CN106003397A - 混凝土预制件养护方法及混凝土预制件养护系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混凝土预制件养护方法及混凝土预制件养护系统。本发明提供的混凝土预制件养护方法，包括：向养护室内通入多元热流体；利用养护室内的所述多元热流体对混凝土预制件进行养护；所述多元热流体至少包括二氧化碳和水。多元热流体中的二氧化碳在混凝土预制件的养护过程中能促进碳酸钙和凝胶的产生，使预制件的早期强度提升更快，提高了养护效率；同时二氧化碳携带的热量可以用于对混凝土预制件进行加热；水蒸气对混凝土预制件进行加热，并提供混凝土硬化过程中所需的水分。

Description

混凝土预制件养护方法及混凝土预制件养护系统

技术领域

本发明涉及混凝土预制件生产技术领域，特别涉及一种混凝土预制件养护方法及混凝土预制件养护系统。

背景技术

在生产混凝土预制件过程中，混凝土浇注成型后，之所以能逐渐凝结硬化，主要是因为水泥水化作用，而水泥水化作用需要适当的温度和湿度条件，因此为了保证混凝土有适宜的硬化条件，硬化后能够达到合格的力学性能和机械性能，必须对混凝土进行养护。

现有技术中，通常采用蒸汽养护方法，该方法是通过燃料燃烧将水加热至气化，然后将水蒸气通入放置有混凝土预制件的养护室内，提供适合的温度和湿度，进而对预制件进行养护。

该种养护方法存在的问题是，只是通过水蒸气为混凝土预制件养护过程中提供温度和湿度，形式单一，养护效率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种混凝土预制件养护方法及混凝土预制件养护系统，以解决现有技术中的蒸汽养护方法养护效率低的技术问题。

本发明提供一种混凝土预制件养护方法，包括：向养护室内通入多元热流体；利用养护室内的所述多元热流体对混凝土预制件进行养护；所述多元热流体至少包括二氧化碳和水。

进一步地，在向养护室内通入多元热流体之前，还包括，利用燃烧室制备所述多元热流体，并且制备出的所述多元热流体全部用于对所述混凝土预制件进行养护。

进一步地，利用燃烧室制备所述多元热流体，包括，将助燃剂和燃料通入燃烧室中进行燃烧；在燃料燃烧过程中，向燃烧室通入水；燃料燃烧产生的气体与水蒸气混合得到所述多元热流体。

进一步地，利用养护室内的所述多元热流体对混凝土预制件进行养护，包括，当养护室内的温度低于预设值时，向燃烧室通入燃料和助燃剂；燃料燃烧得到气体；将所述气体通入养护室，直至养护室内的温度达到预设值。

进一步地，利用养护室内的所述多元热流体对混凝土预制件进行养护，包括，当所述养护室内的湿度低于预设值时，将燃料和助燃剂通入燃烧室燃烧；在燃料燃烧过程中，向燃烧室通入水；将混合的水蒸气和燃烧气体通入养护室，直至养护室内的湿度达到预设值。

进一步地，在压力为0.5MPa－1MPa，温度为100℃－120℃，湿度高于98％的养护条件下，对混凝土预制件进行养护。

进一步地，在利用养护室内的所述多元热流体对混凝土预制件进行养护之后，包括，将养护后的尾气分离，得到水和废气；将废气催化得到无害气体；回收所述水以及所述无害尾气。

本发明提供一种混凝土预制件养护系统，包括多元热流体发生器1和养护室2；多元热流体发生器1用于产生至少含有二氧化碳和水蒸气的多元热流体，养护室2用于放置混凝土预制件；多元热流体发生器1与养护室2连通；多元热流体发生器1产生的多元热流体用于对养护室2内的混凝土预制件进行养护。

进一步地，多元热流体发生器1包括助燃剂储存室11、燃料储存室12、水储存室13以及燃烧室14；助燃剂储存室11、燃料储存室12以及水储存室13均与燃烧室14的进口连通，燃烧室14的出口与养护室2的进气口连通，用于向养护室2供给多元热流体。

