CN104690815A - 一种大体积混凝土的多功能养护箱 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种大体积混凝土的多功能养护箱，包括带门箱体、由相互垂直安装在带门箱体内部的水平保温隔水层和竖直保温隔水层所构成的四个腔体和安装在带门箱体底部的制冷加热装置，第一腔体里设置标准养护箱，第二腔体里设置最高温度30°的养护箱，第三腔体里设置最高温度60°的养护箱，第四腔体里设置最高温度为80°的养护箱，所述制冷加热装置包括安装在带门箱体底部的制冷装置、集液箱和加热装置。本发明能匹配养护匹配温度下的大体积混凝土试件，不限定试件的尺寸，具有经济、安全、环保和节能的特点，能提供相对完整的数据，为研究如何控制大体积混凝土早期因水化热产生温度应力裂缝和混凝土力学性能发展提供实验数据和条件。

Description

一种大体积混凝土的多功能养护箱

技术领域

本发明涉及一种混凝土养护箱，尤其涉及一种大体积混凝土的多功能养护箱。

背景技术

近年来随着大型的基础设施及水利工程建设如三峡工程和高层建筑，以及工程建设规模越来越大型化，大体积的混凝土的利用已是不可缺少。与此相应，在普通工业与民用建筑中大体积混凝土结构大量出现。目前建筑施工中普遍使用的商品混凝土和大流动性混凝土的开裂现象一直比较普遍，加之现在所生产的水泥由于细度大使放热速度大大提高，这使得较过去大为加剧了这一现象，大体积混凝土的温度裂缝问题日益突出，已成为普遍性的问题。

另外由于大体积混凝土本身的一些缺点，导致了一些工程的寿命的变短，甚至是大坝、大桥以及高层建筑物的坍塌。大体积混凝土施工时遇到的普遍问题是温度裂缝。由于混凝土的体积大，聚集的水化热大，混凝土的散热慢，在混凝土内外散热不均匀以及受到内外约束情况时，混凝土本身会产生较大的温度应力，导致裂缝产生，为结构埋下了严重质量隐患。因此，大体积混凝土施工中的温度监控是控制裂缝产生的关键。

目前主要评价方法依然为实验室的标准养护、或者是同条件养护，得到的混凝土的力学性能和实际混凝土结构的结果相差很大。吕建福、巴恒静在国内率先提出了匹配养护，得到了处在大体积混凝土不同位置的混凝土力学性能发展规律相差很大。因此，目前工程上使用的混凝土评价手段和方法，无法准确、全面地评价大体积混凝土的力学性能。大体积混凝土温度裂缝问题十分复杂，涉及到结构、建筑材料、施工、岩土、环境等多方面因素。建筑工程大体积混凝土一般块体较薄，体积较小；混凝土设计强度高，单方混凝土水泥用量较大，水泥的水化热较多，且放热更加集中。很多工程实践中的问题只能依靠经验处理，缺乏适当的理论依据。

发明内容

本发明的目的是为了可同时进行多温度和多湿度养护混凝土的匹配养护、方便研究混凝土的力学性质而提供一种大体积混凝土的多功能养护箱。

本发明的目的是这样实现的：包括带门箱体、由相互垂直安装在带门箱体内部的水平保温隔水层和竖直保温隔水层所构成的四个腔体和安装在带门箱体底部的制冷加热装置，第一腔体里设置标准养护箱，第二腔体里设置最高温度30°的养护箱，第三腔体里设置最高温度60°的养护箱，第四腔体里设置最高温度为80°的养护箱，标准养护箱、最高温度30°的养护箱、最高温度60°的养护箱和最高温度为80°的养护箱分别设置有进水孔、排水孔和温度传感器以及用于安装混凝土的插槽，且标准养护箱上还设置有冷水孔、加湿器和温度传感器，所述制冷加热装置包括安装在带门箱体底部的制冷装置、集液箱和加热装置，所述制冷装置的输出端通过管路依次与第一水泵和第一电磁阀连接，所述集液箱的输出端通过管路依次与第二水泵和第二电磁阀连接，所述加热装置的输出端通过管路依次与第三水泵和第三电磁阀连接，标准养护箱、最高温度30°的养护箱、最高温度60°的养护箱和最高温度为80°的养护箱的进水孔分别通过管路与加热装置的第三电磁阀连接、相应的排水孔分别通过管路与集液箱的第二电磁阀连接，标准养护箱的冷水孔通过管路与制冷装置的第一电磁阀连接。

