CN109664400A - 钢平台牛腿搁置处混凝土加热加湿强度养护装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的一种钢平台牛腿搁置处混凝土加热加湿强度养护装置，涉及超高层建筑施工技术领域。针对现有钢平台牛腿搁置处的养护方法施工难度大，易产生温度裂缝，而且无法检测混凝土强度的问题。它包括：强度检测装置，设置于钢平台牛腿搁置处洞口的水平面，其测得混凝土波速计算得出混凝土强度；加热控温装置，竖向设置于核心筒墙体侧面且覆盖洞口周边墙体，用于加热洞口周边墙体混凝土；加湿控湿装置，设置于钢平台牛腿搁置处洞口内，用于调节空气湿度；钢平台牛腿搁置处洞口内设置至少一个温湿度传感器，混凝土墙体内设置至少一个温湿度传感器；控制计算中心，其分别与加热控温装置、加湿控湿装置及多个温湿度传感器信号连接。
Description
技术领域
本发明涉及超高层建筑施工技术领域，特别涉及一种钢平台牛腿搁置处混凝土加热加湿强度养护装置及方法。
背景技术
随着社会的发展，超高层模架施工技术由最初的滑模逐步向施工速度更快、安全性更好、整体性更佳的整体钢平台模架发展，整体钢平台模架已成为当代超高层建筑中最为重要的施工利器之一。
整体钢平台模架不仅自身荷载较大，还需要承担一定的物料、人员、机械等方面的施工荷载，因此，需要核心筒的钢平台牛腿搁置处能够提供较大的承载力，尤其在钢平台***荷载整体提高和施工进度加快的情况下，对钢平台牛腿搁置处的承载力提出了更高的要求。在超高层建筑施工过程中，钢模板在早期可以起到一定的防护作用，但是拆模之后，混凝土直接暴露于空气中，外界环境的温度和湿度条件直接影响混凝土的浇筑质量，当温度较低时，容易产生温差裂缝，当湿度较低时，更容易产生湿度扩散，内部水分损失，产生干燥收缩，引起裂缝。
钢平台牛腿搁置处的传统养护方法的缺点具体体现如下：
(1)采用传统的加热模板养护混凝土表面的方式，一方面不易控制混凝土表面的温度，另一方面这种模板操作比较麻烦，不利于施工；同时，在混凝土早龄期阶段，混凝土的水化反应放热会提高混凝土内部的温度，因此，单纯的在混凝土外部加热会导致温度提升不同步，产生温度差，容易产生温度裂缝；
(2)采用对内部钢筋加热的方式提高混凝土强度，一方面会对大面积的混凝土加热，需要耗费的能量比较大，同时，对钢平台牛腿搁置处周围的钢筋进行加热，操作比较麻烦，实际工程中施工难度大；
(3)当出现干燥的气候条件时，外界的环境湿度比较低，而混凝土内部的湿度比较高，因此容易出现混凝土水分向外部扩散的情况，尤其是在钢平台牛腿搁置处，由于与外界的接触面积比较大，同时内部又与外界直接接触，导致此处的水分逃逸现象比较严重，当内部相对湿度下降较快，不仅影响水泥水化，产生自干燥现象，同时会导致内部孔隙中水分较快降低，导致微观孔隙压力变大，容易产生干燥收缩，产生裂缝；
(4)由于钢平台牛腿搁置处嵌入到核心筒的混凝土墙体中，无法应用传统的检测混凝土强度的回弹法，回弹仪无法检测到钢平台牛腿搁置处表面的混凝土强度。
发明内容
针对现有钢平台牛腿搁置处的传统养护方法施工难度大，易产生温度裂缝，而且无法检测钢平台牛腿搁置处表面的混凝土强度的问题。本发明的目的是提供一种钢平台牛腿搁置处混凝土加热加湿强度养护装置及方法，针对性地对钢平台牛腿搁置处的混凝土加热和/或加湿，不但提高了钢平台牛腿搁置处的混凝土强度，而且能够防止混凝土产生收缩和裂缝，保证了钢平台牛腿搁置处的混凝土浇筑质量。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：钢平台牛腿搁置处混凝土加热加湿强度养护装置，它包括：
强度检测装置，设置于所述钢平台牛腿搁置处的洞口的水平面，通过所述强度检测装置测得混凝土内部波速计算得出所述钢平台牛腿搁置处的实时混凝土强度；
加热控温装置，竖向设置于核心筒墙体侧面且覆盖所述钢平台牛腿搁置处洞口周边墙体，用于加热所述钢平台牛腿搁置处洞口周边墙体的混凝土；
加湿控湿装置，设置于所述钢平台牛腿搁置处的洞口内，用于调节所述钢平台牛腿搁置处周围的空气湿度；
多个温湿度传感器，所述钢平台牛腿搁置处的洞口内设置至少一个温湿度传感器，靠近所述钢平台牛腿搁置处的混凝土墙体内设置至少一个温湿度传感器；
控制计算中心，设置于所述钢平台牛腿搁置处的洞口内，其分别与所述加热控温装置、所述加湿控湿装置及多个所述温湿度传感器信号连接，所述控制计算中心用于判断所述钢平台牛腿搁置处的实时混凝土强度是否达到目标值，并控制所述加热控温装置、所述加湿控湿装置对所述钢平台牛腿搁置处洞口周边墙体的混凝土进行加热和/或加湿，直至所述钢平台牛腿搁置处的实时混凝土强度达到目标值。