进一步地，混凝土预制件养护系统还包括水分离器和催化器；水分离器上设置有进气口、出气口和出水口；水分离器的进气口与养护室2的出气口连通，水分离器的出水口与水储存室13连通；催化器的进气口与水分离器的出气口连通，催化器的排气口与助燃剂储存室11连通。

本发明提供的混凝土预制件养护方法，包括：向养护室内通入多元热流体；利用养护室内的所述多元热流体对混凝土预制件进行养护；所述多元热流体至少包括二氧化碳和水。多元热流体中的二氧化碳在混凝土预制件的养护过程中能促进碳酸钙和凝胶的产生，使预制件的早期强度提升更快，提高了养护效率；同时二氧化碳携带的热量可以用于对混凝土预制件进行加热；水蒸气对混凝土预制件进行加热，并提供混凝土硬化过程中所需的水分。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明实施例提供的混凝土预制件养护方法的流程图；

图2是图1所示的混凝土预制件养护方法中利用燃烧室制备所述多元热流体的流程图；

图3是图1所示的混凝土预制件养护方法中利用养护室内的所述多元热流体对混凝土预制件进行养护的一种流程图；

图4是图1所示的混凝土预制件养护方法中利用养护室内的所述多元热流体对混凝土预制件进行养护的另一种流程图；

图5是本发明实施例提供的混凝土预制件养护系统的结构示意图。

图中：

1－多元热流体发生器； 2－养护室； 3－水分离器；

4－催化器； 11－助燃剂储存室；12－燃料储存室；

13－水储存室； 14－燃烧室。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图1是本发明实施例提供的混凝土预制件养护方法的流程图如图1所示，本发明提供一种混凝土预制件养护方法，包括：向养护室内通入多元热流体S1；利用养护室内的所述多元热流体对混凝土预制件进行养护S2；所述多元热流体至少包括二氧化碳和水。

其中，获得多元热流体的方法有多种，例如：分别单独制备二氧化碳和水蒸气，然后将二氧化碳和水蒸气混合得到多元热流体；或者将燃料和助燃剂放置在可用于燃烧的容器中进行燃烧，在燃烧过程中向该容器喷水，水遇到高温气体后气化，从而得到由燃烧气体和水蒸气混合而成的多元热流体；又或者利用燃料加热锅炉中的水产生水蒸气，同时燃料燃烧产生烟气，将烟气和水蒸气引入到一个容器内混合，从而得到多元热流体。

将多元热流体通入放置有混凝土预制件的养护室，水蒸气为混凝土硬化提供足量的水和热量，二氧化碳可在混凝土预制件的养护过程中可促进产生碳酸钙和凝胶等物质，对混凝土起到碳化的作用，使混凝土的养护时间能缩短，同时预制件的早期强度上升比较快。

利用多元热流体对混凝土预制件进行养护，可保障混凝土预制件养护所需的温度和湿度。另外，在二氧化碳的共同作用下，提高了养护效率，提高了能源的利用率。

如图1所示，在上述实施例基础之上，进一步地，在向养护室内通入多元热流体S1之前，还包括，利用燃烧室制备所述多元热流体S0，并且制备出的所述多元热流体全部用于对所述混凝土预制件进行养护。

其中，燃烧室用于燃料燃烧，在燃料燃烧过程中，向燃烧室通入水，水遇高温气化，燃烧气体与水蒸气混合成多元热流体。

将燃烧室制备的多元热流体全部通入养护室，对混凝土预制件进行养护，该过程中，燃烧后产生的气体全部通入养护室，则该气体所携带的热量也进入养护室，用于对混凝土预制件进行养护，这就进一步减少了热量损失，能够快速达到混凝土预制件养护所需的温度，进一步提高了养护效率和燃料的利用率，降低养护成本。

图2是图1所示的混凝土预制件养护方法中利用燃烧室制备所述多元热流体的流程图。如图1和图2所示，在上述实施例基础之上，进一步地，利用燃烧室制备所述多元热流体S0，包括，将助燃剂和燃料通入燃烧室中进行燃烧S01；在燃料燃烧过程中，向燃烧室通入水S02；燃料燃烧产生的气体与水蒸气混合得到所述多元热流体S03。

