专利名称：一种低温环境下钢筋混凝土结构养护装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种钢筋混凝土结构养护装置，特别涉及一种用于养护低温环境下钢筋混凝土结构的装置。
背景技术：
钢筋混凝土结构因具有施工简便、可塑性强和性价比高等优点，广泛应用于工农业生产和日常生活等各个领域。众所周知，钢筋混凝土结构的早期养护效果对其各种性能及其使用寿命影响极大，但养护效果极易受到外界环境因素(如温度、湿度和风速等)左右。在众多的环境影响因素中，尤以恶劣的低温对钢筋混凝土结构早期养护危害最大且难于有效预控；钢筋混凝土结构在低温环境下的早期养护，面临的最大问题是冻害和强度增长缓慢——直接导致结构内部损伤、劣化和工期延误。传统的经典做法(如使用防冻剂、养护剂、蒸汽养护和覆盖保温层等)仍存在一定局限性如添加防冻剂量不足则防冻效果不显著，过多则可能影响混凝土的各种性能(如强度和收缩率等)，更有甚者会因其与水泥的适应性问题而劣化混凝土的微观结构及其性能；蒸汽养护多适用于养护结构预制件，对现场施工的大型、高耸或复杂结构不容易进行实施；单纯的覆盖保温层并不能完全摒除低温的危害，也不能加速水泥的水化速率，故无助于缩短钢筋混凝土结构工程的养护期。随着我国大量基建设施的开建，大量钢筋混凝土结构在低温环境下仍要施工；若采用传统防护措施往往面临出现其潜在缺陷的风险，更有甚者会出现防护措施失效，导致工程的性能劣化或报废，易造成极大的经济浪费和工期延误。如何保证低温环境下钢筋混凝土结构性能、质量及其合理的养护期是工程低温施工养护面临的难题。
发明内容
为了解决现有低温环境下钢筋混凝土结构养护措施的不足所导致工程质量劣化和工期延误等问题，本发明提供了一种可在低温环境下有效保证钢筋混凝土结构养护质量和缩短养护期的装置。为了实现上述技术目的，本发明的技术方案是，一种低温环境下钢筋混凝土结构养护装置，其特征在于，低温环境下钢筋混凝土结构养护装置包括变频电源和宽线带，宽线带上设置有针式端接头和槽式端接头，变频电源一端采用带针式插头的导线连接宽线带的槽式端接头，另一端采用槽式插头的导线连接宽线带的针式端接头。实施时将所述的宽线带螺旋状围绕于钢筋混凝土结构上，接通变频电源，即可对钢筋混凝土结构进行升温养护。其工作原理是基于电磁感应加热原理(涡流感应加热原理)，利用工作芯线接通变频电源时，其内部瞬变的交流电会在其周围产生交变的电磁场，钢筋混凝土结构内部的钢筋因切割交变磁力线而产生感应涡流，最终生成大量的热能；此外，混凝土材料也会因交变磁场感 应(介损和涡流加热效应)产生热量。随着时间的延长，涡流生成大量的热可使得结构体系内部温度升高，有效阻抗外界环境的低温影响，保证低温环境下钢筋混凝土结构的施工质量；与此同时，体系温升也会加速水泥中胶凝性矿物的水化率，促进钢筋混凝土结构的强度增长。这两者之间的协同效应可保证低温环境下钢筋混凝土结构的养护质量和根据工程进度需要合理缩短养护期。本发明构造简单、易于施工、实时控制性好，克服了钢筋混凝土结构传统养护措施的缺点，并可通过控制电流频率获得所需的加热深度以满足特定钢筋混凝土结构养护需要，具有巨大的经济、环境和社会效益。此外，本发明还可根据工程所需通过升温加速混凝土硬化，达到 合理缩短养护时间目的，本发明适用于钢筋混凝土结构的养护，尤其适用于低温环境。本发明还在于变频电源为不同频率和强弱的交流电的配电变压器、中频发电机或可控硅逆变器。其作用是可根据工程需求提供不同频率和强弱的交流电流，是整个装置的供电系统。