CN110355864A - 一种隧道衬砌模型试件的养护设备及温湿度调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种隧道衬砌模型试件的养护设备，属于混凝土养护技术领域，包括外绝热板、内绝热板、两侧盖板、控温装置和控湿装置，还提供一种基于隧道衬砌模型试件养护设备的温湿度调节方法，湿度检测单元以检测第一间隙和第二间隙内的湿度情况并输出对应的湿度检测信号，且湿度控制单元根据各位置的湿度检测信号所反馈的情况以控制与其对应位置的喷淋机构的启闭；温度检测单元以检测第一间隙和第二间隙内的温度情况并输出对应的温度检测信号，且温度控制单元根据各位置的温度检测信号所反馈的情况以控制与其对应位置的吹风机构的启闭。本发明提供的一种隧道衬砌模型试件的养护设备及其温湿度调节方法，可调节养护空间内的环境，利于测试。

Description

一种隧道衬砌模型试件的养护设备及温湿度调节方法

技术领域

本发明属于混凝土养护技术领域，更具体地说，是涉及一种隧道衬砌模型试件的养护设备及温湿度调节方法。

背景技术

混凝土浇注后，如气候炎热、空气干燥，不及时进行养护，混凝土中水分会蒸发过快，形成脱水现象，会使已形成凝胶体的水泥颗粒不能充分水化，不能转化为稳定的结晶，缺乏足够的粘结力，从而会在混凝土表面出现片状或粉状脱落。此外，在混凝土尚未具备足够的强度时，水分过早的蒸发还会产生较大的收缩变形，出现干缩裂纹，影响混凝土的耐久性和整体性。所以混凝土浇筑后初期阶段的养护非常重要，混凝土终凝后应立即进行养护，干硬性混凝土应于浇筑完毕后立即进行养护。

目前，混凝土室内试验采用标准养护，在检测混凝土变形性能指标的过程中，首先应解决好试验环境的问题，由于混凝土试件逐渐硬化和强度增长的过程需要一定的温度和湿度，温差会导致混凝土试件的收缩，表面产生很多温度裂纹。此外，空气干燥，混凝土试件中的水分会蒸发过快，试件表面会出现裂纹。因此，为了抑制混凝土试件因温度释放和水分蒸发过程产生的裂纹，需要在养护过程中保证混凝土试件存在于适宜的温度和湿度环境中。能否实现相对温湿度的恒定，对于试验的科学性起到至关重要的作用。由于该温湿度的要求与传统的试验环境要求有着较大的区别，目前尚无成熟的构建方案，一直以来都无法有效的实现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种隧道衬砌模型试件的养护设备，能够自动控制和调节混凝土养护所需的温度和湿度。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种隧道衬砌模型试件的养护设备包括：外绝热板、内绝热板、两侧盖板、控温装置和控湿装置；外绝热板设置在衬砌模型试件的外围并与所述衬砌模型试件的外表面具有第一间隙，所述外绝热板的横切面呈拱形，与所述衬砌模型试件的外形相适配；内绝热板设置在所述衬砌模型试件的内围并与所述衬砌模型试件的内表面具有第二间隙，所述内绝热板横切面呈拱形，与所述衬砌模型试件的外形相适配，所述内绝热板和所述外绝热板之间构成用于养护所述衬砌模型试件的养护空间；两侧盖板分别设置在所述养护空间的两端，用于密封所述养护空间；控湿装置包括设置在所述外绝热板和所述内绝热板上的分别用于向所述第一间隙和所述第二间隙内加湿的喷淋机构、用于检测所述第一间隙和所述第二间隙内湿度情况的湿度检测单元，以及分别与所述喷淋机构和所述湿度检测单元连接的湿度控制单元；控温装置包括设置在两侧所述盖板上的分别用于向所述第一间隙和所述第二间隙内吹风的吹风机构、用于检测所述第一间隙和所述第二间隙内湿度情况的温度检测单元，以及分别与所述吹风机构和所述温度检测单元连接的温度控制单元。

进一步地，所述喷淋机构包括：若干组第一管道、若干个喷嘴和若干组水泵；若干组第一管道分别沿所述外绝热板和所述内绝热板长度方向间隔的环绕设置；若干个喷嘴均经三通接头间隔设置在各组第一管道上，用于将所述第一管道内的水分向所述衬砌模型试件喷射；若干组水泵输出端分别与各组所述第一管道连通，输入端分别与外部供水源连通，且与所述湿度控制单元电连接。