其中，助燃剂的种类有很多，例如：氧气、氯酸钾或者硝酸钾等。助燃剂可以为压缩空气，压缩空气中富含氧气，可保障燃料的燃烧，压缩空气可采用空气压缩装置制备，成本低，易获取。

在混凝土预制件养护过程中，当养护条件即温度、湿度和压力处于一定范围内时，混凝土预制件才能较好的进行凝固。湿度是指湿蒸汽中水蒸气占湿蒸汽总体积的百分数。

可以一直向燃烧室通入燃料、助燃剂或者水，直至养护室内的温度、压力和湿度达到预设值。其中，若温度没有达到预设值，而湿度达到预设值时，可只向燃烧室通入燃料和助燃剂进行燃烧，直至养护室内的温度达到预设值。可根据燃料燃烧化学方程式计算出一定比例的燃料和助燃剂，从而使燃料完全燃烧，提高燃料的利用率，避免产生有害气体。

根据养护室内的温度、压力或者湿度的具体情况来对燃烧过程进行控制，当达到所需养护条件时，就可停止向燃烧室通入燃料、助燃剂或者水，该方法简单，易操作，可根据养护室内的温度、压力或者湿度的实时变化，随时对制备过程进行调整，灵活性较高。

还可通过计算来确定通入燃烧室内的燃料、助燃剂或者水的量，具体计算如下：由于养护室的体积一定，则可根据预设的最低湿度值来计算需要多少体积的水蒸气，从而换算成需要多少质量的水；根据公知常识，一千克的水气化为水蒸气大约需吸收2259千焦的热量，则可根据上述过程中得到的所需水的量来计算该量水气化所需吸收的热量Q1。

根据温度与热量的关系式，可计算出养护室内的温度上升到预设的最低温度值时所需吸收的热量Q2。热量Q1和热量Q2的总和为养护所需的总热量Q，根据燃料的热值计算总热量Q需要燃烧燃料的量，再根据燃料燃烧的化学方程式，计算出燃烧该量的燃料需要的助燃剂的量。从而实现精准的控制，避免浪费资源，降低养护成本，提高养护效率。

图3是图1所示的混凝土预制件养护方法中利用养护室内的所述多元热流体对混凝土预制件进行养护的一种流程图。如图1和图3所示，在上述实施例基础之上，进一步地，利用养护室内的所述多元热流体对混凝土预制件进行养护S2，包括，当养护室内的温度低于预设值时，向燃烧室通入燃料和助燃剂S21；燃料燃烧得到气体S22；将所述气体通入养护室，直至养护室内的温度达到预设值S23。

其中，工作人员可通过检测养护室内的温度来了解在混凝土预制件养护过程中养护室的温度变化情况，以便对混凝土预制件养护过程进行控制。用来检测温度的元件有多种，例如：温度计、温度测量仪表或者温度传感器等。

在混凝土预制件养护过程中，养护室对外的热辐射，或者混凝土硬化过程中对热量的消耗，都会使养护室内的温度降低，当温度降低至预设值时，可再次向燃烧室通入助燃剂和燃料进行燃烧，将燃烧后的气体通入养护室，气体中蕴含大量热量，可使养护室内的温度升高，直到温度达到预设值后，停止通入燃烧气体，停止燃烧。

需要说明的是，在向养护室补充热量的过程中，可每次向燃烧室通入定量的燃料，根据燃料燃烧的化学方程式计算该量燃料完全燃烧所需助燃剂的量，以使该量燃料完全燃烧。若燃烧一次，养护室内的温度还没有达到预设值时，可再次通入该定量燃料以及所需量的助燃剂，如此重复直至养护室内的温度达到预设值。