本发明还在于宽线带由工作芯线和绝缘胶皮制成，且与针式端接头和槽式端接头组装集成为一体，组成了整个养护装置的核心。实施时将宽线带螺旋状围绕于钢筋混凝土结构外部，针式端接头与带槽插头的导线相连，槽式端接头与带针式插头的导线相连，接通交流电，工作芯线内的交流电在其周围产生交变电磁场，诱导钢筋混凝土结构内部的钢筋出现涡流；钢筋内的涡流生成的热量可升高结构体系内部温度，有效摒除外界环境的低温影响，保证低温下钢筋混凝土结构施工质量；此外，还能加速水泥胶凝性矿物的水化率，实现低温环境下钢筋混凝土结构的高温养护。所述的工作芯线是由单束或多束铜、铝类的良导电材料制成，具有一定柔韧性，其端头焊接在针式端接头和槽式端接头上，通交流电时其周围产生交变电磁场，可诱导钢筋产生涡流加热而达到升温养护目的；所述的绝缘胶皮为橡胶、硅胶和聚丙烯酸酯类的绝缘性材料，可根据工程所需将工作芯线以单层或多层排列方式集成一定的宽厚度胶带板，具有保护工作芯线、集束和绝缘等作用，并将工作芯线、针式端接头和槽式端接头集成为一个整体；所述的针式端接头和槽式端接头可相互连接，以满足工程对的长度要求。本发明的特征还在于带针式插头的导线为导电性优良的铜和铝类材料，其一端连接交频电源，另一端与槽式端接头相连，起到联系和远距离输电作用。这种通过一种简易的连接方式有效的延长联系距离，可以通过多根不同插头的导线相互连接随意延长联系距离，轻易达到远距离输电的目的，操作简单方便。本发明的特征还在于带槽式插头导线可为导电性优良的铜和铝材质，其一端连接交频电源，另一端与针式端接头相连，起到联系和远距离传输电流作用。这种通过一种简易的连接方式有效的延长联系距离，可以通过多根不同插头的导线相互连接随意延长联系距离，轻易达到远距离输电的目的，操作简单方便。本发明的特征还在于宽线带包括工作芯线、绝缘胶皮、槽式端接头和针式端接头。这样宽线带本身的绝缘性好，并且通过设置槽式端接头和针式端接头能够方便与导线连接，连接方便，操作简单。本发明的特征还在于工作芯线为铜、铝类的良导电丝、线和纤维，其端头焊接在针式端接头和槽式端接头上。这种通过一种简易的连接方式有效的延长联系距离，可以通过多根不同插头的导线相互连接随意延长联系距离，轻易达到远距离输电的目的，操作简单方便。本发明的特征还在于良导电丝、线和纤维为单束或多束绞合而成。本发明的特征还在于绝缘胶皮为橡胶类、硅胶类或树脂类的绝缘性材料，工作芯线以单层或多层方式集成一定宽厚度胶带板，起保护工作芯线、集束和绝缘的作用。本发明的特征还在于通过绝缘胶皮将工作芯线、针式端接头和槽式端接头集为一体。这样整体连接包裹在绝缘胶皮内，整体性、稳定性、绝缘性好。
本发明的特征还在于针式端接头和槽式端接头可相互连接，用以满足长度要求。本发明的特征还在于针式端接头和槽式端接头由酚醛塑料、聚氨酯塑料、环氧塑料、不饱和聚酯塑料、有机硅树脂和丙烯基树脂及其改性树脂为机体制成的。本发明的特征还在于带针式插头的导线与槽式端接头相连。这种通过一种简易的连接方式有效的延长联系距离，可以通过多根不同插头的导线相互连接随意延长联系距离，轻易达到远距离输电的目的，操作简单方便。本发明的特征还在于带槽式插头的导线与针式端接头连接。这种通过一种简易的连接方式有效的延长联系距离，可以通过多根不同插头的导线相互连接随意延长联系距离，轻易达到远距离输电的目的，操作简单方便。本发明的有益效果是I、采用本发明可有效摒除低温环境对钢筋混凝土结构施工的影响，促进混凝土快速硬化，保证钢筋混凝土结构的养护质量，弥补了传统养护措施的不足。2、本发明构造简单、操作简便，具有良好的可控性、普适性和实时性等，可通过调节交流电的频率和强弱来满足钢筋混凝土结构工程的不同养护需要，并可根据工程所需通过适当调整电流参数来加速胶凝性矿物水化率，实现合理的压缩养护期。3、本发明基于电磁感应加热原理，具有热转换效率高、节能环保、安全可靠和性价比闻等优点。4、本发明还可利用钢筋涡流的趋肤效应，采用不同频率的交流电可得到不同的加热深度，以满足特定钢筋混凝土结构工程养护的需要。
