一种高含水缓释水维护少的新型保温保湿养护覆盖层

1.本实用新型属于混凝土养护技术领域，涉及一种高含水缓释水的新型保温保湿养护材料。


背景技术：

2.在众多实际工程中，环境因素是制约混凝土养护的关键，混凝土浇筑拆模后，如不及时进行养护，在浇筑后4～24小时内，就会产生表面裂缝，开裂后的裂缝易造成腐蚀性介质和水分侵入，将导致混凝土劣化，钢筋锈蚀，使混凝土耐久性降低，进而缩短结构的使用寿命，严重影响了混凝土结构的安全性和耐久性。如在西北等气候环境较特殊的地区，气候环境的客观条件是年平均蒸发量约是降雨量的5～20倍，年温差和昼夜温差均较大，相对湿度常年低于50%，地下水和地表水极度匮乏，荒漠、戈壁地表和高海拔、空气稀薄等原因均导致干燥。部分地区在夏冬季节会出现昼夜正负变温现象，夏季炎热且干燥，冬季寒冷而漫长。在一些干寒、强风、大温差地区，昼夜温差能达到40℃（物体表面温度差）以上，相对湿度长时间处于20%～30%，再加上环境条件、施工场地的限制，给混凝土的养护造成极大的困难。保温的同时可能无法提供足够的湿度，保湿的同时又造成保温性能不够，或因为恶劣的环境，人为的保湿补水速度远远跟不上水分的蒸发速度，这样因养护不当很容易造成混凝土开裂或早期强度增长不够。国家和地方政府在此类地区已投入大量资金进行交通建设，但大多数线路直接穿越干寒、昼夜大温差地区，施工完成的预制混凝土构件在拆模后采取养护措施进行养护，但因为环境的影响，使得养护措施提供的温湿度条件在恶劣的环境下弱化，达不到养护的要求，最终导致混凝土开裂或早期强度不达标。
3.混凝土箱梁在早期强度增长过程中会发生水化反应，一方面水化反应会消耗混凝土中的水分使其自身干燥收缩，若没有外界水分的补充或提供适宜的湿度，在干燥收缩的过程中很容易导致混凝土开裂产生收缩裂缝。另一方面水化反应会放出大量的热量，使混凝土内外温差过大，若不采取保温养护措施，由温差造成的温度应力在超过混凝土极限应力时会导致混凝土开裂产生温度裂缝。
4.因此为了保证混凝土有适宜的硬化条件，使其强度不断增长，防止混凝土开裂，必须对混凝土进行适宜的养护。如何保证混凝土在硬化过程中有适宜的温湿度条件是混凝土养护和施工中必须解决的问题。
5.针对混凝土养护现行的方法有许多，如标准养护、蒸汽养护、塑料薄膜包裹养护、土工布覆盖养护、保温养护、洒水养护、内养护剂养护、外养护剂养护等，这些现行的养护方法在混凝土的养护过程中发挥了重要作用。
6.现有技术之一：标准养护，将待养护试件在温度为20
±
5℃的环境中静置一昼夜，然后拆模。拆模后应立即放入温度为20
±
2℃，相对湿度为95%以上的标准养护室中养护，或在温度为20
±
2℃的不流动的氢氧化钙的饱和溶液中养护。标准养护室内的试件应放在支架上，彼此间隔10～20mm，试件表面应保持潮湿并不得被水直接冲淋。
7.现有技术一存在以下缺点：
8.1、技术一提供了水泥水化反应适宜的温湿度环境，但需要将试件放入标养室中，需要人为的调控养护室的温湿度，需要额外的场地、搭建养护室，成本较高。
9.2、无法实现对大体积大跨度构件批量的养护，无法实现对施工现场现浇混凝土的养护，只适合做室内和现场的同步试验。
