CN105171908A - 一种蒸养方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种蒸养方法及装置，其中蒸养方法包括以下步骤：混凝土构件浇灌成型后，置于蒸养罩内，在常温下静停第一时长；以第一速度匀速提升蒸养罩内空气温度至第一蒸养温度；保持蒸养罩内空气温度为第一蒸养温度，对混凝土构件进行蒸养，持续时间为第二时长；以第二速度匀速提升蒸养罩内空气温度至第二蒸养温度，所述第二速度大于所述第一速度；保持蒸养罩内空气温度为第二蒸养温度，对混凝土构件进行蒸养，持续时间为第三时长，所述第三时长大于所述第二时长；以第三速度匀速降低蒸养罩内空气温度至常温；将混凝土构件在常温下静停第四时长。本发明提供的一种蒸养方法及装置可以实现温度精确控制，有效提高了构件强度。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土构件制造领域，特别是指一种用于预制混凝土箱涵构件蒸养的蒸养方法，及对应蒸养装置。
背景技术
混凝土构件在浇注后，还要经历静停、升温、恒温和降温四个阶段才能达到预期工程强度。其中静停阶段(温湿度适宜且风速很小时)只需将构件置于室外即可，而蒸养阶段由于需要高温高湿环境，因此只能在特制的蒸养罩中进行。现有的蒸养方法，通常在升温阶段采用一次升温的方式，构件容易发生龟裂，同时升温的加速度较小，所需时间较长，且混凝土构件的强度达不到最大预期值。现有的装置通常比较简易，无法满足对温度湿度高精度控制的要求，在加工一些品质需求较高的构件时，成品率低，严重影响生产效率。因此，需要一种科学精确的蒸养方法及装置，以满足高精度温度湿度控制的要求，提升混凝土构件的强度。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提出一种适用于混凝土构件的蒸养方法及装置。
基于上述目的本发明提供的一种蒸养方法，包括以下步骤：
混凝土构件浇注后，置于蒸养罩内，在常温下(春夏秋)静停第一时长，以此为例。如在寒冷的冬季，设置恒温(不高于环境温度15℃)进行静停养护；
以第一速度匀速提升蒸养罩内空气温度，直到蒸养罩内空气温度达到第一蒸养温度；
保持蒸养罩内空气温度为第一蒸养温度，对混凝土构件进行蒸养，持续时间为第二时长；
以第二速度匀速提升蒸养罩内空气温度，直到蒸养罩内空气温度达到第二蒸养温度，所述第二速度大于所述第一速度；
保持蒸养罩内空气温度为第二蒸养温度，对混凝土构件进行蒸养，持续时间为第三时长，所述第三时长大于所述第二时长；
以第三速度匀速降低蒸养罩内空气温度，直到蒸养罩内空气温度达到常温；特别的，所述常温并非固定为当前环境温度，在夏季可以设置为环境温度，在秋冬季，设置为与环境温差小于15℃即可；
将混凝土构件在常温下静停第四时长。
进一步，在对混凝土构件以第一蒸养温度和第二蒸养温度进行蒸养时，保持蒸养罩内相对空气湿度为90％-100％。
进一步，所述第一时长的取值范围为2小时至6小时；所述第一速度的取值范围为8℃/h至12℃/h。
进一步，所述第二时长的取值范围为1小时至2小时；所述第二速度的取值范围是15℃/h至25℃/h。
进一步，所述第三时长的取值范围为5小时至8小时；所述第三速度的取值范围是-20℃/h至-30℃/h。
本发明还提供一种蒸养装置，包括中央单元、蒸养罩单元，和依次连接至所述中央单元的传感器单元、温度控制单元、湿度控制单元、客户端；其中：
中央单元用于接收客户端发送的配置信息，根据所述配置信息调整所述蒸养罩单元内的温度值和湿度值；
蒸养罩单元用于容纳待蒸养的混凝土构件，其内部设置有所述传感器单元、温度控制单元及湿度控制单元；
所述传感器单元用于检测蒸养罩单元内的温度值和湿度值，将所述温度值和湿度值发送至所述中央单元；
所述温度控制单元用于根据中央单元发送的控制指令，调整蒸养罩单元内的温度值；
所述湿度控制单元用于根据中央单元发送的控制指令，调整蒸养罩单元内的湿度值；
