[發明專利]風速?溫度?濕度三場可調控的混凝土養護系統及方法

有效

• 申請號: 201710264278.3
• 申請日: 2017-04-21
• 公開（公告）號: CN107020687B
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發明（設計）人: 田正宏;馬元山
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00;B28B11/24
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)32204
• 代理人: 李曉

技術領域

本發明涉及一種新型混凝土養護設備及方法。用于模擬不同復雜養護環境下的混凝土收縮開裂特征，尤其適用于測試及分析不同養護環境下混凝土早齡期收縮開裂性能。

背景技術

現場施工混凝土，常常因為縮短施工工期和提高模板周轉使用效率，混凝土模板普遍存在拆模較早情況。一般工程在混凝土澆筑完成后一至兩天就開始拆模。雖采取包裹覆蓋等保濕保溫措施，但往往因拆除-包裹或覆蓋工序不連續或無法有效實現完全封閉，致使尚處于養護早期的混凝土不同程度地暴露于自然環境。譬如：拆模后即使在混凝土構件表面包裹塑料薄膜養護，但若不能嚴密包裹或密封遮蓋，混凝土相當部分表面仍然會處于空氣對流狀態；而開敞式灑水覆蓋養護也會因措施不嚴格出現表面干濕交替現象，這都將直接導致成型混凝土早期收縮裂縫的迅速產生。

混凝土早齡期收縮裂縫較為普遍，且一直是影響混凝土結構耐久性的關鍵性問題。根據《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法標準》（GB/T 50082—2009）中所推薦的早齡期收縮測試方法和早期抗裂試驗方法并未考慮風速恒定控制因素。由于蒸發速率對混凝土收縮開裂的顯著影響是業內共知的事實，而風速的非恒定非穩定會導致室內試驗試樣所處小環境的對流蒸發不斷發生變化，最終影響各處的蒸發速率，所以這種溫濕度控制環境下所獲得的收縮與裂縫試驗結果準確表征實際工程混凝土的抗裂性能值得商榷。試驗風速場與溫度、濕度三者變化對蒸發速率的影響以及三者耦合對于混凝土收縮開裂的影響，目前尚無明確研究與應用技術；并且，能夠模擬施工現場拆模養護非標準真實環境，特別是特定風速-溫度-濕度變化對混凝土收縮開裂的影響規律尚無相關試驗方法和測試系統，現有標準試驗方法所獲參數缺乏精確有效指導施工價值。

因此，建立風速-溫度-濕度三場聯合調控的養護環境，可根據不同試驗工況需求嚴格控制風速及溫度、濕度三場指標，準確測試三場獨立及耦合作用下混凝土試樣的收縮開裂特征和規律，彌補目前《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法標準》（GB/T 50082—2009）中早齡期收縮測試方法和早期抗裂試驗方法中對養護環境設定的不足；同時，三場聯合調控的養護環境能可靠模擬不同施工現場的養護條件，獲取混凝土在現實非標養護工況下的收縮開裂情況與參數變化規律，從而更有針對性地指導和應對實際施工。所以，如何創建一種風速-溫度-濕度三場聯合可調控的養護與試驗方法是本領域亟待解決問題。

發明內容

為此，本發明的目的在于提供一種風速-溫度-濕度三場可精確調控的養護方法及系統。通過對實驗室養護環境下的試樣所處風速場及溫度、濕度進行調控與監測，模擬不同現實工況環境下混凝土養護作業，準確獲取不同養護環境（尤其是不同風速）下混凝土的收縮開裂特征，可填補目前相應規范中空白，且更符合不同施工工藝的實際需求。

為達到上述目的，本發明首次提出了一種風速-溫度-濕度三場可精確調控的養護方法，包括以下步驟：

1、建立一套風速-溫度-濕度三場可精確調控的養護箱系統；

2、在試驗開始前，根據試驗所需達到的養護環境條件，通過單片機控制面板設定風速及溫度、濕度；觀察控制面板上實時動態反饋的環境參數，待試驗區域范圍內的風速及溫度、濕度的場值均衡達到設定值且趨于穩定后，即可開始試驗；

3、通過控制面板調整溫度、濕度控制精度（如±3個單位），則養護箱內溫、濕度低于設定值-3個單位時加濕升溫裝置開始工作，溫度、濕度高于設定值+3個單位時除濕降溫裝置開始工作；

4、風速控制則相對獨特，需要通過精細調整進出口風道導風葉片開啟形態，確保試驗區形成均勻流風場；當風速值低于或超出設定的風速設定值，則自動調節風機轉速，升高或降低風速；

5、用平板刀口模具試驗或用非接觸收縮儀測試試驗時，模具內填滿混凝土振實后放入三場調試穩定的養護箱內，關閉箱門，連接信號采集系統；考慮模具放入后的風阻影響，再次檢驗微調整風場風道進流道導風葉片，直至滿足試驗風場精度要求；

6、刀口模具試驗24h后將模具取出觀察裂縫并作相關計算；非接觸測試儀早齡期試驗3d后取出試樣并通過收縮測試儀獲取數據；養護過程中，箱內試樣情況可通過箱體觀察窗觀察。

本發明提供的上述養護方法中，養護箱內的溫度、濕度可通過設置于箱體內的前后斷面中心傳感器測得；風速則通過置于箱體進風斷面、中間斷面以及出風斷面的上、中、下高精度風速儀測得，并通過導風葉片開啟形態調整保持恒定流。