优选的，所述强度检测装置包括：安装于所述钢平台牛腿搁置处洞口水平面的超声波强度检测器，设置于所述钢平台牛腿搁置处洞口水平面的发射换能器，及设置于所述钢平台牛腿搁置处外侧墙面的接收换能器，且所述发射换能器、所述接收换能器分别与所述超声波强度检测器连接。
优选的，所述加热控温装置包括：
导热层，其贴合并固定于所述钢平台牛腿搁置处的外侧墙面，且所述导热层设有与所述钢平台牛腿搁置处洞口相对应的预留孔洞；
发热层，其敷设于所述导热层表面；
隔热层，其设置于所述导热层和所述发热层的外侧；
加热器，其与所述发热层连接，且所述加热器与所述控制计算中心信号连接。
优选的，所述导热层由铝板制成，所述发热层由多组串联的发热线缆敷设于所述导热层表面构成，所述隔热层由不导热的材料制成。
优选的，所述加湿控湿装置至少包括：超声波加湿器和水盒，所述超声波加湿器与所述控制计算中心信号连接，其中，所述超声波加湿器至少包括雾化器和风扇，所述雾化器发出的超声波高频振荡将所述水盒中的水进行雾化，通过控制所述风扇风量大小和雾化速度控制湿度的大小。
优选的，它还包括与所述钢平台牛腿搁置处洞口相适应的壳体，所述壳体由顶板及与其连接的三个侧板构成，所述强度检测装置、所述加湿控湿装置及所述控制计算中心固定于所述壳体内，所述壳体螺栓连接于所述钢平台牛腿搁置处的洞口内。
本发明还提供了一种钢平台牛腿搁置处混凝土加热加湿强度养护方法，步骤如下：
S1：对超声波仪器测混凝土强度进行标定试验，测定混凝土构件养护过程的波速，建立波速与混凝土强度的关系式，并建立混凝土强度发展曲线；
S2：在钢平台牛腿搁置处的混凝土浇筑过程中，在混凝土内预埋至少一个温湿度传感器，混凝土浇筑完成后，在所述钢平台牛腿搁置处安装钢平台牛腿搁置处混凝土加热加湿强度养护装置，在所述钢平台牛腿搁置处的洞口内设置至少一个温湿度传感器，每隔一时间段通过强度检测装置测出所述钢平台牛腿搁置处混凝土养护过程中的波速v1，v2…vi，利用所述步骤S1得出的波速与混凝土强度的关系式计算得出与波速v1，v2…vi相对应的混凝土强度f1，f2…fi，并判断所述钢平台牛腿搁置处的实时混凝土强度是否达到所述步骤S1中混凝土强度发展曲线所对应的混凝土强度目标值；
S3：利用控制计算中心控制加热控温装置加热或降温，和/或控制加湿控湿装置加湿，使得所述钢平台牛腿搁置处的实时混凝土强度达到所述步骤S1中混凝土强度发展曲线所对应的混凝土强度目标值。
优选的，所述步骤S1中，在超声波仪器测混凝土强度的标定试验中，测定混凝土构件在1-7天的内部波速；所述步骤S2中，根据整体钢平台模架的设计计算出需要的所述钢平台牛腿搁置处强度，推算其在1-5天的混凝土强度发展曲线，然后将其分割成多个时间段，每个时间段为2-3小时，测出每个时间段内所述钢平台牛腿搁置处混凝土养护过程中的波速v1，v2…vi。
优选的，所述步骤S1中，混凝土的波速v与混凝土强度fc的关系式推导步骤如下：
S11：根据混凝土波速与时间的关系式，及混凝土波速与测距的关系式计算出混凝土波速v；
混凝土波速与时间的关系式如下:
其中，v为混凝土波速(km/s)；
li为超声波仪器的测距(mm)；
ti为当前时刻超声波的声时读数(μs)；
t0为超声波的声时初读数(μs)；
混凝土波速与测距的关系式如下：
其中，li为超声波仪器的测距(mm)；
l1i、l2i为超声波仪器与混凝土构件边缘的距离(mm)；
S12：根据混凝土波速与弹性模量的关系式计算出混凝土的弹性模量E；
其中，v为混凝土波速(km/s)，由上述步骤S11得出；
μ为混凝土的泊松比；
ρ为混凝土的密度，上述μ、ρ均可通过市售仪器测量得出；
S13：根据弹性模量与混凝土强度的关系式得出混凝土强度fc；
其中，fc为混凝土强度；
E为步骤S12计算得出的弹性模量。
本发明还提供了一种钢平台牛腿搁置处混凝土加热加湿强度养护方法，步骤如下：
S1：对超声波仪器测混凝土强度进行标定试验，测定混凝土构件养护过程的波速，建立波速与混凝土强度的关系式，并建立混凝土强度发展曲线；
