两腔式岩石-混凝土组合试件差异养护装置及其使用方法

1.本发明涉及室内试验养护、混凝土制备技术领域，尤其涉及一种两腔式岩石-混凝土组合试件差异养护装置及其使用方法。


背景技术：

2.养护箱用于混凝土试件、水泥试体的恒温恒湿标准养护，一般采用进口不锈钢板制作，养护箱隔板直接放置于养护箱的养护仓内。所混凝土试件的生产过程分为：混凝土搅拌、布料、合模、预应力张拉、离心成型、蒸汽养护、脱模和压蒸养护，其中蒸汽养护决定了试件的脱模强度、混凝土质量和试件脱模后的有效应力，是试件生产中的重要工序。
3.在高地温地下施工期间，当掘进完成后，围岩暴露于空气中，且高地温地下工程施工期需进行综合降温措施，后续需进行初期支护、二次衬砌等工序施工。混凝土强度及其耐久性受养护温度、湿度影响明显。高地温地下工程中，围岩温度、湿度是变化状态，喷射混凝土初期支护与围岩直接接触，高温环境中温度、湿度动态变化条件下，岩石-喷射混凝土组合体、喷射混凝土力学及微观机理尚不明确，原位取样极易对试样造成损伤，国内外尚缺少符合该条件养护装置，因此亟需开发一种两腔式岩石-混凝土组合试样差异养护装置，为进一步开展岩石-喷射混凝土组合体力学及微观试验，提供模拟真实高地温地下工程环境的养护条件。


技术实现要素：

4.本发明目的就是为了弥补已有技术相关试件制作困难，无法进一步研究用于隧道支护的混凝土内部温度相关参数的传导规律的缺陷，提供一种两腔式岩石-混凝土组合试件差异养护装置及其使用方法，有效的解决了上述问题。
5.本发明是通过以下技术方案实现的：一种两腔式岩石-混凝土组合试件差异养护装置，包括有箱体，在所述的箱体内部设有相互独立的动力仓和养护仓，所述的养护仓内部通过两块上下滑动式隔板分割成左右两个养护腔体，在两个上下滑动式隔板的相对面上分别开有矩形凹槽，当两个上下滑动式隔板接触时，两个矩形凹槽构成正方形试件安装避让缺口，在每个养护腔体内部底层均安装有置物架，在养护仓前侧安装有两开隔热玻璃门，在两个养护腔体内部均安装有测温计，在其中一个养护腔体内部安装有加热棒，将岩石-混凝土组合试件放置在置物架上，其中岩石试件端和混凝土试件端分别位于两个养护腔体内；在所述的动力仓内安装有储水箱、水泵、雾化器和加热层，所述储水箱有外接水管，储水箱连接水泵，在所述水泵内设有雾化器，另一端连接雾气传输管，在连接处设置有加热层，由水泵提供迸发力，所述水泵通过不同的雾气传输管分别连接至所述两个养护腔体内。
6.所述的上下滑动式隔板为凹字型，两块上下滑动式隔板相对设置，在两块上下滑动式隔板的前后两端设置有两条滑动凹槽轨道，其中位于后端的滑动凹槽轨道为一个整体轨道，固定在养护仓内壁上，位于前端的滑动凹槽轨道包括有上端轨道、中间轨道和下端轨
道，所述上端轨道和下端轨道均固定在养护仓内壁上，中间轨道放置在上端轨道和下端轨道之间，且上下端与上端轨道和下端轨道之间分别通过设置插接块固定。
7.所述的中间轨道高度等于两块上下滑动式隔板接触时合起来的高度，当两块上下滑动式隔板接触时，将所述插接块分别插在中间轨道的上下端，两块上下滑动式隔板位于两个插接块之间，且与插接块紧密接触。
8.在所述的上下两块滑动式隔板接触面边缘各包裹一层弹性橡胶接触层；当两个上下滑动式隔板接触时，两个矩形凹槽构成正方形试件安装避让缺口有多种尺寸。
9.在所述的置物架的下面放置有过滤层和收纳盒。
10.所述的测温计设置有插接头，所述插接头插接有数据连接器，数据连接器另一端连接有数据控制器，相关数据信息实时呈现于数据控制器；所述测温计内侧还设置有粘性胶，分别设置于岩石试件、混凝土试件，测温计内含可拆卸测温片，可自由拆卸、更换。
11.所述加热棒悬挂于养护仓内部，且放置于岩石-混凝土组合试件的岩石试件端内部；所述加热棒连接所述数据传输线，另一端连接至数据控制器，并由数据控制器控制加热棒的开关。
12.在两个所述的养护腔体内均安装有湿度表和温度表，在所述动力仓上还设有通风管。
