1.一种自适应新拌混凝土真空脱水方法,其特征在于,包括:构建用于表征预期真空处理深度与真空度之间的关系、预期真空处理深度与真空处理时间之间的关系、以及混凝土表面强度与真空度和脱水量之间的关系的真空自适应控制算法;利用所述真空自适应控制算法为不同工况生成自适应真空处理方案,或根据工况需求确定恒定真空处理方案;在所述自适应真空处理方案或所述恒定真空处理方案下,自主控制对新拌混凝土的真空脱水处理过程;实时监测真空脱水处理过程中新拌混凝土的脱水量和真空密实度,对真空处理效果进行定量评价。
2.根据权利要求1所述的一种自适应新拌混凝土真空脱水方法,其特征在于,所述恒定真空处理方案为:预先设定恒定真空度和恒定真空处理时间,在恒定真空度下对新拌混凝土进行真空脱水,达到恒定真空处理时间后,停止真空脱水;所述自适应真空处理方案包括三种,分别为预期真空深度控制模式、预期强度控制模式和预期真空密实度控制模式;其中,预期真空深度控制模式为:在满足预期真空处理深度的条件下,利用所述真空自适应控制算法计算得到自适应真空度和自适应真空处理时间,在自适应真空度下对新拌混凝土进行真空脱水,达到自适应真空处理时间之后,停止真空脱水;预期强度控制模式为:基于混凝土水胶比与强度之间的关系,在满足混凝土预期表面强度的条件下,利用所述真空自适应控制算法计算得到自适应真空度和预计脱水量,在自适应真空度下对新拌混凝土进行真空脱水,达到预计脱水量后,停止真空脱水;预期真空密实度控制模式为:利用核子密度发射器测得新拌混凝土的初始密度,输入混凝土所需达到的预期密度,以设定真空度对新拌混凝土进行真空脱水,达到预期密度后,停止真空脱水。
3.根据权利要求1所述的一种自适应新拌混凝土真空脱水方法,其特征在于,预期真空处理深度与真空度之间的关系为:其中,P vx 为预期真空处理深度下的真空度;P v 为混凝土表面真空度;H m 为真空处理的极限深度,取200mm;h x 为预期真空处理深度。
4.根据权利要求1所述的一种自适应新拌混凝土真空脱水方法,其特征在于,预期真空处理深度与真空处理时间之间的关系为:其中,q 0 为单位体积混凝土中水的初始体积;α为正比系数,取α=100。
5.根据权利要求1所述的一种自适应新拌混凝土真空脱水方法,其特征在于,混凝土表面强度与真空度和脱水量之间的关系为:其中,W e 为真空脱水后水的质量;C e 为真空脱水后胶凝材料的质量;U wi 为真空脱水前的单位体积含水量;U ci 为真空脱水前的单位体积水泥含量;(S f /H)=0.063+0.0181·logP vx (S f /H≥0)为单位高度混凝土的真空压实量;S f 为混凝土的最大压实度;H为混凝土试件的高度;ρ为水的密度;β为混凝土坍落度修正值,与新拌混凝土的坍落度有关,当新拌混凝土坍落度小于50mm时,β取1.5;新拌混凝土坍落度为50mm~150mm时,β取1.2;新拌混凝土坍落度为150~200mm时,β取1;新拌混凝土坍落度为200mm~250mm时,β取0.9;新拌混凝土坍落度大于250mm时,β取0.8。
6.根据权利要求1所述的一种自适应新拌混凝土真空脱水方法,其特征在于,新拌混凝土真空密实度为实测新拌混凝土密度与预期新拌混凝土密度之比。
7.一种自适应新拌混凝土真空脱水装置,其特征在于,包括:自适应真空控制子系统、真空吸附子系统和收集及显示子系统;所述自适应真空控制子系统用于预先嵌入用于表征预期真空处理深度与真空度之间的关系、预期真空处理深度与真空处理时间之间的关系、以及混凝土表面强度与真空度和脱水量之间的关系的真空自适应控制算法,并利用所述真空自适应控制算法为不同工况生成自适应真空处理方案或根据工况需求确定恒定真空处理方案;所述真空吸附子系统的吸附端作用在新拌混凝土表面,用于在所述自适应真空处理方案或所述恒定真空处理方案下,自主控制对新拌混凝土的真空脱水处理过程;所述收集及显示子系统用于实时监测真空脱水处理过程中新拌混凝土的脱水量和真空密实度。
8.根据权利要求7所述的一种自适应新拌混凝土真空脱水装置,其特征在于,所述真空吸附子系统包括真空吸垫、真空吸盘、真空导管、真空度传感器、真空调节阀、真空泵和控制箱;所述真空泵安装在所述控制箱内部;所述真空吸盘与新拌混凝土接触的一端通过磁吸密封条安装所述真空吸垫,另一端通过所述真空导管与所述真空泵连通;所述真空度传感器和所述真空调节阀均安装在所述真空导管靠近所述真空泵的一端。
9.根据权利要求8所述的一种自适应新拌混凝土真空脱水装置,其特征在于,所述收集及显示子系统包括:气水分离装置、升降台、质量传感器、核子密度发射器和显示器;所述升降台安装在控制箱内部;所述气水分离装置安装在升降台表面,用于持续收集新拌混凝土真空过程中排出的水;所述质量传感器安装在所述升降台上,用于实时采集所述气水分离装置所收集的新拌混凝土脱水量;所述核子密度发射器安装在真空吸盘背面并对准新拌混凝土表面,用于实时监测新拌混凝土的密度;所述显示器用于实时显示真空度、脱水量和新拌混凝土真空密实度,并显示相应操控界面供工作人员设置各种控制参数。
10.根据权利要求9所述的一种自适应新拌混凝土真空脱水装置,其特征在于,所述核子密度发射器内部设置有铯137γ源,释放出来的γ射线进入新拌混凝土中与物质原子的外围电子发生碰撞而产生康普顿散射,通过测量散射后γ射线的数量,得到新拌混凝土的真空密实度。