[发明专利]一种用于寒区冬季施工的混凝土养护装置及其养护方法

说明书

一种用于寒区冬季施工的混凝土养护装置及其养护方法。在寒区冬季施工中，现行混凝土养护措施耗能大且存在安全隐患，难以匹配寒区冬季混凝土养护。本发明中养护装置为四个侧板依次围合形成矩形框体，矩形框体内填充有混凝土，顶板和底板分别水平设置在矩形框体的顶部和底部，模板框的外壁上设置有相变材料层，相变材料层为通电蓄热的层体，相变材料层的外壁设置有保温层；本发明中的方法是将处于模板框和保温层之间的相变材料层通过模板框对混凝土进行传热，相变材料层通过重复充放热的方式实现对混凝土持续供热养护。本发明用于寒区冬季现场施工中的混凝土养护。

技术领域

本发明属土木工程技术领域，具体涉及一种用于寒区冬季施工的混凝土养护装置及其养护方法。

背景技术

在寒区冬季施工过程中，混凝土面临的最大问题就是混凝土的受冻破坏问题。养护不当会出现裂纹，强度发展不足耐久性质量下降等问题。为了防止混凝土冻害，《建筑工程冬期施工规程》定义了“受冻临界强度”做为混凝土冬季施工的重要指标，用于判断混凝土是否具备抵抗受冻的能力。冬季施工的方法很多，主要包括蓄热法、综合蓄热法、构建外部加热法(电加热养护法、蒸汽养护法、暖棚法)以及掺防冻剂法等。蓄热法及综合蓄热法是最简单常见的方法，通过需要搅拌混凝土的原材料水、砂子和石子进行加热，使得混凝土具备较高的入模温度，之后以合适的方式进行保温，利用其初始温度及水化热使其内部温度保持正温状态，进而强度得以发展至临界抗压强度，此种方法操作起来较为方便，在实际工程能有一定的效果。此方法在施工温度在-10℃以上时，能够取得较好的效果，然而在我国的三北地区，冬季温度往往远低于-10℃，与外界空气传热较为迅速，故此方法很难获得预期效果。而构建外部加热法的热源有多种，常见的有暖棚法和蒸汽加热养护。该方法有较好的效果，然而需要高昂的费用，费工，使用大量材料，需要的成本巨大。除此之外，掺防冻剂也是一种广泛应用在寒区混凝土冬季施工的方法。通过在混凝土中添加防冻剂以降低水的冰点，使得混凝土内部在负温下仍可以继续水化，进而强度得以发展。然后此方法的弊端是防冻剂的掺入可能在混凝土内部引入氯化钙或氯化钠，其中的氯离子会使得钢筋遭受严重腐蚀，且同时一些碱性盐会催化碱骨料反应，对工程质量造成更不利的影响。总之，在寒区冬季施工中，混凝土的养护措施耗能大且存在安全隐患，现行养护措施难以匹配寒区冬季混凝土施工，导致混凝土养护后难以发展至临界抗压强度。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于寒区冬季施工的混凝土养护装置及其养护方法，以解决在寒区冬季施工中，混凝土的养护措施耗能大且存在安全隐患，现行养护措施难以匹配寒区冬季混凝土施工，导致混凝土养护后难以发展至临界抗压强度的问题。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

一种用于寒区冬季施工的混凝土养护装置，它包括模板框、相变材料层和保温层，所述模板框包括顶板、底板和四个侧板，四个侧板竖直并列设置，四个侧板依次围合形成矩形框体，矩形框体内填充有混凝土，顶板和底板分别水平设置在矩形框体的顶部和底部，模板框的外壁上设置有相变材料层，相变材料层为通电蓄热的层体，相变材料层的外壁设置有保温层。

作为优选方案：矩形框体的横向截面小于顶板或/和底板的板面积，顶板的外壁上加工有配合相变材料层的第一凹槽，底板的外壁上加工有配合相变材料层的第二凹槽。

作为优选方案：第一凹槽的中心处加工有第一凸起，第一凸起的高度小于第一凹槽的槽深；第二凹槽的中心处加工有第二凸起，第二凸起的高度小于第二凹槽的槽深。

作为优选方案：相变材料层内设置有第一温度传感器，混凝土的端角处设置有第二温度传感器，混凝土的中心处设置有第三温度传感器。

作为优选方案：相变材料层是由至少一个电热带和至少两个相变材料片交替复合形成的层体。

作为优选方案：顶板、底板和侧板均为木模板。