13.所述的两开隔热玻璃门边缘各包裹一层弹性橡胶接触层。
14.一种两腔式岩石-混凝土组合试件差异养护装置的使用方法，具体包括如下操作步骤：步骤一、将用于试验的岩块进行切割加工至试验所需尺寸，并进行钻孔预加工，用于加热棒放置；步骤二、针对岩块的尺寸，选用与之相对应尺寸的模具，将预加工过的岩块放置其中，然后进行混凝土入模，振动、静置；步骤三、养护装置尺寸调整根据所要养护试件的尺寸不同，对上下滑动式隔板进行相应的更换，更换完成后，应对两个养护腔体的密闭性进行检查，保证养护效果；步骤四：养护装置安放位置远离电源，然后将水源与外接水管相接，同时接通下水道，而后向储水箱内注入水，使水位达到所要求高度，打开养护装置的电源开关，开机正常工作后，等待温度、湿度同时达到所需的要求；步骤五：混凝土试件养护试件拆模后立即放入两腔式岩石-混凝土组合试件差异养护装置中，打开养护装置外置门、内置隔热玻璃门，将两块上下滑动式隔板提前滑移分开，留出可置物空间，将脱模后的岩石-混凝土组合试件放在置物架上，再次操作上下滑动式隔板，使两块上下滑动式隔板接触，并通过插入插接块将岩石-混凝土组合试件夹持紧固，岩石-混凝土组合试件表面应保持潮湿，但不得用水直接冲淋试件；步骤六：数据控制器设置养护试件放入养护仓后，将测温计上所设置的插接头与数据连接器插接，关闭养护装置的门，数据控制器会显示温、湿度的数值，当两个养护腔体内温度高或低时，数据控制器控制水泵和加热棒自动调节，通过数据连接实时养护试件温度变化；
步骤七：完成养护待养护日期达到所需时间时，去除所养护时间，用于后续物理力学性能试验、检测。
15.本发明的优点是：（1）本发明滑动式隔板分为上下两块隔板，接触边缘各包裹一层弹性橡胶接触层，可以通过简单的滑移实现两仓室内的环境到达各自所需数值，且滑动式隔板内部留有空间，用于放置所需养护试件；（2）本发明养护仓设置有两开门式隔热玻璃门，便于在不影响养护环境的前提下观察养护仓内试件的养护情况；（3）本发明养护仓内设置温度计、湿度计，便于掌握、控制养护仓内的养护环境；同时数据控制器还可以操控加热棒的工作情况，可最大程度上模拟隧道内部衬砌混凝土的温度传递规律；（4）养护试件表层设置的测温计，实现贴合混凝土试件表层，准确读取温度信息，同时测温计内测温片可更换使用，及时补给，数据传输线路也设计为插入连接式，安装方便；（5）本发明雾气传输管中的水雾由水泵从储水箱中提取水，经由雾化器雾化传输至不同的养护仓，相关效率、量值均可由数据控制器操控。
附图说明
16.图1为本发明装置本体；图2为正视图1层结构；图3为正视图2层结构；图4为正视图3层结构；图5为养护装置右视图；图6为养护装置俯视图；图7为滑动式隔板不同尺寸结构图；图8为测温计结构图；图9为上下滑动式隔板与两端轨道结构示意图；图10为两块上下滑动式隔板接触时结构示意图；图中标号：1箱体、2养护仓、3隔热玻璃门、4上下滑动式隔板、41上端轨道、42中间轨道、43下端轨道、44插接块、45滑动凹槽轨道、5置物架、6过滤层、7收纳盒、8加热棒、9测温计、901测温片、10外接水管、11储水箱、12水泵、13雾化器、14雾气传输管、15通风管、16数据连接器、17插接头、18数据传输线、19数据控制器、20湿度表、21温度表、22弹性橡胶接触层、23加热层、24岩石-混凝土组合试件、241岩石试件端、242混凝土试件端、25动力仓、26试件安装避让缺口。
具体实施方式
17.下面结合附图对本发明进行具体的说明：如图1所示，一种两腔式岩石-混凝土组合试件差异养护装置，包括有箱体1，在所述的箱体1内部设有相互独立的动力仓25和养护仓2，所述的养护仓2内部通过两块上下滑