10.现有技术之二：蒸汽养护，蒸汽养护分为四个阶段：静停阶段，将混凝土预制构件浇筑完毕至升温前在室温下先放置一段时间，灌筑完4小时后升温，静停期间应保持棚温不低于5℃；升温阶段，混凝土由原始温度上升到恒温阶段，温度急速上升，会使混凝土表面因体积膨胀太快而产生裂缝。因此升温速度必须控制好，一般为10～25℃/h（干硬性混凝土为35～40℃/h）；恒温阶段，是混凝土强度增长最快的阶段。一般恒温时间为5～8h，，恒温加热阶段应保持90%～100%的相对湿度。恒温的温度应随水泥品种不同而异，普通水泥的养护温度不得超过80℃，矿渣水泥、火山灰水泥可提高到90～95℃；降温阶段，在此阶段内，混凝土已经硬化，如降温过快，混凝土会产生表面裂缝，因此降温速度应予控制。一般情况下，降温速度不应大于10℃/h，直至降为室温。
11.现有技术二的缺点：
12.1、需要现场搭建养护棚，如果施工环境恶劣，场地受限，会涉及材料和设备的周转问题，容易因局部的施工进度影响整体的施工进度。
13.2、操作麻烦，成本较高，无法实现对施工现场现浇混凝土的养护；养护过程对温度的控制要求过高，容易因人为因素对构件的养护产生不利影响。
14.现有技术之三：塑料薄膜包裹养护，采用透明的塑料薄膜将混凝土构件进行包裹，保证四周的密实性，然后定期洒水，洒水次数根据混凝土周围的湿润程度而定。
15.现有技术三的缺点：塑料薄膜的保水性能一般，水分易蒸发，需要不断的洒水保证构件的湿润程度，对水的消耗量大，在缺水地段施工极为不利；在温差较大的寒冷地区，塑料薄膜保温性能差。
16.现有技术之四：土工布覆盖养护，在混凝土构件浇筑完成后，用土工布将其密实包裹起来，不间断的洒水保持其湿润度。
17.现有技术四的缺点同技术三相同。
18.现有技术之五：保温养护，保温养护所用的主要材料是橡塑板或者其他有保温性能的材料，将浇筑好的混凝土构件拆模后用橡塑板或者其他保温材料包裹密实进行养护。
19.现有技术五的缺点：保温养护能起到良好的保温作用，特别在干寒地区其保温作用能有效减小混凝土内外温差，防止因温差过大而开裂，但其保湿性能很差，或者说基本不具备保湿性。
20.现有技术之六：洒水养护，将浇筑好的混凝土构件拆模后进行洒水保湿养护，不采取任何包裹措施。
21.现有技术六的缺点：用水量大，水分极易蒸发，需要不间断的洒水，人工量大，反而造成了成本较高。受环境约束性强，造成混凝土长时间暴露，在某些地区容易使早期混凝土受到风沙的直接侵蚀，所以养护效果一般。
22.现有技术之七：内养护剂养护，在混凝土拌制时加入如改性淀粉醚和减水剂等试剂，进行混凝土的拌制。在参入内养护剂的混凝土浇筑后不需要进行特别的洒水或喷涂其他养护剂。简化了施工程序，对施工成本和施工难度有所降低。
23.现有技术七的缺点：好的养护剂市场价格偏高，造成成本较高；在寒冷地区内养护剂养护的效果较差。
24.现有技术之八：外养护剂养护，通过喷涂一种高分子涂膜材料，喷洒在混凝土表面后固化，形成一层致密的薄膜，使混凝土表面与空气隔绝，大幅度降低水分从混凝土表面蒸发损失。从而利用混凝土中自身的水分最大限度地完成水化作用，达到的目的。
25.现有技术八的缺点：
26.1、由于施工现场制度不完善，部分施工人员操作技能不达标且缺乏责任心，涂刷养护剂造成成本大幅上涨及某些混凝土部位表面并不适合使用养护剂等因素，导致养护剂的应用面不广，应用效果不尽人意。
27.2、喷涂的养护剂容易被雨水冲刷，需要不间断的进行补刷，施工人员敷衍行事补刷潦草，达不到养护剂养护的效果，且养护剂养护保温性能差。
28.通过以上现有技术的查新及目前国内外混凝土构件养护技术的查阅发现，目前缺少实现混凝土构件养护措施在任何环境条件都适用，且在消耗少量水的情况下提供良好的保湿性能的养护材料。