S2：在钢平台牛腿搁置处的混凝土浇筑过程中，在混凝土内预埋至少一个温湿度传感器，混凝土浇筑完成后，在所述钢平台牛腿搁置处安装钢平台牛腿搁置处混凝土加热加湿强度养护装置，在所述钢平台牛腿搁置处的洞口内设置至少一个温湿度传感器；通过设置于钢平台牛腿搁置处洞口内的温湿度传感器测量混凝土外部的温度和湿度，并利用成熟度公式得出混凝土强度；和/或通过设置于靠近钢平台牛腿搁置处的混凝土墙体内的温湿度传感器测量混凝土内部的温度和湿度，利用水化度公式得出混凝土强度；判断所述钢平台牛腿搁置处的实时混凝土强度是否达到所述步骤S1中混凝土强度发展曲线所对应的混凝土强度目标值；
S3：利用控制计算中心控制加热控温装置加热或降温，和/或控制加湿控湿装置加湿，使得所述钢平台牛腿搁置处的实时混凝土强度达到所述步骤S1中混凝土强度发展曲线所对应的混凝土强度目标值。
优选的，所述步骤S2中，通过设置于钢平台牛腿搁置处洞口内的温湿度传感器测量混凝土外部的温度和湿度，利用成熟度公式，即混凝土外部温度、湿度与混凝土强度的关系式得出混凝土强度fc；
混凝土外部温度、湿度与混凝土强度的关系式如下：
其中，t0为混凝土强度发展的开始时间；
te为混凝土强度发展的当前时刻；
fc为当前时刻te的混凝土强度；
fc,u为混凝土极限抗压强度，它是商品混凝土直接提供的数据；
kT为考虑养护温度和养护湿度影响的模型参数(速率常数)；
上述模型参数kT与温度、湿度的关系式如下：
kT＝A(h)×e(BT)
其中，kT为考虑养护温度和养护湿度影响的模型参数(速率常数)；
A(h)为考虑养护湿度的参数，h为当前时刻te钢平台牛腿搁置处混凝土的外部湿度；
B为常数；
T为当前时刻te钢平台牛腿搁置处混凝土的外部温度。
优选的，所述步骤S2中，通过设置于靠近钢平台牛腿搁置处的混凝土墙体内的温湿度传感器测量混凝土内部的温度和湿度，利用水化度公式，即混凝土内部温度、湿度与混凝土强度的关系式得出混凝土强度fc；
混凝土内部温度、湿度与混凝土强度的关系式如下：
其中，fc(α)为当前时刻te的混凝土强度；
fc,u为混凝土极限抗压强度；
α(te)为当前时刻te的混凝土水化度；
α0为混凝土的开始水化度；
αu为混凝土的最终水化度；
a为常数；
所述当前时刻te的混凝土水化度α(te)和温度、湿度的关系式如下：
其中，α(te)为当前时刻te的混凝土水化度；
αec为混凝土内部相对湿度开始下降时的水化度；
tec为混凝土内部相对湿度开始下降时的等效龄期；
RH为当前时刻te混凝土内部的相对湿度；
k，p为常数；
n为名义反应级数。
本发明的效果在于：
本发明钢平台牛腿搁置处混凝土加热加湿强度养护装置，包括设置于钢平台牛腿搁置处洞口的强度检测装置、加热控温装置、加湿控湿装置及控制计算中心，其中，控制计算中心分别与加热控温装置、加湿控湿装置及多个温湿度传感器信号连接，通过强度检测装置测得混凝土的内部波速并计算得出钢平台牛腿搁置处的实时混凝土强度，或者通过混凝土内外的温湿度计算得出钢平台牛腿搁置处的实时混凝土强度，控制计算中心判断钢平台牛腿搁置处的实时混凝土强度是否达到目标值，并控制加热控温装置、加湿控湿装置对钢平台牛腿搁置处的混凝土进行加热和/或加湿，直至钢平台牛腿搁置处的实时混凝土强度达到目标值；通过针对性地对钢平台牛腿搁置处的混凝土加热和/或加湿，不但提高了钢平台牛腿搁置处的混凝土强度，而且能够防止混凝土产生收缩和裂缝，保证了钢平台牛腿搁置处的混凝土浇筑质量，从而在整体钢平台模架整体荷载提高和施工进度提前的情况下，使得钢平台牛腿搁置处达到预定的承载力；而且，本发明通过控制计算中心实现了钢平台牛腿搁置处混凝土养护的自动化控制，操作灵活方便，施工安全性高，并提高了工作效率。
本发明钢平台牛腿搁置处混凝土加热加湿强度养护方法，首先，对超声波测混凝土强度进行标定试验，建立波速与混凝土强度的关系式，及混凝土强度发展曲线；在钢平台牛腿搁置处的混凝土浇筑完成并安装钢平台牛腿搁置处混凝土加热加湿强度养护装置后，每隔一时间段测量混凝土波速，并通过波速与混凝土强度的关系式计算得出相应的混凝土强度，控制计算中心判断实时混凝土强度是否达到混凝土强度发展曲线所对应的混凝土强度目标值，并控制加热控温装置加热或降温，和/或控制加湿控湿装置加湿使其达到混凝土强度发展曲线所对应的混凝土强度目标值，本发明钢平台牛腿搁置处混凝土加热加湿强度养护方法，通过针对性地对钢平台牛腿搁置处的混凝土加热和/或加湿，不但提高了钢平台牛腿搁置处的混凝土强度，而且能够防止混凝土产生收缩和裂缝，保证了钢平台牛腿搁置处的混凝土浇筑质量，从而在整体钢平台模架整体荷载提高和施工进度提前的情况下，使得钢平台牛腿搁置处达到预定的承载力。
附图说明
