一种混凝土自养护装置及其使用方法与流程

2021-01-14 15:01:06|

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本发明涉及混凝土养护装置技术领域，具体涉及一种混凝土自养护装置及其使用方法。

背景技术：

混凝土是目前应用最广、使用量最大的建筑材料。长期以来，混凝土作为建设施工过程中最常用的一种材料，在我们的生产生活中一直有着广泛的应用。然而，从混凝土开始应用于建筑工程至今，大量的混凝土结构由于各种各样的原因而提前失效，达不到预定的服役年限。这其中有的是由于结构设计的抗力不足造成的，有的是由于使用荷载的不利变化造成的，但主要是由于混凝土在不利环境因素下的自身劣化和耐久性下降导致的。

混凝土在浇筑早期，由于早龄期水化作用会产生大量的水化热，混凝土内部会温度会急剧升高，而混凝土本身是脆性材料，因此极易因水化升温而导致开裂。目前常用的手段是在混凝土内部预先埋设冷却水管，在混凝土浇筑早期通过在冷却水管中通入冷却水将混凝土内部水化热带出，达到降温的目的，但是冷却水管存在施工工艺复杂，后期浇筑容易被打断等不足。此外，在高纬度地区，或是低纬度地区的寒冷季节中，由于冻融循环作用，混凝土也将受到不同程度的损坏。

因此，需要设计一种混凝土自养护装置，解决现有技术中混凝土在早龄期浇筑时不能降低水化热使得在寒冷季节遭受冻融侵蚀的缺陷。

技术实现要素：

本发明目的在于解决现有技术中混凝土在早龄期浇筑时不能降低水化热使得在寒冷季节遭受冻融侵蚀的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种混凝土自养护装置，包括内养护装置、导线和控制器，所述内养护装置通过导线与控制器连接，所述内养护装置内置在混凝土块中。

现有技术是在混凝土内部预先埋设冷却水管，在混凝土浇筑早期通过在冷却水管中通入冷却水将混凝土内部水化热带出，达到降温的目的，但是冷却水管存在施工工艺复杂，后期浇筑容易被打断等不足。

本发明增加了内养护装置、导线和控制器，内养护装置通过导线与控制器连接,利用热电效应将混凝土内部的水化热带出，降低混凝土内部温度，防止早龄期开裂；寒冷季节时，控制器使得混凝土块在交变电场中发热，防止混凝土因冻融侵蚀而开裂。

本发明优选的一种混凝土自养护装置，内养护装置包括电磁感应线圈，所述电磁感应线圈通过第一导线与控制器连接，所述混凝土块混合有纳米四氧化三铁；

所述纳米级的四氧化三铁具有超顺磁效应，在交变电场中会产生较大的涡电流而感应生热。通过预先在混凝土中掺入纳米四氧化三铁，寒冷季节时，装置中的电磁感应线圈，控制器控制电磁感应线圈发射高频交变电场，混凝土内部的纳米四氧化三铁在交变电场中发热，防止混凝土因冻融侵蚀而开裂。

本发明优选的一种混凝土自养护装置，内养护装置还包括半导体制冷片，所述半导体制冷片设置在电磁感应线圈中间，所述半导体制冷片通过第二导线与控制器连接；

所述电磁感应线圈环绕半导体制冷片设置，起到了保护半导体制冷片的作用。内养护装置中具有热电效应的半导体制冷片在混凝土刚浇筑时由于水化热较大，控制器控制制冷片开启，利用热电效应将混凝土内部的水化热带出，降低混凝土内部温度，防止早龄期开裂。

本发明优选的一种混凝土自养护装置，控制器置于混凝土块外部；

所述控制器置于混凝土块外部方便进行操作。

本发明优选的一种混凝土自养护装置，纳米四氧化三铁的粒径为20-30nm；

所述纳米四氧化三铁的粒径为20-30nm，具有超顺磁性。

本发明优选的一种混凝土自养护装置，电磁感应线圈激发的高频交变电场，振荡频率为20-30khz；

所述当磁性氧化铁的尺寸小于临界尺寸(30nm)时，具有单畴结构的磁性氧化铁出现超顺磁效应，可以在高频交变电场中激发生热，为了保证足够的热效率，电磁感应线圈激发的高频交变电场，振荡频率为20-30khz。