技术实现要素：

29.本实用新型所要解决的技术问题是针对目前没有可以实现混凝土构件养护在各种环境条件提供良好的保温保湿措施的现状，提供一种适应环境，经济合理，能够满足混凝土构件凝结硬化过程所需温湿度条件的一种高含水缓释水的新型保温保湿养护覆盖材料。
30.本实用新型的技术方案：一种高含水缓释水维护少的新型保温保湿养护覆盖层，含有含水阻蒸发泡状结构层、保温释水隔挡层、吸水颗粒，所述含水阻蒸发泡状结构层与保温释水隔挡层粘合在一起，含水阻蒸发泡状结构层有凸起的气泡，气泡与保温释水隔挡层形成的空间中容纳吸水颗粒，含水阻蒸发泡状结构层是不透水高分子材料膜，保温释水隔挡层是透水纤维布，吸水颗粒是吸水性高分子材料。气泡内部空间是不透水弧形面与保温释水隔挡层构成，水从保温释水隔挡层吸入再进入气泡内部，吸水颗粒得到吸水。
31.所述气泡直径范围2mm～40mm，高度在2mm～20mm。
32.所述吸水颗粒是以丙烯酸聚合得到的高分子材料，材料粒径在0.1mm～5mm，具有强储水低释水的特性，其制备方法从现有技术中获取。
33.所述保温释水隔挡层为透水性无纺布。
34.所述气泡相邻间的间距为气泡直径的八分之一到二分之一。
35.所述含水阻蒸发泡状结构层以聚乙烯颗粒经熔化在225-235℃挤出成膜，再吸塑成气泡，冷却后形成带有气泡的薄膜。
36.高含水缓释水维护少的新型保温保湿养护覆盖层的使用方法：在使用时先向保温释水隔挡层一侧洒水或浸水，保证气泡内的吸水颗粒充分吸水饱和；将保温释水隔挡层一侧紧贴试件表面，包裹需要进行养护的试件表面，含水阻蒸发泡状结构层一侧在外；根据养护覆盖层的长宽和养护试件的尺寸，从适当的位置进行包裹，从上到下或者从左到右进行包裹，保证养护覆盖层间的搭接长度不小于5cm，搭接时下面部分养护覆盖层覆盖上面部分的养护覆盖层，养护覆盖层的固定使用细铁丝或牢固的细绳进行捆绑，水泥路面养护时起固定作用的细铁丝或细绳两端固定在插入地面中的木楔或铁楔上，捆绑时避免对含水阻蒸
发泡状结构层的气泡造成破坏。
37.进一步的是：在搭接部位由铁丝或细绳缝合连接。
38.本实用新型的有益效果：
39.1、本实用新型为混凝土构件提供了有效且经济的养护措施。
40.2、本实用新型产品适用各种环境条件下混凝构件的养护。
41.3、本实用新型产品制作简单，操作方便，可重复利用。
42.4、本实用新型产品提供良好的保湿保温性能、用水量较少、只需一到两次的补水就能完成整个施工阶段的养护（温热潮湿，温差较小的地带，可以做到免补水），工程成本小；特别适用于在干寒、强风、大温差地区，能为混凝土提供良好的温湿度条件。
43.5、本实用新型用完能及时回收，不会造成环境污染。
附图说明
44.图1是本实用新型含水阻蒸发泡状结构层示意图；
45.图2是本实用新型保温释水隔挡层示意图；
46.图3是本实用新型强储水低释水吸水颗粒示意图；
47.图4是本实用新型整体横断面构造示意图；
48.图5是本实用新型整体横断面构造分解示意图。
49.附图标记说明：1-气泡、2-吸水颗粒、3-含水阻蒸发泡状结构层、4-保温释水隔挡层。
具体实施方式
50.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下对本实用新型进行进一步详细说明。