所述客户端用于接收用户输入的配置信息，将所述配置信息发送至所述中央单元。
进一步，所述控制指令包括第一时长、第二时长、第三时长、第一速度、第二速度、第三速度、第一蒸养温度和第二蒸养温度；
混凝土构件浇注后，置于蒸养罩单元内，在常温下静停第一时长；
温度控制单元用于以第一速度匀速提升蒸养罩单元内空气温度，直到蒸养罩单元内空气温度值达到第一蒸养温度；
温度控制单元用于保持蒸养罩单元内空气温度值为第一蒸养温度，对混凝土构件进行蒸养，持续时间为第二时长；
温度控制单元用于以第二速度匀速提升蒸养罩单元内空气温度，直到蒸养罩单元内空气温度值达到第二蒸养温度，所述第二速度大于所述第一速度；
温度控制单元用于保持蒸养罩单元内空气温度值为第二蒸养温度，对混凝土构件进行蒸养，持续时间为第三时长，所述第三时长大于所述第二时长；
温度控制单元以第三速度匀速降低蒸养罩单元内空气温度，直到蒸养罩单元内空气温度达到常温；
将混凝土构件在常温下静停第四时长。
进一步，所述湿度控制单元用于在对混凝土构件以第一蒸养温度和第二蒸养温度进行蒸养时，保持蒸养罩单元内相对空气湿度为90％-100％。
进一步，所述第一时长的取值范围为2小时至6小时，所述第二时长的取值范围为1小时至2小时，所述第三时长的取值范围为5小时至8小时；所述第一速度的取值范围为8℃/h至12℃/h，所述第二速度的取值范围是15℃/h至25℃/h，所述第三速度的取值范围是-20℃/h至-30℃/h。
进一步，所述蒸养罩单元包括支架、罩体、门体、排气接口和冷却接口；所述支架固定于地面，所述罩体覆盖于所述支架外部，所述罩体底部与地面密封；所述罩体使用防水保温材料制成；所述罩体的至少一侧设置有门体，所述门体闭合时保持密封；所述罩体的侧面设置有多对均匀分布的排气接口和冷却接口。
从上面所述可以看出，本发明提供的一种蒸养方法，可以有效缩短混凝土构件的蒸养时长，提高混凝土构件的最终抗压强度；本发明提供的一种蒸养装置，能够满足混凝土构件蒸养过程中的温度及湿度调节要求，实现自动化控制；蒸养罩单元防腐蚀、防水、绝热的特点也可以保证罩体在蒸养时的稳定性，其可拆卸结构在蒸养完毕，进行常温养护时也可以方便蒸养罩地拆除。
附图说明
图1为本发明提供的蒸养方法的实施例的流程示意图；
图2为本发明提供的蒸养方法的实施例的中温度变化图表；
图3为本发明提供的蒸养方法的实施例的构件强度变化图表；
图4为本发明提供的蒸养装置的实施例的模块示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
首先介绍本发明提供的一种蒸养方法的实施例。
图1为本发明提供的蒸养方法的实施例的流程示意图。如图所示，本实施例中的蒸养方法包括以下步骤：
S1，混凝土构件浇灌成型后，置于蒸养罩内，在常温下静停第一时长；
S2，以第一速度匀速提升蒸养罩内空气温度，直到蒸养罩内空气温度达到第一蒸养温度；
S3，保持蒸养罩内空气温度为第一蒸养温度，对混凝土构件进行蒸养，持续时间为第二时长；
S4，以第二速度匀速提升蒸养罩内空气温度，直到蒸养罩内空气温度达到第二蒸养温度，所述第二速度大于所述第一速度；
S5，保持蒸养罩内空气温度为第二蒸养温度，对混凝土构件进行蒸养，持续时间为第三时长，所述第三时长大于所述第二时长；
S6，以第三速度匀速降低蒸养罩内空气温度，直到蒸养罩内空气温度达到常温；
S7，将混凝土构件在常温下静停第四时长。
需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。
进一步，在对混凝土构件以第一蒸养温度和第二蒸养温度进行蒸养时，保持蒸养罩内相对空气湿度为90％-100％。
进一步，所述第一时长的取值范围为2小时至6小时；所述第一速度的取值范围为8℃/h至12℃/h。
进一步，所述第二时长的取值范围为1小时至2小时；所述第二速度的取值范围是15℃/h至25℃/h。