本发明还包括这样一些结构特征：

1.所述标准养护箱、最高温度30°的养护箱、最高温度60°的养护箱和最高温度为80°的养护箱的进水孔的位置高于对应的排水孔的位置。

2.竖直保温隔水层和水平保温隔水层的材料是聚氨酯，竖直保温隔水层和水平保温隔水层的厚度是50-60厘米。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提出多功能的混凝土养护箱结构不仅能全面继承传统普通标准养护箱的各种优势，还具备其他重要优势：针对大体积混凝土的特殊情况进行了匹配温度的养护，对大体积混凝土的力学性质的研究提供了条件；养护箱的采用材料更为经济、合理、安全和环保；养护箱的布局更为合理，为养护不同尺寸的试件提供了条件。也即本发明提供一种可同时进行多温度和多湿度养护混凝土的多功能的养护箱，进行混凝土试件的温度匹配养护，对其进行力学性质的研究；分析混凝土在不同实验阶段不同温度下的力学特性，针对性的采取措施，减少温度裂缝的发生，为评价大体积混凝土开裂提供数据，缩短大体积混凝土施工工期及提高大体积混凝土的耐久性，增强大体积混凝土的耐久度，对大体积混凝土的施工具有一定实际工程的意义。

附图说明

图1是本发明的总体结构示意图；

图2是本发明的标准养护箱的结构示意图；

图3是本发明的加热制冷装置的结构示意图。

其中：标准养护箱1，最高养护温度30℃的养护箱2，最高养护温度60℃的养护箱3，最高养护温度80℃的养护箱4，进水孔5，出水孔6，冷水孔7，制冷加热装置8，竖直保温隔水层9-1，水平保温隔水层9-2，温度传感器10，湿度传感器11，插槽12，加湿器13，制冷装置14，集液箱15，加热装置16，水泵17-1和17-3，电磁阀18-1、18-2和18-3，带门箱体19。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

结合图1至图3，本发明包括带门箱体19、由相互垂直安装在带门箱体19内部的水平保温隔水层9-2和竖直保温隔水层9-1所构成的四个腔体和安装在带门箱体19底部的制冷加热装置8，第一腔体里设置标准养护箱1，标准养护箱1如图2所示；第二腔体里设置最高温度30°的养护箱2，第三腔体里设置最高温度60°的养护箱3，第四腔体里设置最高温度为80°的养护箱4，标准养护箱1、最高温度30°的养护箱2、最高温度60°的养护箱3和最高温度为80°的养护箱4分别设置有进水孔5、排水孔6和温度传感器10以及用于安装混凝土的插槽12，设置的插槽12可以便于养护，可以根据需求制作不同尺寸的试件放入养护箱中；且标准养护箱1上还设置有冷水孔7、加湿器13和温度传感器11，所述制冷加热装置8包括安装在带门箱体底部的制冷装置14、集液箱15和加热装置16，所述的加热制冷装置14的厚度为200～250mm，所述制冷装置16的输出端通过管路依次与第一水泵17-1和第一电磁阀18-1连接，所述集液箱的输出端通过管路和第二电磁阀18-2连接，所述加热装置16的输出端通过管路依次与第三水泵17-3和第三电磁阀18-3连接，标准养护箱1、最高温度30°的养护箱2、最高温度60°的养护箱3和最高温度为80°的养护箱4的进水孔5分别通过管路与加热装置的第三电磁阀连接18-3、相应的排水孔6分别通过管路与集液箱15的第二电磁阀18-2连接，标准养护箱1的冷水孔7通过管路与制冷装置的第一电磁阀18-1连接。所述标准养护箱1、最高温度30°的养护箱2、最高温度60°的养护箱3和最高温度为80°的养护箱4的进水孔5的位置高于对应的排水孔6的位置，并且为了方便温度的控制，把进水孔连接的管路的口径调整大于出水孔所连接的管路的口径3～5mm，并且把进水孔安装高于出水孔1～2cm，更加方便的控制水的流入和流出，本发明通过安装在养护箱内的温度传感器10和设置在制冷加热装置8内的电磁阀的动作，能及时有效地控制养护箱的温度。竖直保温隔水层9-1和水平保温隔水层9-2的材料是聚氨酯，竖直保温隔水层9-1和水平保温隔水层9-2的厚度是50-60厘米。所述的四个养护箱，其结构材料皆采用不锈钢，经济、安全系数高；两个保温隔水层采用聚氨酯，保温隔热性能好

