混凝土保养喷淋系统 [喷淋养护技术在室内混凝土试件养生中的应用与研究]
时间:2019-05-28 03:19:15 来源:柠檬阅读网 本文已影响 人
摘要:通过对喷淋养护在室内混凝土试件养生中的应用研究,以及与传统室内混凝土试件养生方式和混凝土强度试验数据的对比,进行养生过程分析,验证了喷淋养护技术在室内混凝土试件养生中的可行性和优越性。
主题词:喷淋养护,室内混凝土试件, 养生,应用, 与研究
Abstract: through analyzing the spray maintenance in indoor concrete samples of the application of the health research, as well as with traditional indoor concrete samples health and strength of concrete way the data of experiment, the health process analysis, and verifies the spray maintenance technology in indoor concrete samples of health is effective and feasible.
Keywords: spray maintenance, indoor concrete samples, keeping in good health, application, and research
中图分类号:TU37文献标识码:A 文章编号:
1前言
混凝土是水硬性材料,混凝土养护是保证混凝土质量的重要工序。在混凝土强度增长期,为避免表面蒸发和其他原因造成的水分损失,使混凝土水化作用充分进行,保证混凝土的强度和耐久性等技术指标,必须对其进行养护。而混凝土试件是评定混凝土结构构件质量的重要依据,因此混凝土试件的养护显得尤为重要。
2混凝土试件室内养生基本形式
当前,混凝土试件室内养生主要采用蒸汽养护和水中养护两种方式。《公路工程水泥混凝土试验规程》(JTG E30-2005)中规定的混凝土试件标准养护的条件为:温度20±2℃,相对湿度在95%以上。为了使标准养护条件得到更进一步的改善,提高混凝土试件室内养生的质量,在此我项目部采用一种新型的混凝土试件室内养生方式--喷淋养护。
3 混凝土试件室内养生方式及其对比
混凝土试件的水中养护是一种使用比较早的养护方式,混凝土试件整体浸泡在清水中。夏季用空调调整养护室温度;冬季,加热管放在养护水池中调整温度,养护水池中不同水深的温差较大,超过规定温度20±2℃,温度调整不均匀且比较缓慢,影响养护质量。试件浸泡在水中,混凝土中的一部分Ca(OH)2就会溶出,这就影响水泥的水化进程从而影响混凝土的强度。因此此种养护方式已达不到规程中的要求标准,现已经基本淘汰。
混凝土试件的蒸汽养护:在夏季,由空调来调整养护室的温度;定期在养护室地面和试件表面洒水,通过水的自然蒸发来保证养护室的湿度。在冬季,由蒸汽设备对水进行加热,水在温度接近100℃时由液态变成气态,通过此接近100℃时的蒸汽来调整养护室的温度和湿度。水蒸气比空气轻,悬浮于养护室上部,养护室上部温度与下部有明显差异。
混凝土试件的喷淋养护:利用高科技微处理器控制温度和湿度,仪器将水加热制冷,由设置在室中的喷头将水雾化均匀喷洒在养护室内,既能保证温度又能保证湿度。数显温度控制精度20±0.5℃,相对湿度能达到99%以上。
3.1喷淋养护
在本工程中混凝土试件的室内养生采用喷淋养护,并就喷淋养护和蒸汽养护的养护效果进行了对比。
3.1.1喷淋养护基本原理
喷淋养护装置主要由恒温和恒湿控制系统、加热和制冷系统、水循环系统、喷管及喷头系统组成。
装置中的恒温和恒湿控制系统通过放置在养护室内的温度和湿度传感器,测量出被控环境的温度、湿度值以后,由仪器内部的微处理器将温度、湿度值转换成相应的数字,由前面板的数码管显示,与此同时,微处理器将温度、湿度值分别与养护室的标准值进行比较、判断,并发出相应的控制信号,由水循环系统和加热制冷系统来完成水的温度调整,通过喷头、喷管系统喷出的雾化水调整和控制环境温度、湿度。当养护室的温度、湿度达到规定的温度时,系统自动停止工作。
3.1.2喷淋养护室设计
本工程混凝土养护室根据混凝土工程的数量和施工进度计划进行设计。养护室的技术参数和技术要求设计如下:
