能泡沫輕質(zhì)混凝土的歷史質(zhì)量信息進(jìn)行查詢，用戶在該系統(tǒng)中可以通過(guò)日期、任務(wù)號(hào)或者配比編號(hào)等方式查詢歷史質(zhì)量信息。

5.4 設(shè)備管理系統(tǒng)

高性能泡沫輕質(zhì)混凝土施工的設(shè)備管理系統(tǒng)包括設(shè)備信息、設(shè)備使用、設(shè)備維護(hù)三個(gè)模塊。設(shè)備信息系統(tǒng)主要是記錄當(dāng)前的施工設(shè)備信息，包括設(shè)備型號(hào)、設(shè)備名稱、入庫(kù)時(shí)間、狀態(tài)、維修次數(shù)等。在設(shè)備信息系統(tǒng)中，用戶可以選擇型號(hào)、設(shè)備名稱或者入庫(kù)日期三種不同的方式對(duì)設(shè)備進(jìn)行查詢；也可以通過(guò)“添加”按鈕增加新設(shè)備信息。設(shè)備使用管理系統(tǒng)中，用戶可以進(jìn)行設(shè)備申請(qǐng)，在系統(tǒng)管理員審批之后即可領(lǐng)取設(shè)備。設(shè)備維護(hù)管理系統(tǒng)主要用于設(shè)備的定期維護(hù)和故障設(shè)備維修，包括設(shè)備名稱、型號(hào)、廠家、生產(chǎn)日期、入庫(kù)日期、維修開(kāi)始日期、維修終止日期、維護(hù)負(fù)責(zé)人、維護(hù)承包商、維護(hù)成本、設(shè)備當(dāng)前狀態(tài)、申請(qǐng)人等相關(guān)信息。

文章所設(shè)計(jì)的高性能泡沫輕質(zhì)混凝土施工管理系統(tǒng)能夠滿足實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并對(duì)配合比動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格控制和及時(shí)糾正，確保對(duì)泡沫輕質(zhì)混凝土攪拌中的水泥、泡沫、水、外摻劑量變化情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控并及時(shí)動(dòng)態(tài)化調(diào)整。還可以設(shè)定系統(tǒng)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，及時(shí)查找質(zhì)量存在缺陷的主要原因，發(fā)現(xiàn)在施工工序中的質(zhì)量缺陷問(wèn)題原因，并針對(duì)此種問(wèn)題制訂預(yù)防改進(jìn)措施。該施工管理系統(tǒng)不僅可以有效控制整個(gè)施工過(guò)程，還能夠在設(shè)計(jì)基礎(chǔ)之上，對(duì)材料運(yùn)用情況進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控，對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)智能化統(tǒng)計(jì)分析從而科學(xué)控制成本，并且對(duì)于施工中產(chǎn)生的關(guān)鍵數(shù)據(jù)及原始資料等，可以備份保存并及時(shí)錄入確保數(shù)據(jù)格式的正確性與安全性以及施工技術(shù)指標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)控及及時(shí)處理。總之，文章設(shè)計(jì)的信息化施工管理系統(tǒng)能夠在充分考慮用戶需求的基礎(chǔ)上，盡可能實(shí)現(xiàn)對(duì)泡沫輕質(zhì)混凝土施工的動(dòng)態(tài)化管理，保證施工質(zhì)量。

6 結(jié)束語(yǔ)

隨著現(xiàn)代化信息技術(shù)的飛速發(fā)展，信息化已經(jīng)成為各行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。文章以信息化為切入點(diǎn)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)泡沫輕質(zhì)混凝土施工管理系統(tǒng)，運(yùn)用泡沫輕質(zhì)混凝土施工設(shè)備將最初的數(shù)字化控制、模擬電路控制方式轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔⒒┕す芾怼Ｎ恼滤O(shè)計(jì)的高性能泡沫輕質(zhì)混凝土施工管理系統(tǒng)能夠達(dá)到較高的施工生產(chǎn)效率和自動(dòng)化水平，加大偏差值控制，提升施工管理水平，確保輕質(zhì)泡沫混凝土的質(zhì)量可靠性，能夠?yàn)轭愃剖┕ば畔⒖刂葡到y(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)提供借鑒價(jià)值。