动式隔板4分割成左右两个养护腔体，在两个上下滑动式隔板4的相对面上分别开有矩形凹槽，当两个上下滑动式隔板4接触时，两个矩形凹槽构成正方形试件安装避让缺口26，在每个养护腔体内部底层均安装有置物架5，在养护仓2前侧安装有两开隔热玻璃门3，在两个养护腔体内部均安装有测温计9，在其中一个养护腔体内部安装有加热棒8，将岩石-混凝土组合试件24放置在置物架5上，其中岩石试件端241和混凝土试件端242分别位于两个养护腔体内；在所述的动力仓25内安装有储水箱11、水泵12、雾化器13和加热层23，所述储水箱11有外接水管10，储水箱11连接水泵12，在所述水泵12内设有雾化器13，另一端连接雾气传输管14，在连接处设置有加热层23，由水泵提供迸发力，所述水泵12通过不同的雾气传输管14分别连接至所述两个养护腔体内。
18.如图9、10所示，所述的上下滑动式隔板4为凹字型，两块上下滑动式隔板4相对设置，在两块上下滑动式隔板4的前后两端设置有两条滑动凹槽轨道45，其中位于后端的滑动凹槽轨道为一个整体轨道，固定在养护仓2内壁上，位于前端的滑动凹槽轨道包括有上端轨道41、中间轨道42和下端轨道43，所述上端轨道41和下端轨道43均固定在养护仓2内壁上，中间轨道42放置在上端轨道41和下端轨道43之间，且上下端与上端轨道41和下端轨道43之间分别通过设置插接块44固定。
19.所述的中间轨道42高度等于两块上下滑动式隔板4接触时合起来的高度，当两块上下滑动式隔板4接触时，将所述插接块44分别插在中间轨道42的上下端，两块上下滑动式隔板4位于两个插接块44之间，且与插接块44紧密接触。
20.如图2、5、6、7所示，上下滑动式隔板4分为上下两块隔板，两块上下滑动式隔板4接触边缘各包裹一层弹性橡胶接触层22，当两块上下滑动式隔板4紧密接触时，滑动式隔板中心处留有正方形试件安装避让缺口26，用于试件的放置，同时保证两仓室各自的密闭性，其中上下滑动式隔板4有多种养护尺寸，可用于不同尺寸的试件养护。
21.如图1所示，养护仓2五面密封，剩余一面设置有两开门式隔热玻璃门3，隔热玻璃门3外侧向开口，且隔热玻璃门3边缘各包裹一层弹性橡胶接触层22，保证两仓室各自的密闭性。
22.如图3、8所示，测温计9设置有插接头17可与数据连接器16插接，数据连接器16另一端连接数据控制器19，相关数据信息实时呈现于数据控制器19。
23.如图4、5所示，加热棒8悬挂于养护仓2，放置于岩石试件端241内部，实现现场条件模拟，保证试件相关数据的准确性，进而研究其规律性。
24.如图8所示，测温计9内侧设置有粘性胶，分别设置于岩石试件端、混凝土试件端，同时测温计9内含的测温片901可自由拆卸、更换。
25.如图2所示，储水箱11有外接水管10，储水箱11连接水泵12，同时水泵12内设有雾化器13，另一端连接雾气传输管14，连接处设置有加热层23，由水泵12提供迸发力。所述水泵12设置两根雾气传输管14，分别连接至两个不同的养护仓体2，保证恒温恒湿的养护条件。
26.如图3所示，加热棒8连接数据传输线18，另一端连接至数据控制器19，并由数据控制器19控制开关。
27.在所述的置物架5的下面放置有过滤层6和收纳盒7。养护过程中，养护湿度通常较高，产生水珠，水珠自由流下，落在下一层，并经过过滤层过滤，集中于收纳盒中，可再次回
流到水泵中，循环利用。
28.本发明养护仓通过上下滑动式隔板4分隔为左右两养护腔体。两块上下滑动式隔板闭合（接触）时，即发挥分隔作用；两块上下滑动式隔板4分离（不接触）时，可用于试样放置等前期准备工作。
29.本发明上下滑动式隔板4尺寸可以更好，用于养护不同尺寸的试件。
30.试件是由岩石试件、混凝土试件两种材质制成，通过入模凝固连接为一个整体，两个仓室分割的目的就是养护组合试样的不同材质部分。
31.（例如：左侧仓室的环境主要为了养护组合试样的混凝土部分；右侧仓室的环境主要为了养护组合试样的岩石部分。）测温计9（内置有测温片901）专注于试件的实时温度，进而研究试件的温度传递规律，故而需要两个，一个测量组合试件的混凝土部分，另一个测量组合试件的岩块部分；而加热棒仅有一个用于直接加热组合试件。