在养护室内挖一个长度为0.60m、宽度0.60m、深度1.00m的蓄水池,将水泵的抽水管伸入水池中并与水泵相接,水泵的出水管与冷暖压缩机相通,水泵、冷暖压缩机、养护装置主机均放置在养护室外的房间里。冷暖压缩机的出水管直接进入养护室与喷管、喷头相通,喷水与否由养护室的主机控制,主机的控制指令依据放置在养护室内的温、湿传感器的反馈信号确定。温度、湿度传感器安装在能真实反映养护室温度湿度值的地方,避免被水直接喷溅到,如果被水直接喷溅到,则会影响传感器的检测精度。
养护室面积15m2,3m*5m;
内部净空高度2.0m;
顶棚内层铺设PVC板,外层用聚乙烯塑料密封,外层和内层之间铺设泡沫保温板。
墙壁用混凝土空心砌块砌筑,内部粘贴防水瓷砖
地面做防水处理,并粘贴防滑瓷砖。
沿养护室长度方向在顶棚上布设2排喷管,每排喷管设置4个喷头,每个喷头上设有4个雾化喷嘴。
混凝土试件摆放在6个养护架上,养护架规格为1.5*1.8*0.5,每个养护架存放8层试件,层间间距为0.2m,共计可存放试件1152块。
3.2.3喷淋养护装置主要技术参数
主要技术参数表表1
3.3蒸汽养护与喷淋养护对比
3.3.1众所周知,混凝土的硬化,源于水泥的水化作用,周围环境的温度与湿度左右着水泥水化速度,也严重影响混凝土强度的增长和混凝土的质量。水是水泥水化反应的必要条件,因此,周围环境的湿度对混凝土强度能否正常发展有显著影响,湿度不够,混凝土会因失水干燥而影响水泥水化作用的正常进行,甚至停止水化,所以应保证混凝土凝结硬化所需要的湿度,以利于混凝土强度的正常增长。温度影响混凝土发生水化作用的速度,从而导致后期强度增长的快慢。
夏季,蒸汽养护室的温度用空调调整能得到保证,同时,依靠空气流动调整温度时和外界发生气体交换,室内空气的湿度在不断减小,湿度不容易得到保证。冬季,蒸汽养护中蒸汽的温度一般在90-100℃,湿度能得到保证,但单位体积蒸汽的比重比室内空气小,蒸汽向养护室房间的顶部流动,上部温度比下部温度高,养护室的温度调节不均匀。加温时间长,能耗比较高。
喷淋养护装置将水雾化处理,把水变成悬浮在空气中的极小的水颗粒,是用水雾来调整温度、湿度的。即使在温度能满足要求的情况下,喷淋养护装置还具有自动加湿功能,每30分钟定时喷水2分钟,温度和湿度控制都能达到表1中的控制精度要求。调温时间短,温湿度均匀,能耗低。
3.3.2两种养护方式的温度,湿度和能耗对比
夏季温度湿度能耗表
冬季温度湿度能耗表
3.3.3蒸汽养护不同于一般的常规养护,混凝土的养护温度越高,水泥水化速度越快,混凝土试件遇到温度比较高的蒸汽会产生急速的水化作用。由于急速的早期水化会导致水化物分布不均,水泥水化物稠密程度低的区域将会成为水泥石中薄弱点,从而降低混凝土试件的整体强度;水泥水化物稠密程度高的区域,包裹在水泥粒子周围的水化物,会妨碍水化反应的继续进行,对后期强度发展不利。其不同点就在于,它在迅速增长强度的同时,也伴随产生结构的破坏。这是由于在蒸养过程中,砼拌合物内部的气体和水分受热膨胀,而造成了体积急剧热胀变形,当砼初始结构强度低尚无力抵抗自膨胀压力时,就会产生大量孔缝,出现一系列质量问题,而喷淋养护中雾化水的温度控制精度为20±2℃,能使混凝土试件处于正常的水化反应过程中,混凝土试件整体强度有利提高。
3.3.4 两种养护方式室内混凝土试块强度对比
混凝土试块抗压强度对比表表2
混凝土试块制作方法:按照《公路工程水泥混凝土试验规程》(JTG E30-2005)中规定的标准方法制作完成。
混凝土试件养护条件:分别用蒸汽养护和喷淋养护两种方式养护28d。
从以上混凝土试块28d抗压强度值分析可得:喷淋养护的混凝土试块强度的偏差系数比蒸汽养护的小。
3.3.4喷淋养护装置放在养护室的外面,避免仪器受损;蒸汽养护中蒸汽装置和制冷空调元件长期处于湿度高的环境中,容易受潮,造成元件损坏。
3.3.5由于喷淋养护装置调节室内温度是靠调整水温来完成的,水加热过程中造成压缩水罐内结水垢,容易堵塞喷头,并且致使压缩罐增压漏水,所以要经常清洗喷头,才能保证机器正常工作。
4 结论
4.1在室内混凝土试块养护中,喷淋养护技术温度控制能达到20±0.5℃,《公路工程水泥混凝土试验规程》(JTG E30-2005)规定的养护温度为20±2℃,温度控制精确度更高;湿度控制能达到99%,《公路工程水泥混凝土试验规程》(JTG E30-2005)中规定湿度为95%以上,湿度控制精确度更高。温度和湿度方面能更好的保证水泥水化作用的正常、顺利进行。
4.2喷淋养护混凝土试块的强度标准偏差小,强度值相对比较均匀。
4.3喷淋养护装置能量利用率高,能耗低,经济环保无污染。
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。