图1为本发明一实施例的核心筒墙体侧面预留钢平台牛腿搁置处的示意图；
图2为本发明一实施例的钢平台牛腿搁置处混凝土加热加湿强度养护装置安装于钢平台牛腿搁置处的结构示意图；
图3为本发明一实施例的钢平台牛腿搁置处混凝土加热加湿强度养护装置中强度检测装置的结构示意图；
图4为本发明一实施例的钢平台牛腿搁置处混凝土加热加湿强度养护装置中加热控温装置的结构示意图；
图5为本发明一实施例的钢平台牛腿搁置处混凝土加热加湿强度养护装置中加热控温装置安装于钢平台牛腿搁置处外侧的示意图；
图6为本发明一实施例的钢平台牛腿搁置处混凝土加热加湿强度养护装置的结构示意图；
图7为图6的侧视图。
图中标号如下：
核心筒墙体1；钢平台牛腿搁置处2；预埋螺栓3；钢模板4；
强度检测装置10；超声波强度检测器11；发射换能器12；接收换能器14；
加热控温装置20；导热层21；发热层22；隔热层23；
加湿控湿装置30；雾化器31；水盒32；风扇33；
温湿度传感器40；控制计算中心50。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。为叙述方便，下文中所述的“上”、“下”与附图的上、下的方向一致，但这不能成为本发明技术方案的限制。
实施例一：结合图1至图7说明本发明钢平台牛腿搁置处混凝土加热加湿强度养护装置，包括：
强度检测装置10，设置于钢平台牛腿搁置处2的洞口的水平面，通过强度检测装置10测得混凝土内部波速计算得出钢平台牛腿搁置处2的实时混凝土强度；
加热控温装置20，竖向设置于核心筒墙体1侧面且覆盖钢平台牛腿搁置处2洞口周边墙体，用于加热钢平台牛腿搁置处2洞口周边墙体的混凝土；
加湿控湿装置30，设置于钢平台牛腿搁置处2的洞口内，用于调节钢平台牛腿搁置处2周围的空气湿度；
多个温湿度传感器40，其中，钢平台牛腿搁置处2的洞口内设置至少一个温湿度传感器40，靠近钢平台牛腿搁置处2的混凝土墙体内设置至少一个温湿度传感器40；
控制计算中心50，设置于钢平台牛腿搁置处2的洞口内，其分别与加热控温装置20、加湿控湿装置30及多个温湿度传感器40信号连接，控制计算中心50用于判断钢平台牛腿搁置处2的实时混凝土强度是否达到目标值，并控制加热控温装置20、加湿控湿装置30对钢平台牛腿搁置处2洞口周边墙体的混凝土进行加热和/或加湿，直至钢平台牛腿搁置处2的实时混凝土强度达到目标值。
本发明钢平台牛腿搁置处混凝土加热加湿强度养护装置，包括设置于钢平台牛腿搁置处2洞口的强度检测装置10、加热控温装置20、加湿控湿装置30及控制计算中心50，其中，控制计算中心50分别与加热控温装置20、加湿控湿装置30及多个温湿度传感器40信号连接，通过强度检测装置10测得混凝土的内部波速并计算得出钢平台牛腿搁置处2的实时混凝土强度，或者通过混凝土内外的温湿度计算得出钢平台牛腿搁置处2的实时混凝土强度，控制计算中心50判断钢平台牛腿搁置处2的实时混凝土强度是否达到目标值，并控制加热控温装置20、加湿控湿装置30对钢平台牛腿搁置处2的混凝土进行加热和/或加湿，直至钢平台牛腿搁置处2的实时混凝土强度达到目标值；通过针对性地对钢平台牛腿搁置处2的混凝土加热和/或加湿，不但提高了钢平台牛腿搁置处2的混凝土强度，而且能够防止混凝土产生收缩和裂缝，保证了钢平台牛腿搁置处2的混凝土浇筑质量，从而在整体钢平台模架整体荷载提高和施工进度提前的情况下，使得钢平台牛腿搁置处2达到预定的承载力；而且，本发明通过控制计算中心50实现了钢平台牛腿搁置处2混凝土养护的自动化控制，操作灵活方便，施工安全性高，并提高了工作效率。
如图3所示，强度检测装置10包括：安装于钢平台牛腿搁置处2洞口水平面的超声波强度检测器，设置于钢平台牛腿搁置处2洞口水平面的发射换能器12及设置于钢平台牛腿搁置处2外侧墙面的接收换能器14，且发射换能器12、接收换能器14分别与超声波强度检测器连接。通过超声波强度检测器测得混凝土的内部波速，并利用波速与混凝土强度的关系式得出钢平台牛腿搁置处2表面的实时混凝土强度，操作方便快捷，精确度高，解决了回弹仪无法检测钢平台牛腿搁置处2表面的强度的问题。
如图2、图4和图5所示，加热控温装置20包括：导热层21，其贴合并固定于钢平台牛腿搁置处2的外侧墙面，且导热层21设有与钢平台牛腿搁置处2洞口相对应的预留孔洞；发热层22，其敷设于导热层21表面；隔热层23，其设置于导热层21和发热层22的外侧；加热器，其与发热层22连接，且加热器与控制计算中心50信号连接；当控制计算中心50判断需要对钢平台牛腿搁置处2混凝土加热时，其控制加热器开始工作，通过发热层22、导热层21针对性地将热量传导至钢平台牛腿搁置处2，从而有效地控制混凝土的养护温度，并降低了施工难度，另外，在作为基板的导热层21设置预留洞口，便于施工人员将钢平台牛腿搁置处2混凝土加热加湿强度养护装置螺栓固定于洞口，拆装方便。