32.在两个所述的养护腔体内均安装有湿度表20和温度表21，用于仓室的养护环境实时监测与操控。在所述动力仓25上还设有通风管15。
33.一种两腔式岩石-混凝土组合试件差异养护装置的使用方法，具体包括如下操作步骤：步骤一、将用于试验的岩块进行切割加工至试验所需尺寸，并进行钻孔预加工，用于加热棒8放置；步骤二、针对岩块的尺寸，选用与之相对应尺寸的模具，将预加工过的岩块放置其中，然后进行混凝土入模，振动、静置；步骤三、养护装置尺寸调整根据所要养护试件的尺寸不同，对上下滑动式隔板4进行相应的更换，更换完成后，应对两个养护腔体的密闭性进行检查，保证养护效果；步骤四：养护装置安放位置远离电源，然后将水源与外接水管相接，同时接通下水道，而后向储水箱内注入水，使水位达到所要求高度，打开养护装置的电源开关，开机正常工作后，等待温度、湿度同时达到所需的要求；步骤五：混凝土试件养护试件拆模后立即放入两腔式岩石-混凝土组合试件差异养护装置中，打开养护装置外置门、内置隔热玻璃门3，将两块上下滑动式隔板4提前滑移分开，留出可置物空间，将脱模后的岩石-混凝土组合试件放在置物架5上，再次操作上下滑动式隔板4，使两块上下滑动式隔板4接触，并通过插入插接块44将岩石-混凝土组合试件夹持紧固，岩石-混凝土组合试件表面应保持潮湿，但不得用水直接冲淋试件；步骤六：数据控制器设置养护试件放入养护仓2后，将测温计9上所设置的插接头17与数据连接器16插接，关闭养护装置的门，数据控制器19会显示温、湿度的数值，当两个养护腔体内温度高或低时，数据控制器19控制水泵12和加热棒8自动调节，通过数据连接16实时养护试件温度变化；步骤七：完成养护待养护日期达到所需时间时，去除所养护时间，用于后续物理力学性能试验、检测。

技术特征：
1.一种两腔式岩石-混凝土组合试件差异养护装置，其特征在于：包括有箱体（1），在所述的箱体（1）内部设有相互独立的动力仓（25）和养护仓（2），所述的养护仓（2）内部通过两块上下滑动式隔板（4）分割成左右两个养护腔体，在两个上下滑动式隔板（4）的相对面上分别开有矩形凹槽，当两个上下滑动式隔板（4）接触时，两个矩形凹槽构成正方形试件安装避让缺口（26），在每个养护腔体内部底层均安装有置物架（5），在养护仓（2）前侧安装有两开隔热玻璃门（3），在两个养护腔体内部均安装有测温计（9），在其中一个养护腔体内部安装有加热棒（8），将岩石-混凝土组合试件（24）放置在置物架（5）上，其中岩石试件端（241）和混凝土试件端（242）分别位于两个养护腔体内；在所述的动力仓（25）内安装有储水箱（11）、水泵（12）、雾化器（13）和加热层（23），所述储水箱（11）有外接水管（10），储水箱（11）连接水泵（12），在所述水泵（12）内设有雾化器（13），另一端连接雾气传输管（14），在连接处设置有加热层（23），所述水泵（12）通过不同的雾气传输管（14）分别连接至所述两个养护腔体内。2.根据权利要求1所述的一种两腔式岩石-混凝土组合试件差异养护装置，其特征在于：所述的上下滑动式隔板（4）为凹字型，两块上下滑动式隔板（4）相对设置，在两块上下滑动式隔板（4）的前后两端设置有两条滑动凹槽轨道（45），其中位于后端的滑动凹槽轨道为一个整体轨道，固定在养护仓（2）内壁上，位于前端的滑动凹槽轨道包括有上端轨道（41）、中间轨道（42）和下端轨道（43），所述上端轨道（41）和下端轨道（43）均固定在养护仓（2）内壁上，中间轨道（42）放置在上端轨道（41）和下端轨道（43）之间，且上下端与上端轨道（41）和下端轨道（43）之间分别通过设置插接块（44）固定。3.根据权利要求2所述的一种两腔式岩石-混凝土组合试件差异养护装置，其特征在于：所述的中间轨道（42）高度等于两块上下滑动式隔板（4）接触时合起来的高度，当两块上下滑动式隔板（4）接触时，将所述插接块（44）分别插在中间轨道（42）的上下端，两块上下滑动式隔板（4）位于两个插接块（44）之间，且与插接块（44）紧密接触。