本发明优选的一种混凝土自养护装置，半导体制冷片内部阻值需≤1.5ω，制冷功率需≥200w。

一种混凝土自养护装置的使用方法，包括如下步骤：

s1：拌和混凝土时将0.1％-0.5％质量分数的纳米四氧化三铁掺入；

s2：将电磁感应线圈与第一导线相连，半导体制冷片与第二导线相连，并放入已经混合的混凝土内部，并将第一导线、第二导线引出与控制器连接，进行浇筑，形成混凝土块；

s3：浇筑完成后，通过控制器开启半导体制冷片，半导体制冷片通过热电效应将混凝土块内部的水化热带出，降低混凝土内部温度，防止早龄期开裂；

s4：当寒冷季节或寒潮来临时，控制器开启电磁感应线圈产生高频交变电场，混凝土内部的纳米四氧化三铁在交变电场的激发下开始生热，通过预先在混凝土中掺入纳米四氧化三铁，寒冷季节时，装置中的电磁感应线圈，控制器控制电磁感应线圈发射高频交变电场，混凝土内部的纳米四氧化三铁在交变电场中发热的效果，防止混凝土因冻融侵蚀而开裂。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1.本发明一种混凝土自养护装置，通过控制电磁感应线圈和半导体制冷片使得早龄期降低混凝土内部温度，防止早龄期混凝土开裂。

2.本发明一种混凝土自养护装置，通过装置中的电磁感应线圈，控制器控制电磁感应线圈发射高频交变电场，混凝土内部的纳米四氧化三铁在交变电场中发热，寒冷季节时，可以使混凝土自发热，防止混凝土因冻融侵蚀而开裂。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为混凝土自养护装置示意图。

图2为内养护装置内部结构示意图。

1-第一导线、2-控制器、3-电磁感应线圈、4-半导体制冷片、5-内养护装置、6-第二导线、7-混凝土块。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1和图2所示，本发明为一种混凝土自养护装置，包括内养护装置5、导线和控制器2，所述内养护装置5通过导线与控制器2连接，所述内养护装置5内置在混凝土块7中。

实施例2

如图1和图2所示，本实施例基于实施例1，所述内养护装置5包括电磁感应线圈3，所述电磁感应线圈3通过第一导线1与控制器2连接，所述混凝土块7混合有纳米四氧化三铁；所述纳米级的四氧化三铁具有超顺磁效应，在交变电场中会产生较大的涡电流而感应生热；通过预先在混凝土中掺入纳米四氧化三铁，寒冷季节时，装置中的电磁感应线圈3，控制器2控制电磁感应线圈3发射高频交变电场，混凝土内部的纳米四氧化三铁在交变电场中发热，防止混凝土因冻融侵蚀而开裂。

所述内养护装置5还包括半导体制冷片4，所述半导体制冷片4设置在电磁感应线圈3中间，所述半导体制冷片4通过第二导线6与控制器2连接；所述电磁感应线圈3环绕半导体制冷片4设置，起到了保护半导体制冷片4的作用。内养护装置5中具有热电效应的半导体制冷片4在混凝土刚浇筑时由于水化热较大，控制器2控制制冷片开启，利用热电效应将混凝土内部的水化热带出，降低混凝土内部温度，防止早龄期开裂。

所述控制器2置于混凝土块7外部；所述控制器2置于混凝土块7外部方便进行操作；所述纳米四氧化三铁的粒径为20-30nm；所述纳米四氧化三铁的粒径为20-30nm，具有超顺磁性。

所述电磁感应线圈3激发的高频交变电场，振荡频率为20-30khz；所述当磁性氧化铁的尺寸小于临界尺寸(30nm)时，具有单畴结构的磁性氧化铁出现超顺磁效应，可以在高频交变电场中激发生热，为了保证足够的热效率，电磁感应线圈3激发的高频交变电场，振荡频率为20-30khz。

所述半导体制冷片4内部阻值需≤1.5ω，制冷功率需≥200w。

实施例3

如图1和图2所示，本实施例基于实施例1和2，一种混凝土自养护装置的使用方法，包括如下步骤：

s1：拌和混凝土时将0.1％质量分数的纳米四氧化三铁掺入；

s2：将电磁感应线圈3与第一导线1相连，半导体制冷片4与第二导线6相连，并放入已经混合的混凝土内部，并将第一导线1、第二导线6引出与控制器2连接，进行浇筑，形成混凝土块7；

s3：浇筑完成后，通过控制器2开启半导体制冷片4，半导体制冷片4通过热电效应将混凝土块7内部的水化热带出，降低混凝土内部温度，防止早龄期开裂；

s4：当寒冷季节或寒潮来临时，控制器2开启电磁感应线圈3产生高频交变电场，混凝土内部的纳米四氧化三铁在交变电场的激发下开始生热，通过预先在混凝土中掺入纳米四氧化三铁，寒冷季节时，装置中的电磁感应线圈3，控制器2控制电磁感应线圈3发射高频交变电场，混凝土内部的纳米四氧化三铁在交变电场中发热的效果，防止混凝土因冻融侵蚀而开裂。

实施例4

如图1和图2所示，与实施例3不同的是，一种混凝土自养护装置的使用方法，包括如下步骤：

s1：拌和混凝土时将0.5％质量分数的纳米四氧化三铁掺入；

根据混凝土块的大小，可以设置若干个混凝土自养护装置。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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