还可根据燃料燃烧的化学方程式，计算出燃料完全燃烧时与助燃剂的比例关系，一直向燃烧室通入该比例的燃料和助燃剂进行燃烧，直至养护室内的温度达到预设值。

当养护室内的温度低于预设值时，向燃烧室通入燃料和助燃剂S21；燃料燃烧得到气体S22；将所述气体通入养护室，直至养护室内的温度达到预设值S23，可实现混凝土预制件在养护过程中，都处于较为合适的温度范围下，始终满足养护对温度的需要，进一步提高养护效率，进一步保障预制件的强度。

图4是图1所示的混凝土预制件养护方法中利用养护室内的所述多元热流体对混凝土预制件进行养护的另一种流程图。如图1和图4所示，在上述实施例基础之上，进一步地，利用养护室内的所述多元热流体对混凝土预制件进行养护S2，包括，当所述养护室内的湿度低于预设值时，将燃料和助燃剂通入燃烧室燃烧S24；在燃料燃烧过程中，向燃烧室通入水S25；将混合的水蒸气和燃烧气体通入养护室，直至养护室内的湿度达到预设值S26。

其中，工作人员可通过检测养护室内的湿度来了解在混凝土预制件养护过程中养护室的湿度变化情况，以便对混凝土预制件养护过程进行控制。用来检测湿度的元件有多种，例如：湿度计或者湿度传感器等。

在混凝土预制件养护过程中，混凝土在硬化过程对水的消耗会使养护室内的湿度降低，当湿度低于预设值时，可再次将助燃剂和燃料通入燃烧室燃烧，燃烧过程中，向燃烧室通入水，水气化得到水蒸气，将燃烧后的气体以及水蒸气通入养护室，直至达到湿度预设值。

需要说明的是，在向养护室补充水蒸气的过程中，可每次气化定量的水，计算气化该量水所需的燃料以及助燃剂(计算方法与上述相同)，从而达到燃料完全燃烧，水完全气化，避免资源浪费。若通入一次上述条件下产生的燃烧气体以及水蒸气，养护室内的湿度还没有达到预设值时，可再次重复该步骤，如此重复直至养护室内的湿度达到预设值。

还可以根据燃料燃烧的化学方程式，计算出燃料完全燃烧时与助燃剂的比例关系，一直向燃烧室通入该比例的燃料和助燃剂进行燃烧，同时向燃烧室通入水，直至养护室内的湿度达到预设值。

当所述养护室内的湿度低于预设值时，将燃料和助燃剂通入燃烧室燃烧S24；在燃料燃烧过程中，向燃烧室通入水S25；将混合的水蒸气和燃烧气体通入养护室，直至养护室内的湿度达到预设值S26，可满足混凝土预制件在养护过程中对湿度的要求，避免混凝土硬化过程中由于缺少而导致凝胶体水化不充分结晶不稳定，避免混凝土于制件表面出现裂纹等缺陷，进一步保障得到优质预制件，提高成品率。

需要说明的是，在养护室可耐压的情况下，提高养护室内的压力，可以提高混凝土预制件内部化学反应的晶体结构强度，缩短混凝土预制件的养护时间。

如图1所示，在上述实施例基础之上，进一步地，在压力为0.5MPa－1MPa，温度为100℃－120℃，湿度高于98％的养护条件下，对混凝土预制件进行养护。

该养护条件对养护室的要求不高，成本低，养护时间短，综合性能较好。

如图1所示，在上述实施例基础之上，进一步地，在利用养护室内的所述多元热流体对混凝土预制件进行养护S2之后，包括，将养护后的尾气分离，得到水和废气S3；将废气催化得到无害气体S4；回收所述水以及所述无害尾气S5。

其中，对养护后的尾气进行分离，得到水和废气，对水进行回收，可用于下一次制备多元热流体中，避免浪费资源。

对废气进行催化，使废气中的有害气体通过还原或者氧化得到无害气体，例如，将燃烧过程中不充分的CO、HC和NO_x等有害气体通过氧化和还原转变为无害的CO₂、H₂0和N₂，将无害气体回收，可将一部分无害气体加入制备多元热流体中。实现了对废气的循环利用，避免污染环境。

