用于寒区冬季混凝土的梯度温度电激养护方法技术

用于寒区冬季混凝土的梯度温度电激养护方法，属土木工程技术领域。为了解决在寒区冬季施工中欧姆热养护法导致混凝土存在结构疏松多孔的问题。本发明专利技术在在浇筑混凝土结构后，立即对混凝土构件通电进行电激养护；在第一个养护阶段，保证结构养护温度处于10～25℃范围内，第一个养护阶段即混凝土构件通电早期阶段，对应为混凝土结构内部水化塑性阶段；在通电早期阶段后的通电中期阶段，通过增加通电电压的方式，提高结构养护温度，保证混凝土水化更加充分；通电中期阶段对应为混凝土结构硬化阶段；在通电中期阶段过后，使结构的养护温度呈阶梯下降趋势。本发明专利技术适用于寒区冬季混凝土的养护。的养护。的养护。

【技术实现步骤摘要】
用于寒区冬季混凝土的梯度温度电激养护方法


[0001]本专利技术属土木工程
，具体涉及一种用于寒区冬季混凝土的梯度温度电激养护方法。

技术介绍

[0002]寒区指的是最冷月平均温度在
‑
30℃～0℃之间，日平均温度低于5℃的天数达到90～145天的地区。混凝土结构在负温条件下由于胶凝材料水化反应被严重抑制无法正常形成强度，极易出现受冻破坏的问题。如果不采取合理的养护措施，冬季混凝土结构的施工建设就无从谈起。
[0003]传统的冬季混凝土结构施工方法诸多，主要包括蓄热保温法、外部加热法以及掺加外加剂等方法。但是这些养护方法无法对负温环境下的混凝土结构的施工质量有所保证，而且可能会耗费大量的人力、物力以及自然资源。欧姆热养护是一种新型的混凝土结构养护方法，通过对混凝土结构施加交变电流，利用交变电流流过结构产生的欧姆热实现结构的自生热的养护。欧姆热养护是一种内热源养护方法，与传统冬季混凝土结构养护方法相比，能够保证养护阶段结构温度的均匀分布，实现高质量冬季混凝土结构养护。但是欧姆热养护方法仍然停留在理论研究阶段，利用其对实际环境下混凝土结构进行实际养护仍然鲜有报道，如何使这一养护方法落地是实现我国严寒冬季混凝土结构施工的重要研究方向。现行的研究中，主要针对欧姆热养护促进结构形成进行了研究，但是欧姆热养护的通电过程较为简单粗暴，没有考虑结构与外界环境之间过大的温差可能引起结构热膨胀。混凝土新拌阶段热膨胀过大，导致硬化阶段混凝土疏松多孔，对力学强度非常不利。为了满足高质量欧姆热养护混凝土结构施工需要对该方法进行进一步改良。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种用于寒区冬季混凝土结构施工的梯度温度电激养护优化方法，以解决在寒区冬季施工中电激养护法导致混凝土存在结构疏松多孔的问题，对结构强度存在不利影响。
[0005]用于寒区冬季混凝土的梯度温度电激养护方法，包括如下步骤：
[0006]在负温条件下浇筑混凝土结构，所述负温条件为
‑
40℃～0℃；在浇筑混凝土结构时，模板层内嵌有金属导电电极层；
[0007]在浇筑混凝土结构后，立即对混凝土构件通电进行电激养护；
[0008]在第一个养护阶段，保证结构养护温度处于10～25℃范围内，所述第一个养护阶段即混凝土构件通电早期阶段，对应为混凝土结构内部水化塑性阶段；
[0009]在通电早期阶段后的通电中期阶段，通过增加通电电压的方式，提高结构养护温度，保证混凝土水化更加充分；所述通电中期阶段对应为混凝土结构硬化阶段；
[0010]在通电中期阶段过后，使结构的养护温度呈阶梯下降趋势，将通电中期阶段之后的温度呈阶梯下降称为养护温度下降阶段。
[0011]进一步地，通电中期阶段整体为第二个养护阶段；
[0012]在第一个养护阶段和第二个养护阶段，满足以下关系：
[0013]α1ΔT1＝α2ΔT2[0014]其中，α1为混凝土构件在塑性阶段的热膨胀系数，ΔT1为混凝土构件在塑性阶段电激养护过程中的温度与混凝土构件自身温度之间的温差，α2为构件在硬化阶段的热膨胀系数，ΔT2为构件在硬化阶段电激养护过程中的温度与混凝土构件自身温度之间的温差；
[0015]第一个养护阶段对应的第一阶梯度温度根据ΔT1确定，第二个养护阶段对应的第二阶梯度温度根据ΔT2确定。
[0016]或者，通电中期阶段整体分为两个阶段，分别记为第二个养护阶段和第三个养护阶段；在第一个养护阶段和第三个养护阶段，满足以下关系：
[0017]α1ΔT1＝α2ΔT2[0018]其中，α1为混凝土构件在塑性阶段的热膨胀系数，ΔT1为混凝土构件在塑性阶段电激养护过程中的温度与混凝土构件自身温度之间的温差，α2为构件在硬化阶段的热膨胀系数，ΔT2为构件在硬化阶段电激养护过程中的温度与混凝土构件自身温度之间的温差；
[0019]第一个养护阶段对应的第一阶梯度温度根据ΔT1确定，第三个养护阶段对应的第三阶梯度温度根据ΔT2确定；
[0020]在第一阶梯度温度和第三阶梯度温度之间引入第二阶梯度温度，第二阶梯度温度作为第二个养护阶段对应的温度。