进一步地，各所述喷嘴上均设有用于调节喷水量以及喷水范围的控制阀。

进一步地，所述外绝热板与所述内绝热板上的各组第一管道在径向上一一相对设置构成若干个用于向同一径向上的所述衬砌模型试件表面喷淋的喷淋区。

进一步地，在各所述喷淋区的分别位于所述外绝热板与所述内绝热板上的喷嘴交叉设置。

进一步地，所述吹风机构包括两个第二管道和两个鼓风机；两个第二管道分别环绕设置在两侧所述盖板上，且均匀设有若干个用于向所述第一间隙和所述第二间隙内吹气的出气口；两个鼓风机分别与各所述第二管道连接，且与所述温度控制单元电连接。

进一步地，所述衬砌模型试件的长度与第一间隙以及第二间隙的宽度比均为5:1。

本发明提供的一种隧道衬砌模型试件的养护设备的有益效果在于：与现有技术相比，本发明一种隧道衬砌模型试件的养护设备，由于外绝热板和内绝热板分别设置在衬砌模型试件的外围和内围，且均保持一定间距，并在两端分别设置有密封盖板，则外绝热板和内绝热板分别与衬砌模型试件及两侧盖板构成两个独立的养护空间，从而使衬砌模型试件内外表面的环境独立开，更利于对养护空间内的环境进行控制；并在对应的密封养护空间内设置控温装置和控湿装置，对应的湿度检测单元和温度检测单元检测各位置的实时湿度和温度，并分别通过湿度控制单元和温度控制单元对获取到的温湿度信号进行判断，进而控制对应的喷淋机构进行湿度调节和控制对应的吹风机构进行温度调节，从而使衬砌模型试件养护空间的环境，有利于衬砌模型试件的测试。

本发明还提供一种基于隧道衬砌模型试件养护设备的温湿度调节方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种基于隧道衬砌模型试件养护设备的温湿度调节方法，包括：所述的湿度检测单元以检测所述第一间隙和所述第二间隙内的湿度情况并输出对应的湿度检测信号，且所述湿度控制单元根据各位置的湿度检测信号所反馈的情况以控制与其对应位置的喷淋机构的启闭；所述的温度检测单元以检测所述第一间隙和所述第二间隙内的温度情况并输出对应的温度检测信号，且所述温度控制单元根据各位置的温度检测信号所反馈的情况以控制与其对应位置的吹风机构的启闭。

进一步地，所述湿度控制单元预设有湿度基准值信号为90％-100％，且将接收到的各个位置的湿度检测信号与湿度基准值信号进行比较，若任意位置的湿度检测信号大于湿度基准值信号最大值时，湿度控制单元控制对应位置的喷淋机构断开；若任意位置的湿度检测信号小于湿度基准值信号最小值时，湿度控制单元控制对应位置的喷淋机构启动。

进一步地，所述温度控制单元预设有温度基准值信号为17℃～23℃，且将接收到的各个位置的温度检测信号与温度基准值信号进行比较，若任意位置的湿度检测信号大于温度基准值信号最大值时，湿度控制单元控制对应位置的吹风机构制冷启动；若任意位置的温度检测信号小于温度基准值信号最小值时，温度控制单元控制对应位置的吹风机构制热启动。

本发明提供的一种基于隧道衬砌模型试件养护设备的温湿度调节方法的有益效果在于：与现有技术相比，本发明一种基于隧道衬砌模型试件养护设备的温湿度调节方法，对设置在衬砌模型试件内外侧两个独立空间内的喷淋机构和吹风机构进行单独控制，完成对整体养护空间的温湿度情况的调节，保证衬砌模型试件两侧的温湿度环境能够更加的均匀，有利于混凝土试件的测试。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种隧道衬砌模型试件的养护设备的结构示意图；