上述发热层22由多组串联的发热线缆敷设于导热层21表面构成，导热层21由铝板制成，使得热量传导均匀，隔热层23由不导热的化学材料制成，如泡沫板等，防止和阻断热量传递，加热器采用充电式的恒温电流加热器，高空作业更加方便。
如图6和图7所示，加湿控湿装置30包括：超声波加湿器，水盒32和隔湿板(图中未示出)，超声波加湿器与控制计算中心50信号连接，其中，超声波加湿器包括雾化器31，风扇33和电路板，雾化器31的超声波高频振荡将水盒32中的水进行雾化，产生直径只有1-5μm的超微粒子，且颗粒均匀，能够长时间悬浮于空气当中，通过控制风扇33风量大小和雾化的速度来控制湿度的大小，通过温湿度传感器40测量钢平台牛腿搁置处2周围空气的相对湿度，通过控制计算中心50调节空气的相对湿度。
如图1所示，它还包括与钢平台牛腿搁置处2洞口相适应的壳体，壳体由倾斜的顶板及与其连接的三个侧板构成，即壳体不设置水平底板，强度检测装置10、加湿控湿装置30及控制计算中心50固定于壳体内，强度检测装置10需与洞口水平面混凝土直接接触，因此，壳体不设底板；钢平台牛腿搁置处2洞口顶部设置预埋螺栓3，壳体能够螺栓连接于钢平台牛腿搁置处2的洞口内，用于固定钢平台牛腿搁置处2混凝土加热加湿强度养护装置。
实施例二：结合图1至图7说明本发明钢平台牛腿搁置处混凝土加热加湿强度养护方法，具体步骤如下：
S1：对超声波仪器测混凝土强度进行标定试验，测定混凝土构件养护过程的波速v，建立波速v与混凝土强度fc的关系式，并建立混凝土强度发展曲线；
S2：在钢平台牛腿搁置处2的混凝土浇筑过程中，在混凝土内预埋至少一个采用内置发射信号的温湿度传感器40，混凝土浇筑完成后，在钢平台牛腿搁置处2安装如实施例一所述的钢平台牛腿搁置处2混凝土加热加湿强度养护装置，每隔一时间段通过强度检测装置10测出钢平台牛腿搁置处2混凝土养护过程中的波速v1，v2…vi，利用步骤S1得出的波速v与混凝土强度fc的关系式计算得出与波速v1，v2…vi相对应的混凝土强度f1，f2…fi，并判断钢平台牛腿搁置处2的实时混凝土强度vi是否达到步骤S1中混凝土强度发展曲线所对应的混凝土强度目标值；
S3：利用控制计算中心50控制加热控温装置20加热或降温，和/或控制加湿控湿装置30加湿，使得钢平台牛腿搁置处2的实时混凝土强度fi达到步骤S1中混凝土强度发展曲线所对应的混凝土强度目标值。
本发明钢平台牛腿搁置处混凝土加热加湿强度养护方法，首先，对超声波测混凝土强度进行标定试验，建立波速v与混凝土强度fc的关系式，及混凝土强度发展曲线；在钢平台牛腿搁置处2的混凝土浇筑完成并安装钢平台牛腿搁置处2混凝土加热加湿强度养护装置后，每隔一时间段测量混凝土波速，并通过波速v与混凝土强度fc的关系式计算得出相应的混凝土强度，控制计算中心50判断实时混凝土强度是否达到混凝土强度发展曲线所对应的混凝土强度目标值，并控制加热控温装置20加热或降温，和/或控制加湿控湿装置30加湿使其达到混凝土强度发展曲线所对应的混凝土强度目标值，本发明钢平台牛腿搁置处2混凝土加热加湿强度养护方法，通过针对性地对钢平台牛腿搁置处2的混凝土加热和/或加湿，不但提高了钢平台牛腿搁置处2的混凝土强度，而且能够防止混凝土产生收缩和裂缝，保证了钢平台牛腿搁置处2的混凝土浇筑质量，从而在整体钢平台模架整体荷载提高和施工进度提前的情况下，使得钢平台牛腿搁置处2达到预定的承载力。
上述步骤S1中，混凝土的波速v与混凝土强度fc的关系式推导步骤如下：
S11：根据混凝土波速与时间的关系式，及混凝土波速与测距的关系式计算出混凝土波速v；
混凝土波速与时间的关系式如下:
其中，v为混凝土波速(km/s)；
li为超声波仪器的测距(mm)；
ti为当前时刻超声波的声时读数(μs)；
t0为超声波的声时初读数(μs)；
混凝土波速与测距的关系式如下：
其中，li为超声波仪器的测距(mm)；
l1i、l2i为超声波仪器与混凝土构件边缘的距离(mm)；
上述混凝土波速与时间、测距的关系式来自《CECS_02：2005超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》。