图5是本发明实施例提供的混凝土预制件养护系统的结构示意图。如图5所示，本发明还提供一种混凝土预制件养护系统，包括多元热流体发生器1和养护室2；多元热流体发生器1用于产生至少含有二氧化碳和水蒸气的多元热流体，养护室2用于放置混凝土预制件；多元热流体发生器1与养护室2连通；多元热流体发生器1产生的多元热流体用于对养护室2内的混凝土预制件进行养护。

其中，多元热流体发生器1的结构形式有多种，例如：包括锅炉和混合容器；混合容器与锅炉的出烟口和水蒸气引出管均连通，混合容器用于将锅炉加热过程中产生的烟气和水蒸气混合成多元热流体，该多元热流体通入养护室2对混凝土预制件进行养护。

采用多元热流体发生器1制备多元热流体方便快捷，便于管理。多元热流体发生器1制备的多元热流体对混凝土预制件进行养护，热量损耗少；多元热流体中的二氧化可在混凝土预制件的养护过程中可促进产生碳酸钙和凝胶等物质，对混凝土起到碳化的作用，使混凝土的养护时间能缩短，同时预制件的早期强度上升比较快。该系统养护效率高，能源利用率高。

如图5所示，在上述实施例基础之上，进一步地，多元热流体发生器1包括助燃剂储存室11、燃料储存室12、水储存室13以及燃烧室14；助燃剂储存室11、燃料储存室12以及水储存室13均与燃烧室14的进口连通，燃烧室14的出口与养护室2的进气口连通，用于向养护室2供给多元热流体。

其中，可根据具体的养护条件计算所需助燃剂、燃料和水的量，当通入燃烧室14的助燃剂的量和燃料的量达到所需量时，切断助燃剂储存室11与燃烧室14之间的连通管路以及燃料储存室12与燃烧室14之间的连通管路，从而停止添加助燃剂和燃料；当燃料在燃烧室14开始燃烧后，连通水储存室13与燃烧室14之间的管路，使水通入燃烧室14气化，当通入所需量的水后，切断水储存室13与燃烧室14之间的管路，停止加水；从而可得到符合要求的多元热流体，同时，燃料燃烧完全，避免浪费资源。

助燃剂储存室11、燃料储存室12、水储存室13以及燃烧室14之间相互独立，方便管理，节省劳动力，提高工作效率。

需要说明的是，该系统可包括控制器，养护室2内设置有温度传感器、湿度传感器和压力传感器，且温度传感器、湿度传感器和压力传感器均与控制器通讯连接；燃烧室14与养护室2之间通过第一电磁阀连通，助燃剂储存室11与燃烧室14之间通过第二电磁阀连通，燃料储存室12燃烧室14之间通过第三电磁阀连通，水储存室13燃烧室14之间通过第四电磁阀连通；第一、第二、第三和第四电磁阀均与控制器电连接。

通过控制器来控制第一电磁阀的开关，来连通或者切断燃烧室14和养护室2之间的管路，促使或者阻止多元热流体进入养护室2内；控制器通过控制第二、第三或第四电磁阀的开关来控制进入燃烧室14的助燃剂、燃料或水。在养护过程中，控制器通过温度传感器、湿度传感器传输的信号，分析判断温度和湿度是否达到预设值，若没有达到，则控制第二、第三或第四电磁阀的开关来控制进入燃烧室14的助燃剂、燃料或水，对养护室2内的温度或者湿度进行调整。该结构可实现混凝土预制件养护的自动化、智能化，进一步实现精准养护。

如图5所示，在上述实施例基础之上，进一步地，混凝土预制件养护系统还包括水分离器3和催化器4；水分离器3上设置有进气口、出气口和出水口；水分离器3的进气口与养护室2的出气口连通，水分离器3的出水口与水储存室13连通；催化器4的进气口与水分离器3的出气口连通，催化器4的排气口与助燃剂储存室11连通。