图2为图1中A-A方向的剖视图；

图3为本发明实施例提供的盖板的结构示意图。

图中：1、外绝热板；2、内绝热板；3、盖板；41、第一管道；42、喷嘴；43、水泵；51、第二管道；52、鼓风机；53、出气口；6、湿度传感器；7、水源；8、衬砌模型试件。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请一并参阅图1至图3，现对本发明提供的一种隧道衬砌模型试件的养护设备进行说明。所述一种隧道衬砌模型试件的养护设备，包括：外绝热板1、内绝热板2、两侧盖板3、控温装置和控湿装置；外绝热板1设置在所述衬砌模型试件8的外围并与所述衬砌模型试件8的外表面具有第一间隙，外绝热板1横切面呈拱形，与衬砌模型试件8的外形相适配；内绝热板2设置在所述衬砌模型试件8的内围并与所述衬砌模型试件8的内表面具有第二间隙，内绝热板2横切面呈拱形，与衬砌模型试件8的外形相适配，所述内绝热板和所述外绝热板之间构成用于养护所述衬砌模型试件的养护空间；两侧盖板3分别设置在所述养护空间的两端，用于密封所述养护空间；控湿装置包括设置在所述外绝热板1和所述内绝热板2上的分别用于向所述第一间隙和所述第二间隙内加湿的喷淋机构、用于检测所述第一间隙和所述第二间隙内湿度情况的湿度检测单元，以及分别与所述喷淋机构和所述湿度检测单元连接的湿度控制单元；控温装置包括设置在两侧所述盖板3上的分别用于向所述第一间隙和所述第二间隙内吹风的吹风机构、用于检测所述第一间隙和所述第二间隙内湿度情况的温度检测单元，以及分别与所述吹风机构和所述温度检测单元连接的温度控制单元。

本发明提供的一种隧道衬砌模型试件的养护设备的有益效果在于：与现有技术相比，本发明一种隧道衬砌模型试件的养护设备，由于外绝热板1和内绝热板2分别设置在衬砌模型试件8的外围和内围，且均保持一定间距，并在两侧分别设置有密封盖板3，则外绝热板1和内绝热板2分别与衬砌模型试件8及两侧盖板3构成两个相对独立的的密封养护空间，从而使衬砌模型试件8内外表面的环境独立开，更利于对养护空间内的环境进行控制；并在对应的密封养护空间内设置控温装置和控湿装置，对应的湿度检测单元和温度检测单元检测各位置的实时湿度和温度，并分别通过湿度控制单元和温度控制单元对获取到的温湿度信号进行判断，进而控制对应的喷淋机构进行湿度调节和控制对应的吹风机构进行温度调节，从而使衬砌模型试件8养护空间的环境，有利于衬砌模型试件8的测试。

在本实施例中，湿度控制单元和温度控制单元可以设置在控制主机、台式电脑、服务器等控制终端，置于养护空间外侧，以避免内部的环境对其内部的器件产生影响，图中未示出。

在本实施例中，湿度检测单元可采用湿度传感器6，其中湿敏元件是最简单的湿度传感器6，设置在外绝热板1和内绝热板2上；温度检测单元可采用温度传感器，设置在盖板3上。

作为本发明提供的一种隧道衬砌模型试件的养护设备的一种具体实施方式，请参阅图1至图3，所述喷淋机构包括：若干组第一管道41、若干个喷嘴42和若干组水泵43；若干组第一管道41分别沿所述外绝热板1和所述内绝热板2长度方向间隔的环绕设置；若干个喷嘴42均经三通接头间隔设置在各组第一管道41上，用于将所述第一管道41内的水分向所述衬砌模型试件8喷射；若干组水泵43输出端分别与各组所述第一管道41连通，输入端分别与外部供水源7连通，且与所述湿度控制单元电连接。当湿度控制单元控制水泵43启动时，水通过第一管道41由各喷嘴42向衬砌模型试件8喷射，从而对相应养护空间进行加湿；由于第一管道41环绕设置在外绝热板1和内绝热板2上，故可以对对应径向的衬砌模型试件8周边均匀加湿。可选的，同一个第一管道41上的若干个喷嘴42的喷射方向相同。可选的，第一管道41可以是硬质材料埋设在外绝热板1和内绝热板2内，也可以是软质胶管安装在外绝热板1和内绝热板2的表面。

作为本发明提供的一种隧道衬砌模型试件的养护设备的一种具体实施方式，请参阅图1及图2，各所述喷嘴42上均设有用于调节喷水量以及喷水范围的控制阀。便于调节喷嘴42向衬砌模型试件8喷射距离及喷射量，避免衬砌模型试件8表面附着水，而急速冷却发生表面裂纹，或水痕迹残留影响美观。