S12：根据混凝土波速与弹性模量的关系式计算出混凝土的弹性模量E；
其中，v为混凝土波速(km/s)，由上述步骤S11得出；
μ为混凝土的泊松比；
ρ为混凝土的密度，上述μ、ρ均可通过市售仪器测量得出；
S13：根据弹性模量与混凝土强度的关系式得出混凝土强度fc；
其中，fc为混凝土强度；
E为步骤S12计算得出的弹性模量。
综上，该方法利用混凝土波速与时间的关系式，及混凝土波速与测距的关系式间接推导出混凝土强度，由于混凝土波速、时间及测距均可通过现有仪器测量，利用上述关系式间接推导出混凝土强度，方便易行，且准确度高，解决了回弹仪无法检测钢平台牛腿搁置处2表面强度的问题。
上述步骤S1中，在超声波仪器测混凝土强度的标定试验中，测定混凝土构件在1-7天的内部波速；步骤S2中，根据整体钢平台模架的设计计算出需要的钢平台牛腿搁置处2强度，推算其在1-5天的混凝土强度发展曲线，然后将其分割成多个时间段，每个时间段为2-3小时，即每隔2-3小时通过强度检测装置10测出钢平台牛腿搁置处2混凝土养护过程中的波速v1，v2…vi。
实施例三：与实施二不同的是，上述步骤S2中，通过设置于钢平台牛腿搁置处2洞口内的温湿度传感器40测量混凝土外部的温度和湿度，利用成熟度公式，即混凝土外部温度、湿度与混凝土强度的关系式得出混凝土强度fc；
混凝土外部温度、湿度与混凝土强度的关系式如下：
其中，t0为混凝土强度发展的开始时间；
te为混凝土强度发展的当前时刻；
fc为当前时刻te的混凝土强度；
fc,u为混凝土极限抗压强度，它是商品混凝土直接提供的数据；
kT为考虑养护温度和养护湿度影响的模型参数(速率常数)；
上述模型参数kT与温度、湿度的关系式如下：
kT＝A(h)×e(BT)
其中，kT为考虑养护温度和养护湿度影响的模型参数(速率常数)；
A(h)为考虑养护湿度的参数，h为当前时刻te钢平台牛腿搁置处2混凝土的外部湿度；
B为常数；
T为当前时刻te钢平台牛腿搁置处2混凝土的外部温度。
综上，本发明的方法通过设置于钢平台牛腿搁置处2洞口内的温湿度传感器40测量混凝土外部的温度和湿度，并利用成熟度公式间接推导出混凝土强度，由于混凝土外部的温度、湿度均可通过温湿度传感器40测量得出，利用上述成熟度公式间接推导出混凝土强度，方便易行，且准确度高，解决了回弹仪无法检测钢平台牛腿搁置处2表面强度的问题。
实施例四：与实施例三不同的是，上述步骤S2中，通过设置于靠近钢平台牛腿搁置处2的混凝土墙体内的温湿度传感器40测量混凝土内部的温度和湿度，利用水化度公式，即混凝土内部温度、湿度与混凝土强度的关系式得出混凝土强度fc；
混凝土内部温度、湿度与混凝土强度的关系式如下：
其中，fc(α)为当前时刻te的混凝土强度；
fc,u为混凝土极限抗压强度；
α(te)为当前时刻te的混凝土水化度；
α0为混凝土的开始水化度；
αu为混凝土的最终水化度；
a为常数；
上述当前时刻te的混凝土水化度α(te)和温度、湿度的关系式如下：
其中，α(te)为当前时刻te的混凝土水化度；
αec为混凝土内部相对湿度开始下降时的水化度；
tec为混凝土内部相对湿度开始下降时的等效龄期；
RH为当前时刻te混凝土内部的相对湿度；
k，p为常数；
n为名义反应级数。
综上，本发明的方法通过设置于靠近钢平台牛腿搁置处2的混凝土墙体内的温湿度传感器40测量混凝土内部的温度和湿度，并利用水化度公式间接推导出混凝土强度，由于混凝土内部的温度、湿度均可通过温湿度传感器40测量得出，利用水化度公式间接推导出混凝土强度，方便易行，且准确度高，解决了回弹仪无法检测钢平台牛腿搁置处2表面强度的问题。
实施例五：与实施例三和实施例四不同的是，上述步骤S2中，先读取混凝土内部温湿度传感器40的数据，如果内部温度比较低，通过强度检测装置10测量混凝土波速并计算得到实时混凝土强度，同时通过设置于钢平台牛腿搁置处2洞口内的温湿度传感器40测量混凝土外部的温度和湿度，利用成熟度公式得出混凝土强度，并通过设置于靠近钢平台牛腿搁置处2的混凝土墙体内的温湿度传感器40测量混凝土内部的温度和湿度，利用水化度公式得出混凝土强度，对混凝土强度的数据进行修正从而得到最接近的数据；步骤S3中，利用控制计算中心50控制加热控温装置20加热，保持混凝土内外温度的缓步提升，不能一次性提高太高温度，同时通过加湿控湿装置30对钢平台牛腿搁置处2进行加湿，每隔2-3小时测量混凝土内外的温湿度和钢平台牛腿搁置处2的混凝土强度，如果强度发展过快可以稍微降低温度，防止因为温度过高带来的开裂风险，在每一次强度发展过慢和过快的时候，都通过计算强度的差别进行修正，从而保证钢平台牛腿搁置处2混凝土既能达到预定强度，又能安全有效的发展。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求范围。