进一步，所述第三时长的取值范围为5小时至8小时；所述第三速度的取值范围是-20℃/h至-30℃/h。降温速度过快，混凝土收缩应力大，会产生表面裂缝；降温速度过慢，会影响生产效率。
第二蒸养温度为高温蒸养的标准温度，对于普通水泥，第二蒸养温度不得超过80℃，较佳数值为70℃-80℃，且根据混凝土种类有所区别；对于矿渣水泥、火山灰质水泥，第二蒸养温度不得超过95℃，较佳数值为90℃-95℃之间，且根据混凝土种类有所区别。
从上述步骤可以看出，本发明提供的蒸养方法，在升温阶段(步骤S2-S4)采用两阶段升温的方式，即首先以8℃/h至12℃/h的第一速度进行升温，然后进行1小时至2小时的短期恒温定形，之后继续以15℃/h至25℃/h的第二速度进行升温，直至达到标准的蒸养温度，进行5小时至8小时的高温蒸养。
采用两阶段升温的方式，与现有技术中的一阶段升温相比，具备以下优点：
第一，升温时间短。在升温初期，如果升温速度太快，会使制品表面因体积膨胀太快产生裂缝，升温太慢则严重影响生产效率，因此必须将加速度控制在8℃/h至12℃/h；而两阶段升温，则在升温过程中，通过一定时间的短期恒温定形，提高制品的强度，使其可以承受更快的温度变化。例如当标准蒸养温度为70℃、常温为25℃时，若采用10℃/h的一阶段升温，则需要耗时4.5h；若采用10℃/h将温度提升至40℃后，进行1h的恒温定形，再以20℃/h进行升温直至达到70℃，仅需耗时4h。可见，两阶段升温可以有效减少升温时间，提高生产效率。
第二，构件强度高。由于在升温过程中，进行了短期恒温定型，使得构件在第二阶段升温的过程中形变较小，可以较好地维持原有形状；同时，短期恒温定型时，混凝土自身的水化作用较为活跃，可以使得混凝土的水化作用进行得相对充分，为高温蒸养提高构件强度提供了内部条件。
下面通过一组实验例对本发明的一种蒸养方法进行进一步解释说明。
本次试验中，采用某地商品砼提供商提供的C40商砼，使用范围较广，具有普遍性。
图2为本发明提供的蒸养方法的实施例的中温度变化图表，图3为本发明提供的蒸养方法的实施例的构件强度变化图表。如图所示，在此次实验例中，采用尺寸为150mm*150mm*150mm的标准立方体试块，总计试块数量为200块。
温度变化分为以下阶段：
(A)预养期，第一时长＝4h，室温27℃，预养时间4小时；
(B)升温期，升温期总时长≈3h。
第一速度＝10℃/h，升温0.8h，达到第一蒸养温度＝40℃；
在40℃时，进行第二时长＝1h的短期恒温定形；
第二速度＝20℃/h，升温1.2h，达到70℃；
(C)恒温期，第三时长＝5h，升温到70℃后，保持此温度5h，对试块进行恒温蒸养。
(D)降温期，降温器总时长≈1.5h。
以第三速度＝-20℃/h降温1.5小时，温度达到40℃。
试块制作完成后蒸养时间共计使用13.5小时。
然后在此蒸养过程结束后的2小时、3小时、4小时及(混凝土入模后)24小时、48小时、72小时、96小时的各组试块进行强度检测。
蒸养后试块随时间强度增长曲线如图3所示：蒸养完成后，抗压强度可达到设计强度的75％，试块制作完成后24小时，抗压强度可达到设计强度的82％，48小时可达到设计强度的93％，72小时达到预期设计强度，96小时超出预期设计强度，达到设计强度的105％。
从上述实验例的相应强度增长曲线不难看出，混凝土在蒸养结束后的初期及后期的强度增长很理想(与标准蒸养法相比，有较大优势)，能够满足一天后拆模的要求。可见本发明提供的一种蒸养方法，可以有效缩短混凝土构件的蒸养时长，提高混凝土构件的最终抗压强度。
下面介绍本发明提供的一种蒸养装置。
图4为本发明提供的蒸养装置的实施例的模块示意图。如图所示，本实施例中的一种蒸养装置包括中央单元1、蒸养罩单元6，和依次连接至所述中央单元1的传感器单元2、温度控制单元3、湿度控制单元4、客户端5；其中：
中央单元1用于接收客户端5发送的配置信息，根据所述配置信息调整所述蒸养罩单元6内的温度值和湿度值；
蒸养罩单元6用于容纳待蒸养的混凝土构件，其内部设置有所述传感器单元2、温度控制单元3及湿度控制单元4；