[0021]进一步地，在第二个养护阶段保证养护温度与混凝土自身温度间的温差达到30℃。
[0022]进一步地，在第三个养护阶段保证养护温度与混凝土自身温度间的温差达到55℃。
[0023]进一步地，进入第二个养护阶段10小时后进入第三个养护阶段。
[0024]进一步地，α1和α2满足α1＝(6～15)
×
α2。
[0025]进一步地，所述第一个养护阶段对应的温度为第一阶梯度温度，第一阶梯度温度与混凝土自身之间的温差为5℃。
[0026]进一步地，在进入第一个养护阶段10小时后进入第二个养护阶段。
[0027]进一步地，所述养护温度下降阶段为电激养护龄期的最后两小时。
[0028]本专利技术的有益效果为：
[0029]一、本专利技术为一种用于寒区冬季混凝土结构施工的梯度温度电激养护方法，适用于寒区冬季负温环境下混凝土结构的现场快速节能施工。养护过程充分考虑混凝土性质随水化阶段变化而产生的变化，在养护过程中混凝土结构的温度均处于适宜区间内，且各个位置的养护温度分布均匀，能够保证寒区冬季混凝土结构的现场快速高质量施工。
[0030]二、本专利技术中的养护方法能够高效、迅速地养护冬季施工混凝土，原料成本较低，能源消耗小，且材料体系设计较为灵活，根据养护混凝土选择合适的导电填料，包括各种导电纤维和导电微颗粒均可。
[0031]三、本专利技术中的养护方法充分考虑结构热膨胀可能对结构造成的损害，对结构温度发展进行严格调控，保证了试件内部导电填料构成的导电通路的稳定性，实现了持续电激养护过程。
[0032]四、本专利技术能够避免养护温度过高存在安全隐患的问题，梯度温度的设计能够保证电激养护混凝土结构的养护温度不会一味上涨，降低发生火灾的几率。
[0033]五、本专利技术中的养护装置简单且成本较低，养护效果全面均匀，无需配合复杂的机械结构，容易加工移动，可多次重复利用。
[0034]六、通过样品试验可知，本专利技术适用于混凝土冬季施工的养护，尤其适用于温度极低的环境中(
‑
10～
‑
40℃)，以能够适用于寒区冬季的较长时间，延长了在寒区冬季可施工的天数，且在低温施工中对混凝土的养护效果更为均匀显著，确保施工质量。
附图说明
[0035]图1是梯度温度欧姆养护原理图；
[0036]图2为实施例1及对照组所制备的混凝土结构的温度发展与力学性能测试图；其中图2(a)为温度发展图，图2(b)为力学性能图；
[0037]图3为实施例2及对照组所制备的混凝土结构的电学性能与力学性能测试图；
[0038]图4为实施例3及对照组所制备的混凝土结构的力学性能与孔隙率测试图；其中图4(a)为力学性能图，图4(b)为孔隙率图。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于寒区冬季混凝土的梯度温度电激养护方法，其特征在于，包括如下步骤：在负温条件下浇筑混凝土结构，所述负温条件为
‑
40℃～0℃；在浇筑混凝土结构时，模板层内嵌有金属导电电极层；在浇筑混凝土结构后，立即对混凝土构件通电进行电激养护；在第一个养护阶段，保证结构养护温度处于10～25℃范围内，所述第一个养护阶段即混凝土构件通电早期阶段，对应为混凝土结构内部水化塑性阶段；在通电早期阶段后的通电中期阶段，通过增加通电电压的方式，提高结构养护温度，保证混凝土水化更加充分；所述通电中期阶段对应为混凝土结构硬化阶段；在通电中期阶段过后，使结构的养护温度呈阶梯下降趋势，将通电中期阶段之后的温度呈阶梯下降称为养护温度下降阶段。2.根据权利要求1所述的用于寒区冬季混凝土的梯度温度电激养护方法，其特征在于，通电中期阶段整体为第二个养护阶段；在第一个养护阶段和第二个养护阶段，满足以下关系：α1ΔT1＝α2ΔT2其中，α1为混凝土构件在塑性阶段的热膨胀系数，ΔT1为混凝土构件在塑性阶段电激养护过程中的温度与混凝土构件自身温度之间的温差，α2为构件在硬化阶段的热膨胀系数，ΔT2为构件在硬化阶段电激养护过程中的温度与混凝土构件自身温度之间的温差；第一个养护阶段对应的第一阶梯度温度根据ΔT1确定，第二个养护阶段对应的第二阶梯度温度根据ΔT2确定。3.根据权利要求1所述的用于寒区冬季混凝土的梯度温度电激养护方法，其特征在于，通电中期阶段整体分为两个阶段，分别记为第二个养护阶段和第三个养护阶段；在第一个养护阶段和第三个养护阶段，满足以下关系：α1ΔT1＝α2ΔT2其中，α1为混凝土构件在塑性阶段的热膨胀系数，ΔT1为混凝土构...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘雨时，马国伟，田伟辰，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：