Claims (12)
1.钢平台牛腿搁置处混凝土加热加湿强度养护装置，其特征在于，包括：
强度检测装置，设置于所述钢平台牛腿搁置处的洞口的水平面，通过所述强度检测装置测得混凝土内部波速计算得出所述钢平台牛腿搁置处的实时混凝土强度；
加热控温装置，竖向设置于核心筒墙体侧面且覆盖所述钢平台牛腿搁置处洞口周边墙体，用于加热所述钢平台牛腿搁置处洞口周边墙体的混凝土；
加湿控湿装置，设置于所述钢平台牛腿搁置处的洞口内，用于调节所述钢平台牛腿搁置处周围的空气湿度；
多个温湿度传感器，所述钢平台牛腿搁置处的洞口内设置至少一个温湿度传感器，靠近所述钢平台牛腿搁置处的混凝土墙体内设置至少一个温湿度传感器；
控制计算中心，设置于所述钢平台牛腿搁置处的洞口内，其分别与所述加热控温装置、所述加湿控湿装置及多个所述温湿度传感器信号连接，所述控制计算中心用于判断所述钢平台牛腿搁置处的实时混凝土强度是否达到目标值，并控制所述加热控温装置、所述加湿控湿装置对所述钢平台牛腿搁置处洞口周边墙体的混凝土进行加热和/或加湿，直至所述钢平台牛腿搁置处的实时混凝土强度达到目标值。
2.根据权利要求1所述的钢平台牛腿搁置处混凝土加热加湿强度养护装置，其特征在于，所述强度检测装置包括：安装于所述钢平台牛腿搁置处洞口水平面的超声波强度检测器，设置于所述钢平台牛腿搁置处洞口水平面的发射换能器，及设置于所述钢平台牛腿搁置处外侧墙面的接收换能器，且所述发射换能器、所述接收换能器分别与所述超声波强度检测器连接。
3.根据权利要求1所述的钢平台牛腿搁置处混凝土加热加湿强度养护装置，其特征在于，所述加热控温装置包括：
导热层，其贴合并固定于所述钢平台牛腿搁置处的外侧墙面，且所述导热层设有与所述钢平台牛腿搁置处洞口相对应的预留孔洞；
发热层，其敷设于所述导热层表面；
隔热层，其设置于所述导热层和所述发热层的外侧；
加热器，其与所述发热层连接，且所述加热器与所述控制计算中心信号连接。
4.根据权利要求3所述的钢平台牛腿搁置处混凝土加热加湿强度养护装置，其特征在于：所述导热层由铝板制成，所述发热层由多组串联的发热线缆敷设于所述导热层表面构成，所述隔热层由不导热的材料制成。
5.根据权利要求1所述的钢平台牛腿搁置处混凝土加热加湿强度养护装置，其特征在于，所述加湿控湿装置至少包括：超声波加湿器和水盒，所述超声波加湿器与所述控制计算中心信号连接，其中，所述超声波加湿器至少包括雾化器和风扇，所述雾化器发出的超声波高频振荡将所述水盒中的水进行雾化，通过控制所述风扇风量大小和雾化速度控制湿度的大小。
6.根据权利要求1所述的钢平台牛腿搁置处混凝土加热加湿强度养护装置，其特征在于，它还包括与所述钢平台牛腿搁置处洞口相适应的壳体，所述壳体由顶板及与其连接的三个侧板构成，所述强度检测装置、所述加湿控湿装置及所述控制计算中心固定于所述壳体内，所述壳体螺栓连接于所述钢平台牛腿搁置处的洞口内。
7.钢平台牛腿搁置处混凝土加热加湿强度养护方法，其特征在于，步骤如下：
S1：对超声波仪器测混凝土强度进行标定试验，测定混凝土构件养护过程的波速，建立波速与混凝土强度的关系式，并建立混凝土强度发展曲线；
S2：在钢平台牛腿搁置处的混凝土浇筑过程中，在混凝土内预埋至少一个温湿度传感器，混凝土浇筑完成后，在所述钢平台牛腿搁置处安装钢平台牛腿搁置处混凝土加热加湿强度养护装置，在所述钢平台牛腿搁置处的洞口内设置至少一个温湿度传感器，每隔一时间段通过强度检测装置测出所述钢平台牛腿搁置处混凝土养护过程中的波速v1，v2…vi，利用所述步骤S1得出的波速与混凝土强度的关系式计算得出与波速v1，v2…vi相对应的混凝土强度f1，f2…fi，并判断所述钢平台牛腿搁置处的实时混凝土强度是否达到所述步骤S1中混凝土强度发展曲线所对应的混凝土强度目标值；
S3：利用控制计算中心控制加热控温装置加热或降温，和/或控制加湿控湿装置加湿，使得所述钢平台牛腿搁置处的实时混凝土强度达到所述步骤S1中混凝土强度发展曲线所对应的混凝土强度目标值。