51.本实用新型提供了高含水缓释水维护少的新型保温保湿养护覆盖层，其包括：含水阻蒸发泡状结构层3和保温释水隔挡层4。含水阻蒸发泡状结构层3与保温释水隔挡层4粘合在一起，含水阻蒸发泡状结构层3有凸起的气泡1，气泡1与保温释水隔挡层4形成的空间中容纳吸水颗粒2，含水阻蒸发泡状结构层3是不透水高分子材料膜，保温释水隔挡层4是透水纤维布，吸水颗粒2是吸水性高分子材料。含水阻蒸发泡状结构层3的泡状面和非泡状面覆盖在保温释水隔挡层4上，水分不能向上蒸发，根据水分高含水处向低含水处流动的常识，试件表面水分流失，吸水颗粒2的水分含量相比更大，吸水颗粒2吸的水经过泡底的保温释水隔挡层4湿润试件表面。
52.含水阻蒸发泡状结构层3是用聚乙烯树脂熔融经挤出机挤塑后，在成型模具内成型一层膜片挤出，然后在真空辊上被吸塑成膜，形成带有气泡的结构层，气泡1用于储存强储水低释水的吸水颗粒2。气泡泡径在2mm~40mm，泡高可在2mm~20mm，根据具体需求任意选择泡径和泡高。含水阻蒸发泡状结构层3具有质地轻、透明性好、无毒、无味、防水分蒸发、保温等作用。
53.吸水颗粒2是一种丙烯酸聚合得到的功能高分子材料，材料粒径在0.1mm～5mm，能吸收比自身重几百到几千倍的水，保水性能优良，膨胀力大，一旦吸水膨胀成为水凝胶时，即使加压也难把水分离出来，并且可反复释水、吸水，无毒、无害、无污染。当吸水颗粒2与水
接触时，水分子进入其内部凝胶网络结构内与亲水基团作用产生氢键，形成较强的亲和力，同时，具有空间网络结构的凝胶体各交联点之间的分子链因吸入水分子而由无规蜷曲状态变为伸展状态，并产生内聚力，当这种作用力达到相对平衡时吸水膨胀达到饱和状态。聚丙烯酸高吸水树脂具有生产成本低、工艺简单、生产效率高、吸水和保水能力强，在外界挤压情况下水分也不易流失。
54.保温释水隔挡层4，是由合成纤维通过针刺或编织而成的透水性无纺布，规格在50g/m2～2000g/m2之间，根据实际需要任意选择。
55.下表为保温保湿养护覆盖层的基本性能：
[0056][0057]
上述高含水缓释水维护少的新型保温保湿养护覆盖层的制作方法：将制作好的含水阻蒸发泡状结构层3的气泡中均匀的添加吸水颗粒，每个气泡中可填充一到三个，共同形成含水阻蒸发泡状结构层，将已经添加了颗粒物的含水阻蒸发泡状结构层与保温释水隔挡层进行热粘合，或者采用其他粘合方式，前提保证三个组成部分在粘合的过程中外形及其性能不受到破坏。
[0058]
在使用时平铺于地面，保温释水隔挡层向上，先向保温释水隔挡层一侧洒水（也可
直接浸入水中），静置不少于30min，保证气泡内的吸水颗粒充分吸水饱和；将保温释水隔挡层一侧紧贴试件表面，包裹需要进行养护的试件表面，含水阻蒸发泡状结构层一侧在外，从而进行保温保湿养护。使用时还需注意，将制作好的覆盖层包裹在需要养护的试件表面，根据养护覆盖层的长宽和养护试件的尺寸，从适当的位置进行包裹，从上到下或者从左到右进行包裹时，保证覆盖层间的搭接长度不小于5cm，搭接时下面部分覆盖层要覆盖上面部分的覆盖层，覆盖层的固定使用细铁丝或牢固的细棉绳进行捆绑，捆绑时避免对含水阻蒸发泡状结构层的气泡造成破坏。在搭接部位最好用铁丝或棉绳缝合式连接，避免因搭接不当产生空隙造成水分的蒸发。要是养护混凝土路面，可以用铁丝或细绳固定，铁丝或细绳两端固定在路两边的地面上，可以绑在木楔子或铁楔子上，木楔子或铁楔子插入地下。
[0059]