图I为本发明的平面结构示意图；图2为本发明的宽线带剖面图；图3为本发明的低温环境下钢筋混凝土结构养护装置安装到钢筋混凝土柱、梁的结构图；其中I为变频电源，2为宽线带，3为带针式插头的导线，4为带槽式插头的导线，5为针式端接头，6为槽式端接头，7为紧固螺栓，8为工作芯线，9为绝缘胶皮，10为钢筋混凝土柱、梁。
具体实施例方式下面实施例是对本发明技术内容的进一步说明，但并非对本发明实质内容的限制。一种低温环境下钢筋混凝土结构养护装置包括变频电源I、带针式插头的导线3、带槽式插头的导线4、针式端接头5、宽线带2、槽式端接头6和紧固螺栓7，宽线带2上设置有针式端接头5和槽式端接头6，变频电源I 一端采用带针式插头的导线3连接宽线带2的槽式端接头6，另一端采用槽式插头的导线4连接宽线带2的针式端接头5。图I为本发明的平面结构示意图，如图I所示，变频电源I通过带针式插头的导线3或/和带槽式插头的导线4分别与宽线带2的针式端接头5或/和槽式端接头6连接，带针式插头的导线3的带针式插头与宽线带2的槽式端接头6连接、带槽式插头的导线4的带槽式插头与宽线带2的针式端接头5连接，宽线带内设置有平行设置的五根工作芯线8，工作芯线8包裹在绝缘胶皮9内，工作芯线8的两端分别固定在针式端接头5或槽式端接头6上，针式端接头5或槽式端接头6通过紧固螺栓7进行固定，或者绝缘胶皮9将宽线带2的针式端接头5或/和槽式端接头6也包裹在内。图2为本发明的宽线带剖面图，如图2所示，工作芯线8呈波浪形间隔排布在绝缘胶皮9内，波峰设置有两根工作芯线8，波谷设置有三根工作芯线8，绝缘胶皮9在工作芯线8的截面四周形成一层保护层，或者工作芯线2以单层或多层形式间隔的排布于绝缘胶皮9中,其中多层排布可以为多层交错排布,也可以为多层叠合排布。图3为本发明的低温环境下钢筋混凝土结构养护装置安装到钢筋混凝土柱、梁的结构图，如图3所示，宽线带2螺旋状环绕于钢筋混凝土柱、梁10上，实施时宽线带2可紧密环绕亦可间隔一定距离螺旋状环绕。本发明的特征还在于所述的变频电源I为不同频率和强弱的交流电的配电变压器、中频发电机或可控硅逆变器。本发明的特征还在于所述的宽线带2包括工作芯线8、绝缘胶皮9、槽式端接头6和针式接头5。本发明的特征还在于所述的工作芯线8为铜、铝类的良导电丝、线和纤维，其端头焊接在针式端接头5和槽式端接头6上。本发明的特征还在于所述的绝缘胶皮9为橡胶类、硅胶类或树脂类的绝缘性材料，工作芯线8以单层或多层方式集成一定宽厚度胶带板，起保护工作芯线、集束和绝缘的作用，或者通过绝缘胶皮9将工作芯线8、针式端接头5和槽式端接头集6为一体的部件。本发明的特征还在于所述的针式端接头5和槽式端接头6可相互连接，用以满足长度要求。本发明的特征还在于所述的针式端接头5和槽式端接头6由酚醛塑料、聚氨酯塑料、环氧塑料、不饱和聚酯塑料、有机硅树脂和丙烯基树脂及其改性树脂为机体制成的。本发明的特征还在于所述的带针式插头的导线3与槽式端接头6相连，所述的带槽式插头的导线4与针式端接头5连接。本发明适用于低温环境下钢筋混凝土结构养护，可有效摒除低温环境对钢筋混凝土结构的损伤、劣化和适当缩短养护周期。