混凝土試件標準養護裝置設計

羅云升　簡冬

摘 要：滿足混凝土力學性能試驗方法標準（GB/T50081-2002）5.2.2條標準養護要求，為標準養護提供實用、耐用的恒溫、恒濕設備及配套養護支架結構設計。

關鍵詞：混凝土標養；自動補水；全自動恒溫、恒濕；支架結構

1 混凝土試件標準養護的要求

（1）試件成型后，采用標準養護的試件，應在溫度為20±5℃的環境中靜止一晝夜至二晝夜，20±5℃的環境一般都容易達到要求。

（2）編號、拆模后的養護有兩種方式可供選擇：第1種是應立即放入溫度20±2℃，相對濕度為95%以上的標準養護室中的支架上養護。第2種是放入溫度20±2℃的不流動的Ca（OH）2飽和溶液中養護。用戶一般都采用第1種養護更方便、實用一些；采用第2種養護的用戶很少。

2 混凝土試件標準養護的重要性

混凝土，簡稱為“砼”：是指由膠凝材料將集料膠結成整體的工程復合材料的統稱。通常講的混凝土一詞是指用水泥作膠凝材料，砂、石作集料；與水（加或不加外加劑和摻合料）按一定比例配合，經攪拌、成型、養護而得的水泥混凝土，也稱普通混凝土，它廣泛應用于土木工程。

在混凝土力學性能試驗其他檢驗過程不變的情況下，養護溫度、濕度是影響混凝土強度按齡期增長的重要因數，尤其是早期強度的檢驗數據，它是推導28天標準強度的重要依據等。

3 混凝土試件標準養護恒溫、恒濕設備的現狀

目前標養室一般都是采用普通冷、暖空調配上加濕器來達到恒溫、恒濕；空調的溫度控制器（弱電）都集中在內機上，而標養室的濕度要求是95%以上，可想而知，空調的故障率是很高的等。

4 混凝土試件標準養護裝置設計

4.1 標準養護裝置的構成

制冷/制熱采用技術成熟的冷/暖水機（逆卡諾熱力學循環原理）+兩個散熱器（不銹鋼濕膜散熱器）+定時補充加濕+補水電磁閥+全自動控制器（溫度、濕度、定時、補水）。

4.2 全自動控制器電氣原理圖

在確認安裝無誤的情況下，全自動工作過程如下：

自動補水：

開啟總電源開關ZK→開啟全自動控制器電源開關K1→當水位低于浮子Q2時，電磁閥自動開啟補水，水位升至浮子Q1時，電磁閥自動關閉補水，如此循環。

注：當水位低于浮子Q2時，電磁閥自動開啟補水工作，其它制冷/加熱/加濕設備等均停止工作，主要是為了防止水泵等設備缺水損壞，請務必保持浮子Q1、Q2能上下自由滑動，定期檢查，將周邊的電線和浮子保持一定距離。

自動恒溫、恒濕：

先將（手動制冷-全自動-手動加熱）開關K2擲全自動位置→開起電源開關K1→一年365天無須人工轉換，即可自動變換（制冷/加熱）工作狀態，使室內溫度在18.2℃～21.8℃內保持恒溫。溫度設定參見溫濕度控制儀（XMT-9007-8）設定步驟（溫濕度控制儀屬專業廠家生產）。

自動制冷：先將（手動制冷-全自動-手動加熱）開關K2擲全自動位置→開起電源開關K1→室內溫度設定為21.0±0.8℃，即室內溫度在20.2℃～21.8℃內恒溫；養護室內溫度高于21.8℃時，水泵3、冷/暖水機、水泵1、兩個散熱器風扇工作，使室內空氣溫度均勻下降至20.2℃時水泵3、冷/暖水機、水泵1、兩個散熱器風扇停止工作，如此循環。

自動加熱：先將（手動制冷-全自動-手動加熱）開關K2擲全自動位置→開起電源開關K1→室內溫度設定為19.0±0.8℃，即室內溫度在18.2℃～19.8℃內恒溫；養護室內溫度低于18.2℃時，水泵3、冷/暖水機、冷/暖換向閥、電熱管、水泵1、兩個散熱器風扇工作，使室內空氣溫度均勻上升至19.8℃時水泵3、冷/暖水機、冷/暖換向閥、電熱管、水泵1、兩個散熱器風扇停止工作，如此循環。

自動加濕：

濕控加濕：開起加濕開關K3至濕控加濕（同時開啟定時補充加濕）→濕度設定為95.0%，回差2.0%，即濕度在95%～97%內恒濕，養護室內濕度低于95%時，水泵1、兩個散熱器風扇工作，使室內濕度均勻上升至97%時水泵1、兩個散熱器風扇停止工作，如此循環。

定時補充加濕：開起加濕開關K3至定時加濕→加濕程序按照（加濕時間→停止加濕時間）循環工作起到加濕作用。（雙時控制器左邊兩位數顯為加濕時間、右邊兩位為停止加濕時間；建議加濕時間為1分鐘，停止加濕時間為25～30分鐘）；定時補充加濕的4個噴頭（高壓霧化噴頭）工作時：水泵1、兩個散熱器風扇、水泵2工作。

手動恒溫：

手動制冷：先將（手動制冷-全自動-手動加熱）開關K2擲手動制冷方向→開起電源開關K1→水泵3、冷/暖水機、水泵1、兩個散熱器風扇工作，使室內空氣溫度均勻下降至你所需要的溫度時，關掉電源開關K1，水泵3、冷/熱水機、水泵1、兩個散熱器風扇停止工作。

手動加熱：先將（手動制冷-全自動-手動加熱）開關K2擲手動加熱方向→開起電源開關K1→水泵3、冷/暖水機、冷/暖換向閥、電熱管、水泵1、兩個散熱器風扇工作，使室內空氣溫度均勻上升至你所需要的溫度時，關掉電源開關K1，水泵3、冷/暖水機、冷/暖換向閥、電熱管、水泵1、兩個散熱器風扇停止工作。

5 支架結構設計

混凝土標準試件立方體有100×100×100，150×150×150，200×200×200三種規格，經過一定的計算及試件的實際存放，滿足三種規格試件都能在同一支架上存放養護，制作支架結構的幾何尺寸如下示意圖，每個支架能存放25組標準試件（一組為3個立方體）。支架的4個立柱及每層的前后、左右橫梁均采用1.2×38×38的不銹鋼空心方管材料，每層中間10根放置試件的采用1.0×25×25的不銹鋼空心方管材料；用此兩種規格的材料及下面示意圖標注的尺寸制作出的支架相當美觀，牢固，且養護的試件組數最多；用戶可根據標養室的面積及需標養組數，計劃制作支架的個數。

6 結語

此設計方案的顯著優點是：白天和夜晚溫差大的地區（白天需制冷、夜晚需加熱），季節交換期，它可實現制冷/加熱的自動轉換；散熱器采用不銹鋼濕膜散熱器，制冷/加熱的同時還兼具很強的加濕功能（無霧狀加濕）；通過幾年的使用證明，完全能夠滿足標準養護要求，故障率低，經久耐用。