其中，养护后的尾气通过养护室2的出气口以及水分离器3的进气口进入水分离器3内，分离得到的水由水分离器3上的出水口流出进入水储存室13等待进行下一次多元热流体的制备。分离后得到的废气通过水分离器3上的出气口进入催化器4中，废气中的有害气体在催化器4中被还原或者氧化为无害气体，将该无害气体一部分通入助燃剂储存室11中等待进行下一次制备，一部分排入大气中，部分通入助燃剂储存室11避免降低压缩空气的含氧量，避免影响燃料燃烧。

对养护后的尾气进行分离，得到水和废气，对水进行回收，可用于下一次制备多元热流体中，避免浪费资源。对废气进行催化，使废气中的有害气体通过还原或者氧化得到无害气体，可将一部分无害气体加入制备多元热流体中。实现了对废气的循环利用，避免污染环境。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种混凝土预制件养护方法，其特征在于，包括：

向养护室内通入多元热流体；

利用养护室内的所述多元热流体对混凝土预制件进行养护；

所述多元热流体至少包括二氧化碳和水。

2.根据权利要求1所述的混凝土预制件养护方法，其特征在于，在向养护室内通入多元热流体之前，还包括，

利用燃烧室制备所述多元热流体，并且制备出的所述多元热流体全部用于对所述混凝土预制件进行养护。

3.根据权利要求2所述的混凝土预制件养护方法，其特征在于，利用燃烧室制备所述多元热流体，包括，

将助燃剂和燃料通入燃烧室中进行燃烧；

在燃料燃烧过程中，向燃烧室通入水；

燃料燃烧产生的气体与水蒸气混合得到所述多元热流体。

4.根据权利要求2所述的混凝土预制件养护方法，其特征在于，利用养护室内的所述多元热流体对混凝土预制件进行养护，包括，

当养护室内的温度低于预设值时，向燃烧室通入燃料和助燃剂；

燃料燃烧得到气体；

将所述气体通入养护室，直至养护室内的温度达到预设值。

5.根据权利要求2所述的混凝土预制件养护方法，其特征在于，利用养护室内的所述多元热流体对混凝土预制件进行养护，包括，

当所述养护室内的湿度低于预设值时，将燃料和助燃剂通入燃烧室燃烧；

在燃料燃烧过程中，向燃烧室通入水；

将混合的水蒸气和燃烧气体通入养护室，直至养护室内的湿度达到预设值。

6.根据权利要求3所述的混凝土预制件养护方法，其特征在于，在压力为0.5MPa－1MPa，温度为100℃－120℃，湿度高于98％的养护条件下，对混凝土预制件进行养护。

7.根据权利要求1所述的混凝土预制件养护方法，其特征在于，在利用养护室内的所述多元热流体对混凝土预制件进行养护之后，包括，

将养护后的尾气分离，得到水和废气；

将废气催化得到无害气体；

回收所述水以及所述无害尾气。

8.一种混凝土预制件养护系统，其特征在于，包括：多元热流体发生器(1)和养护室(2)；

所述多元热流体发生器(1)用于产生至少含有二氧化碳和水蒸气的多元热流体，所述养护室(2)用于放置混凝土预制件；

所述多元热流体发生器(1)与所述养护室(2)连通；所述多元热流体发生器(1)产生的多元热流体用于对所述养护室(2)内的所述混凝土预制件进行养护。

9.根据权利要求8所述的混凝土预制件养护系统，其特征在于，所述多元热流体发生器(1)包括助燃剂储存室(11)、燃料储存室(12)、水储存室(13)以及燃烧室(14)；所述助燃剂储存室(11)、所述燃料储存室(12)以及所述水储存室(13)均与所述燃烧室(14)的进口连通，所述燃烧室(14)的出口与所述养护室(2)的进气口连通，用于向所述养护室(2)供给多元热流体。

10.根据权利要求9所述的混凝土预制件养护系统，其特征在于，还包括水分离器和催化器；所述水分离器上设置有进气口、出气口和出水口；所述水分离器的进气口与所述养护室(2)的出气口连通，所述水分离器的出水口与所述水储存室(13)连通；

所述催化器的进气口与所述水分离器的出气口连通，所述催化器的排气口与所述助燃剂储存室(11)连通。