作为本发明提供的一种隧道衬砌模型试件的养护设备的一种具体实施方式，请参阅图1及图2，所述外绝热板1与所述内绝热板2上的各组第一管道41在径向上一一相对设置构成若干个用于向同一径向上的所述衬砌模型试件8表面喷淋的喷淋区。衬砌模型试件8两侧的养护空间内喷嘴42相对设置，可以同时对相同环向的衬砌模型试件8内外养护空间的湿度同时调节。

作为本发明提供的一种隧道衬砌模型试件的养护设备的一种具体实施方式，请参阅图1及图2，在各所述喷淋区的分别位于所述外绝热板1与所述内绝热板2上的喷嘴42交叉设置。避免相同位置的衬砌模型试件8吸收过多的水份。

作为本发明提供的一种隧道衬砌模型试件的养护设备的一种具体实施方式，参阅图3，所述吹风机构包括两个第二管道51和两个鼓风机52；两个第二管道51分别环绕设置在两侧所述盖板3上，且均匀设有若干个用于向所述第一间隙和所述第二间隙内吹气的出气口53；两个鼓风机52分别与各所述第二管道51连接，且与所述温度控制单元电连接。当温度控制单元如鼓风控温器接受到温度过低的信号时，启动吹风机构对养护空间吹热风；当接受的温度过高的信号时，启动吹风机构对养护空间吹凉风。可选的，吹风机构可采用如空调制冷制热系统。当接受的信号在合适的范围内，即关闭吹风机构，从而对养护空间内的温度进行控制。

作为本发明提供的一种隧道衬砌模型试件的养护设备的一种具体实施方式，所述衬砌模型试件8的长度与第一间隙以及第二间隙的宽度比均为5:1。

本发明还提供一种基于隧道衬砌模型试件养护设备的温湿度调节方法，包括所述的湿度检测单元以检测所述第一间隙和所述第二间隙内的湿度情况并输出对应的湿度检测信号，且所述湿度控制单元根据各位置的湿度检测信号所反馈的情况以控制与其对应位置的喷淋机构的启闭；所述的温度检测单元以检测所述第一间隙和所述第二间隙内的温度情况并输出对应的温度检测信号，且所述温度控制单元根据各位置的温度检测信号所反馈的情况以控制与其对应位置的吹风机构的启闭。

本发明提供的一种基于隧道衬砌模型试件养护设备的温湿度调节方法的有益效果在于：与现有技术相比，本发明一种基于隧道衬砌模型试件养护设备的温湿度调节方法，对设置在衬砌模型试件8内外侧两个独立空间内的喷淋机构和吹风机构进行单独控制，完成对整体养护空间的温湿度情况的调节，保证衬砌模型试件8两侧的温湿度环境能够更加的均匀，有利于混凝土试件的测试。

作为本发明提供的一种基于隧道衬砌模型试件养护设备的温湿度调节方法的一种具体实施方式，所述湿度控制单元预设有湿度基准值信号为90％-100％，且将接收到的各个位置的湿度检测信号与湿度基准值信号进行比较，若任意位置的湿度检测信号大于湿度基准值信号最大值时，湿度控制单元控制对应位置的喷淋机构断开；若任意位置的湿度检测信号小于湿度基准值信号最小值时，湿度控制单元控制对应位置的喷淋机构启动。通过上述方法可有效的将养护空间的湿度控制在最佳的测试湿度90％-100％的范围。

作为本发明提供的一种基于隧道衬砌模型试件养护设备的温湿度调节方法的一种具体实施方式，所述温度控制单元预设有温度基准值信号为20-3℃～20+3℃，且将接收到的各个位置的温度检测信号与温度基准值信号进行比较，若任意位置的湿度检测信号大于温度基准值信号最大值时，湿度控制单元控制对应位置的吹风机构制冷启动；若任意位置的温度检测信号小于温度基准值信号最小值时，温度控制单元控制对应位置的吹风机构制热启动。通过上述方法可有效的将养护空间的温度控制在最佳的测试温度20-3℃～20+3℃的范围。

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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种隧道衬砌模型试件的养护设备，其特征在于，包括：

外绝热板，设置在衬砌模型试件的外围并与所述衬砌模型试件的外表面具有第一间隙，所述外绝热板的横切面呈拱形，与所述衬砌模型试件的外形相适配；

内绝热板，设置在所述衬砌模型试件的内围并与所述衬砌模型试件的内表面具有第二间隙，所述内绝热板横切面呈拱形，与所述衬砌模型试件的外形相适配，所述内绝热板和所述外绝热板之间构成用于养护所述衬砌模型试件的养护空间；