本发明涉及大体积混凝土水化热与温度应力场与水化热研究技术领域，尤其是应用于大体积混凝土在不同位置处有不同的温湿度发展规律，不同的温湿度下养护后的混凝土显示出来的具有不同的力学性质及体积变形发展规律。针对大体积混凝土不同位置具有不同的温湿度，提出采用大体积混凝土养护箱模拟不同位置的温湿度来评价大体积混凝土力学性能和体积变形，针对其他力学性质提出大体积混凝土简单可靠地施工方法，控制混凝土开裂。也即本发明是针对工程施工过程中大体积混凝土因出现水化反应，大量释放热量导致混凝土出现裂缝，解决的技术问题是提供了混凝土温度及温度应力的计算提供数据，降低大体积混凝土实际施工过程中的难度。

本发明的主要特征如下：本发明提供了包括匹配温度的养护箱和加热制冷装置，所述匹配温度的养护箱为在四个在不同温度下进行养护的养护箱，而所述加热制冷装置原理分别为加热电阻丝和半导致冷原理，制冷加热装置通过加热和制冷水，通过管路(包括热水管和冷水管)流入各个养护箱进行温度的调控。所述的制冷加热装置端口各接有一个小功率水泵和若干个电磁阀。所述的管路包括热水管和冷水管，分别为口径15-20mm和10-15mm的普通水管。本发明通过安装在养护箱壁上的温度传感器10和相应的电磁阀来连接各个养护箱和制冷加热装置8。所述的匹配养护箱中有一个标准条件养护箱1，其中多装有加湿器13和湿度传感器11，其中湿度传感器11的作用和上述温度传感器5的作用类似。所述的温度传感器5和湿度传感器11的精度不需要太高，保证养护箱中温度和湿度大体保证在要求温度下。所述的第一电磁阀18-1、第二电磁阀18-2和第三电磁阀18-3皆为二通电磁阀，具有更好的经济性的耐久性。所述的加热制冷端口各接一个水泵后进行分流，在分流的管路上设置有所述电磁阀，方便于控制流量。所述的单个匹配温度下的混凝土养护箱两壁均设有插槽12，其间隔均为150mm，方便安放不同尺寸的混凝土试件。

为了体现混凝土在不同温度下的性能，本发明设定了4种匹配温度的养护箱，养护时根据所需，在不同温度下的养护箱中放入试件。本发明在使用时只需打开箱门把试件放入相应的养护箱中，并且保证加热制冷装置接通电源，通入足够量的水，使相应的养护箱达到养护条件，操作简单。

Claims (3)

1.一种大体积混凝土的多功能养护箱，其特征在于：包括带门箱体、由相互垂直安装在带门箱体内部的水平保温隔水层和竖直保温隔水层所构成的四个腔体和安装在带门箱体底部的制冷加热装置，第一腔体里设置标准养护箱，第二腔体里设置最高温度30°的养护箱，第三腔体里设置最高温度60°的养护箱，第四腔体里设置最高温度为80°的养护箱，标准养护箱、最高温度30°的养护箱、最高温度60°的养护箱和最高温度为80°的养护箱分别设置有进水孔、排水孔和温度传感器以及用于安装混凝土的插槽，且标准养护箱上还设置有冷水孔、加湿器和温度传感器，所述制冷加热装置包括安装在带门箱体底部的制冷装置、集液箱和加热装置，所述制冷装置的输出端通过管路依次与第一水泵和第一电磁阀连接，所述集液箱的输出端通过管路依次与第二水泵和第二电磁阀连接，所述加热装置的输出端通过管路依次与第三水泵和第三电磁阀连接，标准养护箱、最高温度30°的养护箱、最高温度60°的养护箱和最高温度为80°的养护箱的进水孔分别通过管路与加热装置的第三电磁阀连接、相应的排水孔分别通过管路与集液箱的第二电磁阀连接，标准养护箱的冷水孔通过管路与制冷装置的第一电磁阀连接。

2.根据权利要求1所述的一种大体积混凝土的多功能养护箱，其特征在于：所述标准养护箱、最高温度30°的养护箱、最高温度60°的养护箱和最高温度为80°的养护箱的进水孔的位置高于对应的排水孔的位置。

3.根据权利要求1或2所述的一种大体积混凝土的多功能养护箱，其特征在于：竖直保温隔水层和水平保温隔水层的材料是聚氨酯，竖直保温隔水层和水平保温隔水层的厚度是50-60厘米。