8.根据权利要求7所述的钢平台牛腿搁置处混凝土加热加湿强度养护方法，其特征在于：所述步骤S1中，在超声波仪器测混凝土强度的标定试验中，测定混凝土构件在1-7天的内部波速；所述步骤S2中，根据整体钢平台模架的设计计算出需要的所述钢平台牛腿搁置处强度，推算其在1-5天的混凝土强度发展曲线，然后将其分割成多个时间段，每个时间段为2-3小时，测出每个时间段内所述钢平台牛腿搁置处混凝土养护过程中的波速v1，v2…vi。
9.根据权利要求7所述的钢平台牛腿搁置处混凝土加热加湿强度养护方法，其特征在于，所述步骤S1中，混凝土的波速v与混凝土强度fc的关系式推导步骤如下：
S11：根据混凝土波速与时间的关系式，及混凝土波速与测距的关系式计算出混凝土波速v；
混凝土波速与时间的关系式如下:
其中，v为混凝土波速(km/s)；
li为超声波仪器的测距(mm)；
ti为当前时刻超声波的声时读数(μs)；
t0为超声波的声时初读数(μs)；
混凝土波速与测距的关系式如下：
其中，li为超声波仪器的测距(mm)；
l1i、l2i为超声波仪器与混凝土构件边缘的距离(mm)；
S12：根据混凝土波速与弹性模量的关系式计算出混凝土的弹性模量E；
其中，v为混凝土波速(km/s)，由上述步骤S11得出；
μ为混凝土的泊松比；
ρ为混凝土的密度；
S13：根据弹性模量与混凝土强度的关系式得出混凝土强度fc；
其中，fc为混凝土强度；
E为步骤S12计算得出的弹性模量。
10.钢平台牛腿搁置处混凝土加热加湿强度养护方法，其特征在于，步骤如下：
S1：对超声波仪器测混凝土强度进行标定试验，测定混凝土构件养护过程的波速，建立波速与混凝土强度的关系式，并建立混凝土强度发展曲线；
S2：在钢平台牛腿搁置处的混凝土浇筑过程中，在混凝土内预埋至少一个温湿度传感器，混凝土浇筑完成后，在所述钢平台牛腿搁置处安装钢平台牛腿搁置处混凝土加热加湿强度养护装置，在所述钢平台牛腿搁置处的洞口内设置至少一个温湿度传感器；通过设置于钢平台牛腿搁置处洞口内的温湿度传感器测量混凝土外部的温度和湿度，并利用成熟度公式得出混凝土强度；和/或通过设置于靠近钢平台牛腿搁置处的混凝土墙体内的温湿度传感器测量混凝土内部的温度和湿度，利用水化度公式得出混凝土强度；判断所述钢平台牛腿搁置处的实时混凝土强度是否达到所述步骤S1中混凝土强度发展曲线所对应的混凝土强度目标值；
S3：利用控制计算中心控制加热控温装置加热或降温，和/或控制加湿控湿装置加湿，使得所述钢平台牛腿搁置处的实时混凝土强度达到所述步骤S1中混凝土强度发展曲线所对应的混凝土强度目标值。
11.根据权利要求10所述的钢平台牛腿搁置处混凝土加热加湿强度养护方法，其特征在于：所述步骤S2中，通过设置于钢平台牛腿搁置处洞口内的温湿度传感器测量混凝土外部的温度和湿度，利用成熟度公式，即混凝土外部温度、湿度与混凝土强度的关系式得出混凝土强度fc；
混凝土外部温度、湿度与混凝土强度的关系式如下：
其中，t0为混凝土强度发展的开始时间；
te为混凝土强度发展的当前时刻；
fc为当前时刻te的混凝土强度；
fc,u为混凝土极限抗压强度，它是商品混凝土直接提供的数据；
kT为考虑养护温度和养护湿度影响的模型参数；
上述模型参数kT与温度、湿度的关系式如下：
kT＝A(h)×e(BT)
其中，kT为考虑养护温度和养护湿度影响的模型参数；
A(h)为考虑养护湿度的参数，h为当前时刻te钢平台牛腿搁置处混凝土的外部湿度；
B为常数；
T为当前时刻te钢平台牛腿搁置处混凝土的外部温度。
12.根据权利要求10所述的钢平台牛腿搁置处混凝土加热加湿强度养护方法，其特征在于：所述步骤S2中，通过设置于靠近钢平台牛腿搁置处的混凝土墙体内的温湿度传感器测量混凝土内部的温度和湿度，利用水化度公式，即混凝土内部温度、湿度与混凝土强度的关系式得出混凝土强度fc；
混凝土内部温度、湿度与混凝土强度的关系式如下：
其中，fc(α)为当前时刻te的混凝土强度；
fc,u为混凝土极限抗压强度；
α(te)为当前时刻te的混凝土水化度；
α0为混凝土的开始水化度；
αu为混凝土的最终水化度；
a为常数；
所述当前时刻te的混凝土水化度α(te)和温度、湿度的关系式如下：
其中，α(te)为当前时刻te的混凝土水化度；
αec为混凝土内部相对湿度开始下降时的水化度；
tec为混凝土内部相对湿度开始下降时的等效龄期；
RH为当前时刻te混凝土内部的相对湿度；
k，p为常数；
n为名义反应级数。
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