两侧盖板，分别设置在所述养护空间的两端，用于密封所述养护空间；

控湿装置，包括设置在所述外绝热板和所述内绝热板上的分别用于向所述第一间隙和所述第二间隙内加湿的喷淋机构、用于检测所述第一间隙和所述第二间隙内湿度情况的湿度检测单元，以及分别与所述喷淋机构和所述湿度检测单元连接的湿度控制单元；和

控温装置，包括设置在两侧所述盖板上的分别用于向所述第一间隙和所述第二间隙内吹风的吹风机构、用于检测所述第一间隙和所述第二间隙内湿度情况的温度检测单元，以及分别与所述吹风机构和所述温度检测单元连接的温度控制单元。

2.如权利要求1所述的一种隧道衬砌模型试件的养护设备，其特征在于，所述喷淋机构包括：

若干组第一管道，分别沿所述外绝热板和所述内绝热板长度方向间隔的环绕设置；

若干个喷嘴，均经三通接头间隔设置在各组第一管道上，用于将所述第一管道内的水分向所述衬砌模型试件喷射；和

若干组水泵，输出端分别与各组所述第一管道连通，输入端分别与外部供水源连通，且与所述湿度控制单元电连接。

3.如权利要求2所述的一种隧道衬砌模型试件的养护设备，其特征在于，各所述喷嘴上均设有用于调节喷水量以及喷水范围的控制阀。

4.如权利要求2所述的一种隧道衬砌模型试件的养护设备，其特征在于，所述外绝热板与所述内绝热板上的各组第一管道在径向上一一相对设置构成若干个用于向同一径向上的所述衬砌模型试件表面喷淋的喷淋区。

5.如权利要求3所述的一种隧道衬砌模型试件的养护设备，其特征在于，在各所述喷淋区的分别位于所述外绝热板与所述内绝热板上的喷嘴交叉设置。

6.如权利要求1-5任意一项所述的一种隧道衬砌模型试件的养护设备，其特征在于，所述吹风机构包括：

两个第二管道，分别环绕设置在两侧所述盖板上，且均匀设有若干个用于向所述第一间隙和所述第二间隙内吹气的出气口；

两个鼓风机，分别与各所述第二管道连接，且与所述温度控制单元电连接。

7.如权利要求1所述的一种隧道衬砌模型试件的养护设备，其特征在于，所述衬砌模型试件的长度与第一间隙以及第二间隙的宽度比均为5:1。

8.一种基于隧道衬砌模型试件养护设备的温湿度调节方法，其特征在于，利用权利要求1-7任意一项所述的湿度检测单元，以检测所述第一间隙和所述第二间隙内的湿度情况并输出对应的湿度检测信号，且所述湿度控制单元根据各位置的湿度检测信号所反馈的情况以控制与其对应位置的喷淋机构的启闭；所述的温度检测单元，以检测所述第一间隙和所述第二间隙内的温度情况并输出对应的温度检测信号，且所述温度控制单元根据各位置的温度检测信号所反馈的情况以控制与其对应位置的吹风机构的启闭。

9.如权利要求8所述的一种基于隧道衬砌模型试件养护设备的温湿度调节方法，其特征在于，所述湿度控制单元预设有湿度基准值信号为90％-100％，且将接收到的各个位置的湿度检测信号与湿度基准值信号进行比较，当任意位置的湿度检测信号大于湿度基准值信号最大值时，湿度控制单元控制对应位置的喷淋机构断开；当任意位置的湿度检测信号小于湿度基准值信号最小值时，湿度控制单元控制对应位置的喷淋机构启动。

10.如权利要求8所述的一种基于隧道衬砌模型试件养护设备的温湿度调节方法，其特征在于，所述温度控制单元预设有温度基准值信号为17℃-23℃，且将接收到的各个位置的温度检测信号与温度基准值信号进行比较，若任意位置的湿度检测信号大于温度基准值信号最大值时，湿度控制单元控制对应位置的吹风机构制冷启动；若任意位置的温度检测信号小于温度基准值信号最小值时，温度控制单元控制对应位置的吹风机构制热启动。