本发明工作原理基于电磁感应加热原理(涡流感应加热原理)，施工时将所述的宽线带2螺旋状围绕于钢筋混凝土柱、梁10上，针式端接头5和槽式端接头6分别与带槽插头的导线4和带针式插头的导线3相连，接通变频电源I时，工作芯线8内部瞬变的交流电会在其周围产生交变的电磁场，钢筋混凝土柱、梁10内部的钢筋因切割交变磁力线而产生感应涡流，生成大量的热能可升高结构内部温度，故可有效阻抗外界环境的低温影响，促进水泥胶凝性矿物的水化，从而实现低温环境下钢筋混凝土结构的高温养护和适当缩短养护周期；当切断交频电源I时，即可终止养护。权利要求
1.一种低温环境下钢筋混凝土结构养护装置，其特征在于，低温环境下钢筋混凝土结构养护装置包括变频电源和宽线带，宽线带上设置有针式端接头和槽式端接头，变频电源一端采用带针式插头的导线连接宽线带的槽式端接头，另一端采用槽式插头的导线连接宽线带的针式端接头。
2.根据权利要求I所述的一种低温环境下钢筋混凝土结构养护装置，其特征在于，所述的变频电源为不同频率和强弱的交流电的配电变压器、中频发电机或可控硅逆变器。
3.根据权利要求I所述的一种低温环境下钢筋混凝土结构养护装置，其特征在于，所述的宽线带包括工作芯线、绝缘胶皮、槽式端接头和针式端接头。
4.根据权利要求3所述的一种低温环境下钢筋混凝土结构养护装置，其特征在于，所述的工作芯线为铜、铝类的良导电丝、线和纤维，其端头焊接在针式端接头和槽式端接头上。
5.根据权利要求4所述的一种低温环境下钢筋混凝土结构养护装置，其特征在于，所述的良导电丝、线和纤维为单束或多束绞合而成。
6.根据权利要求3所述的一种低温环境下钢筋混凝土结构养护装置，其特征在于，所述的绝缘胶皮为橡胶类、硅胶类或树脂类的绝缘性材料，工作芯线以单层或多层方式集成一定宽厚度胶带板，起保护工作芯线、集束和绝缘的作用。
7.根据权利要求6所述的一种低温环境下钢筋混凝土结构养护装置，其特征在于通过绝缘胶皮将工作芯线、针式端接头和槽式端接头集为一体。
8.根据权利要求I所述的一种低温环境下钢筋混凝土结构养护装置，其特征在于，所述的针式端接头和槽式端接头相互连接，用以满足长度要求。
9.根据权利要求8所述的一种低温环境下钢筋混凝土结构养护装置，其特征在于，所述的针式端接头和槽式端接头由酚醛塑料、聚氨酯塑料、环氧塑料、不饱和聚酯塑料、有机硅树脂和丙烯基树脂及其改性树脂为机体制成的。
10.根据权利要求I所述的一种低温环境下钢筋混凝土结构养护装置，其特征在于，所述的带针式插头的导线与槽式端接头相连；或者带槽式插头的导线与针式端接头连接。
全文摘要
一种低温环境下钢筋混凝土结构养护装置，其特征在于低温环境下钢筋混凝土结构养护装置包括变频电源和宽线带，宽线带上设置有针式端接头和槽式端接头，变频电源一端采用带针式插头的导线连接宽线带的槽式端接头，另一端采用槽式插头的导线连接宽线带的针式端接头。本发明构造简单、易于施工、实时控制性好，克服了钢筋混凝土结构传统养护措施的缺点，并可通过控制电流频率获得所需的加热深度以满足特定钢筋混凝土结构养护需要，具有巨大的经济、环境和社会效益。此外，本发明还可根据工程所需通过升温加速混凝土硬化，达到合理缩短养护时间目的，本发明适用于钢筋混凝土结构的养护，尤其适用于低温环境。
文档编号B28B11/24GK102642244SQ20121010114
公开日2012年8月22日 申请日期2012年4月10日 优先权日2012年4月10日
发明者余志武, 刘鹏, 匡亚川, 宋力, 石卫华, 陈令坤 申请人:中南大学, 高速铁路建造技术国家工程实验室