所述传感器单元2用于检测蒸养罩单元6内的温度值和湿度值，将所述温度值和湿度值发送至所述中央单元1；
所述温度控制单元3用于根据中央单元1发送的控制指令，调整蒸养罩单元6内的温度值；
所述湿度控制单元4用于根据中央单元1发送的控制指令，调整蒸养罩单元6内的湿度值；
所述客户端5用于接收用户输入的配置信息，将所述配置信息发送至所述中央单元1。
进一步，所述控制指令包括第一时长、第二时长、第三时长、第一速度、第二速度、第三速度、第一蒸养温度和第二蒸养温度。
混凝土构件浇灌成型后，置于蒸养罩单元6内，在常温下静停第一时长。
温度控制单元3用于以第一速度匀速提升蒸养罩单元6内空气温度，直到蒸养罩单元6内空气温度值达到第一蒸养温度。
温度控制单元3用于保持蒸养罩单元6内空气温度值为第一蒸养温度，对混凝土构件进行蒸养，持续时间为第二时长。
温度控制单元3用于以第二速度匀速提升蒸养罩单元6内空气温度，直到蒸养罩单元6内空气温度值达到第二蒸养温度，所述第二速度大于所述第一速度。
温度控制单元3用于保持蒸养罩单元6内空气温度值为第二蒸养温度，对混凝土构件进行蒸养，持续时间为第三时长，所述第三时长大于所述第二时长。
温度控制单元3以第三速度匀速降低蒸养罩单元6内空气温度，直到蒸养罩单元6内空气温度达到常温。
将混凝土构件在常温下静停第四时长。
进一步，所述湿度控制单元4用于在对混凝土构件以第一蒸养温度和第二蒸养温度进行蒸养时，保持蒸养罩单元6内相对空气湿度为90％-100％。
进一步，所述第一时长的取值范围为2小时至6小时，所述第二时长的取值范围为1小时至2小时，所述第三时长的取值范围为5小时至8小时；所述第一速度的取值范围为8℃/h至12℃/h，所述第二速度的取值范围是15℃/h至25℃/h，所述第三速度的取值范围是-20℃/h至-30℃/h。
进一步，所述传感器单元2包括温度传感器和湿度传感器。
进一步，所述温度控制单元3包括鼓风机、抽气机和蒸汽机。所述蒸汽机用于提供蒸汽，一方面提高温度，另一方面可以提高湿度；所述鼓风机和抽气机配合作用，鼓入常温空气并抽出高温空气，以此降低蒸养罩单元内的空气温度。
进一步，所述湿度控制单元4包括喷淋器，较佳的，所述喷淋器设置有加温装置，用于将喷淋的水雾温度加热至当前蒸养温度，所述蒸养罩单元6内部的空气湿度降低时，可以通过所述喷淋器喷淋适当温度的水雾，增加空气湿度。
进一步，所述蒸养罩单元6包括支架、罩体、门体、排气接口和冷却接口；所述支架固定于地面，所述罩体覆盖于所述支架外部，所述罩体底部与地面密封；所述罩体使用防水保温材料制成；所述罩体的至少一侧设置有门体，所述门体闭合时保持密封；所述罩体的侧面设置有多对均匀分布的排气接口和冷却接口。
所述排气接口和冷却接口成对设置，且在每一对排气接口和冷却接口中，所述排气接口设置于靠近所述罩体顶部的位置，所述冷却接口设置于靠近所述罩体底部的位置。
所述排气接口外接抽气机，所述冷却接口外接鼓风机，当对罩体内部空气进行冷却时，所述抽气机通过排气接口抽出热空气，所述鼓风机通过冷却接口鼓入常温空气。
所述罩体内表面均匀设置有蒸汽管道，所述蒸汽管道连接至外部蒸汽机；所述蒸汽管道上均匀设置有蒸汽孔。
所述罩体至少由五层材料复合制成；其中第一层和第五层为防腐蚀层，第二层和第四层为防水层，第三层为保温层。
所述防腐蚀层使用PVC三防布制成。
所述防水层采用防雨膜制成。
所述保温层采用毛毡制成。
本发明提供的的一种蒸养装置，能够满足混凝土构件蒸养过程中的温度及湿度调节要求，实现自动化控制；蒸养罩单元防腐蚀、防水、绝热的特点也可以保证罩体在蒸养时的稳定性，其可拆卸结构在蒸养完毕，进行常温养护时也可以方便蒸养罩地拆除。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种蒸养方法，其特征在于，包括以下步骤：
混凝土构件浇注后，置于蒸养罩内，在常温下静停第一时长；