本实用新型的养护覆盖层具有强大的储水能力，并且与外界隔离，保证水分不蒸发的同时能低速率的向保温释水隔挡层送水，可以满足混凝土硬化过程中的湿度条件，补充混凝土早期水化热过程中所需水分或者所需湿度，防止混凝土的干缩开裂；同时自身又有一定的厚度，提供了一定的保温性能，又可以满足混凝土硬化过程中的温度条件，减小混凝土内外温差，防止混凝土因温差而开裂。养护覆盖层对环境有很好的适应性，节约在原来混凝土构件养护过程中的大量用水，操作简单，大大减少了在养护过程中的劳动量。
[0060]
在实际养护过程中，环境因素对养护措施的影响较大，为了针对不同的环境条件，可调节养护覆盖层的组成尺寸。如：在西北等干寒地区，温差较大，气候干燥，可以用气泡泡径大一些的，气泡内填充粒径大的吸水颗粒，这样气泡的存水量会大大增加，满足干燥的环境条件下保持构件表面的湿润度。调高保温释水隔挡层单位面积的克重，可满足寒冷状况下对构件的保温要求。在南方等其他温差较小，天气炎热，气候湿润的地区，可采用较低气泡的泡径、颗粒粒径、气泡密度、保温释水隔挡层单位面积的克重，节约材料成本的同时满足养护要求。所以，不同的环境条件，构件的养护需要不同的温湿度条件，均可以通过调节使用材料组成的规格、尺寸、粒径、克重来满足混凝土硬化过程中所需的温湿度条件。

技术特征：
1.一种高含水缓释水维护少的新型保温保湿养护覆盖层，其特征是：含有含水阻蒸发泡状结构层（3）、保温释水隔挡层（4）、吸水颗粒（2），所述含水阻蒸发泡状结构层（3）与保温释水隔挡层（4）粘合在一起，含水阻蒸发泡状结构层（3）有凸起的气泡（1），气泡（1）与保温释水隔挡层（4）形成的空间中容纳吸水颗粒（2），含水阻蒸发泡状结构层（3）是不透水高分子材料膜，保温释水隔挡层（4）是透水纤维布，吸水颗粒（2）是吸水性高分子材料。2.如权利要求1所述的一种高含水缓释水维护少的新型保温保湿养护覆盖层，其特征是：气泡（1）直径范围2mm～40mm，高度在2mm～20mm。3.如权利要求1所述的一种高含水缓释水维护少的新型保温保湿养护覆盖层，其特征是：吸水颗粒（2）是以丙烯酸聚合得到的高分子材料聚丙烯酸高吸水树脂，材料粒径在0.1mm～5mm。4.如权利要求1所述的一种高含水缓释水维护少的新型保温保湿养护覆盖层，其特征是：保温释水隔挡层（4）为透水性无纺布。5.如权利要求1所述的一种高含水缓释水维护少的新型保温保湿养护覆盖层，其特征是：气泡（1）相邻间的间距为气泡直径的八分之一到二分之一。

技术总结
本实用新型是一种高含水缓释水维护少的新型保温保湿养护覆盖层。养护覆盖层含有含水阻蒸发泡状结构层、保温释水隔挡层、吸水颗粒，含水阻蒸发泡状结构层与保温释水隔挡层粘合在一起，含水阻蒸发泡状结构层有凸起的气泡，气泡与保温释水隔挡层形成的空间中容纳吸水颗粒，含水阻蒸发泡状结构层是不透水高分子材料膜，保温释水隔挡层是透水纤维布，吸水颗粒是吸水性高分子材料。在使用时先向保温释水隔挡层一侧洒水或浸水，使吸水颗粒吸水饱和；将保温释水隔挡层一侧紧贴试件表面，包裹养护试件表面。本实用新型养护覆盖层能储水，保证水分不蒸发的同时能低速率的向保温释水隔挡层送水，免维护或少维护，同时有一定的保温性能。同时有一定的保温性能。同时有一定的保温性能。


技术研发人员：张戎令 杨斌 刘建勋 马丽娜 康健 马西章 赵文斌 吴明杰 陶永宏 于广志 李延胜 俆镭 王立博 于博 张新博
受保护的技术使用者：兰州交通大学
技术研发日：2022.03.18
技术公布日：2023/7/14