以第一速度匀速提升蒸养罩内空气温度，直到蒸养罩内空气温度达到第一蒸养温度；
保持蒸养罩内空气温度为第一蒸养温度，对混凝土构件进行蒸养，持续时间为第二时长；
以第二速度匀速提升蒸养罩内空气温度，直到蒸养罩内空气温度达到第二蒸养温度，所述第二速度大于所述第一速度；
保持蒸养罩内空气温度为第二蒸养温度，对混凝土构件进行蒸养，持续时间为第三时长，所述第三时长大于所述第二时长；
以第三速度匀速降低蒸养罩内空气温度，直到蒸养罩内空气温度达到常温；
将混凝土构件在常温下静停第四时长。
2.根据权利要求1所述的一种蒸养方法，其特征在于，在对混凝土构件以第一蒸养温度和第二蒸养温度进行蒸养时，保持蒸养罩内相对空气湿度为90％-100％。
3.根据权利要求1所述的一种蒸养方法，其特征在于，所述第一时长的取值范围为2小时至6小时；所述第一速度的取值范围为8℃/h至12℃/h。
4.根据权利要求1所述的一种蒸养方法，其特征在于，所述第二时长的取值范围为1小时至2小时；所述第二速度的取值范围是15℃/h至25℃/h。
5.根据权利要求1所述的一种蒸养方法，其特征在于，所述第三时长的取值范围为5小时至8小时；所述第三速度的取值范围是-20℃/h至-30℃/h。
6.一种蒸养装置，其特征在于，包括中央单元、蒸养罩单元，和依次连接至所述中央单元的传感器单元、温度控制单元、湿度控制单元、客户端；其中：
中央单元用于接收客户端发送的配置信息，根据所述配置信息调整所述蒸养罩单元内的温度值和湿度值；
蒸养罩单元用于容纳待蒸养的混凝土构件，其内部设置有所述传感器单元、温度控制单元及湿度控制单元；
所述传感器单元用于检测蒸养罩单元内的温度值和湿度值，将所述温度值和湿度值发送至所述中央单元；
所述温度控制单元用于根据中央单元发送的控制指令，调整蒸养罩单元内的温度值；
所述湿度控制单元用于根据中央单元发送的控制指令，调整蒸养罩单元内的湿度值；
所述客户端用于接收用户输入的配置信息，将所述配置信息发送至所述中央单元。
7.根据权利要求6所述的蒸养装置，其特征在于，所述控制指令包括第一时长、第二时长、第三时长、第一速度、第二速度、第三速度、第一蒸养温度和第二蒸养温度；
混凝土构件浇灌成型后，置于蒸养罩单元内，在常温下静停第一时长；
温度控制单元用于以第一速度匀速提升蒸养罩单元内空气温度，直到蒸养罩单元内空气温度值达到第一蒸养温度；
温度控制单元用于保持蒸养罩单元内空气温度值为第一蒸养温度，对混凝土构件进行蒸养，持续时间为第二时长；
温度控制单元用于以第二速度匀速提升蒸养罩单元内空气温度，直到蒸养罩单元内空气温度值达到第二蒸养温度，所述第二速度大于所述第一速度；
温度控制单元用于保持蒸养罩单元内空气温度值为第二蒸养温度，对混凝土构件进行蒸养，持续时间为第三时长，所述第三时长大于所述第二时长；
温度控制单元以第三速度匀速降低蒸养罩单元内空气温度，直到蒸养罩单元内空气温度达到常温；
将混凝土构件在常温下静停第四时长。
8.根据权利要求7所述的蒸养装置，其特征在于，所述湿度控制单元用于在对混凝土构件以第一蒸养温度和第二蒸养温度进行蒸养时，保持蒸养罩单元内相对空气湿度为90％-100％。
9.根据权利要求6所述的蒸养装置，其特征在于，所述第一时长的取值范围为2小时至6小时，所述第二时长的取值范围为1小时至2小时，所述第三时长的取值范围为5小时至8小时；所述第一速度的取值范围为8℃/h至12℃/h，所述第二速度的取值范围是15℃/h至25℃/h，所述第三速度的取值范围是-20℃/h至-30℃/h。
10.根据权利要求6所述的蒸养装置，其特征在于，所述蒸养罩单元包括支架、罩体、门体、排气接口和冷却接口；所述支架固定于地面，所述罩体覆盖于所述支架外部，所述罩体底部与地面密封；所述罩体使用防水保温材料制成；所述罩体的至少一侧设置有门体，所述门体闭合时保持密封；所述罩体的侧面设置有多对均匀分布的排气接口和冷却接口。
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