4.根据权利要求3所述的一种两腔式岩石-混凝土组合试件差异养护装置，其特征在于：在所述的上下两块滑动式隔板（4）接触面边缘各包裹一层弹性橡胶接触层（22）；当两个上下滑动式隔板（4）接触时，两个矩形凹槽构成正方形试件安装避让缺口（26）有多种尺寸。5.根据权利要求1所述的一种两腔式岩石-混凝土组合试件差异养护装置，其特征在于：在所述的置物架（5）的下面放置有过滤层（6）和收纳盒（7）。6.根据权利要求1所述的一种两腔式岩石-混凝土组合试件差异养护装置，其特征在于：所述的测温计（9）设置有插接头（17），所述插接头（17）插接有数据连接器（16），数据连接器（16）另一端连接有数据控制器（19）；所述测温计（9）内侧还设置有粘性胶，测温计（9）内含可拆卸测温片（901）。7.根据权利要求6所述的一种两腔式岩石-混凝土组合试件差异养护装置，其特征在于：所述加热棒（8）悬挂于养护仓（2）内部，且放置于岩石-混凝土组合试件（24）的岩石试件端（242）内部；所述加热棒（8）连接所述数据传输线（18），另一端连接至数据控制器（19），并由数据控制器（19）控制加热棒（8）的开关。8.根据权利要求1所述的一种两腔式岩石-混凝土组合试件差异养护装置，其特征在于：在两个所述的养护腔体内均安装有湿度表（20）和温度表（21），在所述动力仓（25）上还设有通风管（15）。9.根据权利要求1所述的一种两腔式岩石-混凝土组合试件差异养护装置，其特征在
于：所述的两开隔热玻璃门（3）边缘各包裹一层弹性橡胶接触层（22）。10.一种两腔式岩石-混凝土组合试件差异养护装置的使用方法，其特征在于：具体包括如下操作步骤：步骤一、将用于试验的岩块进行切割加工至试验所需尺寸，并进行钻孔预加工，用于加热棒（8）放置；步骤二、针对岩块的尺寸，选用与之相对应尺寸的模具，将预加工过的岩块放置其中，然后进行混凝土入模，振动、静置；步骤三、养护装置尺寸调整根据所要养护试件的尺寸不同，对上下滑动式隔板（4）进行相应的更换，更换完成后，应对两个养护腔体的密闭性进行检查；步骤四：养护装置安放位置远离电源，然后将水源与外接水管相接，同时接通下水道，而后向储水箱内注入水，使水位达到所要求高度，打开养护装置的电源开关，开机正常工作后，等待温度、湿度同时达到所需的要求；步骤五：混凝土试件养护试件拆模后立即放入两腔式岩石-混凝土组合试件差异养护装置中，打开养护装置外置门、内置隔热玻璃门（3），将两块上下滑动式隔板（4）提前滑移分开，留出可置物空间，将脱模后的岩石-混凝土组合试件放在置物架（5）上，再次操作上下滑动式隔板（4），使两块上下滑动式隔板（4）接触，并通过插入插接块（44）将岩石-混凝土组合试件夹持紧固，岩石-混凝土组合试件表面应保持潮湿，但不得用水直接冲淋试件；步骤六：数据控制器设置养护试件放入养护仓（2）后，将测温计（9）上所设置的插接头（17）与数据连接器（16）插接，关闭养护装置的门，数据控制器（19）会显示温、湿度的数值，当两个养护腔体内温度高或低时，数据控制器（19）控制水泵（12）和加热棒（8）自动调节，通过数据连接（16）实时养护试件温度变化；步骤七：完成养护待养护日期达到所需时间时，去除所养护时间，用于后续物理力学性能试验、检测。

技术总结
本发明公开了一种两腔式岩石-混凝土组合试样差异养护装置及其使用方法，包括养护仓体和控制元件集成区，仓体内设置有加热系统和加湿系统，且各系统均通过数据控制器进行调节、控制。养护仓体通过可移动式隔板分隔为左右两仓体，两仓体内部分别连接有雾气传输管，同时设置有加热板，可以调节两个仓室的温度、湿度等数据制造出不同的养护环境，进而实现混凝土试件在两个仓室内差异养护。此外，还设置有加热棒，作用于加热辅助岩石试件，通过岩石试件的热传递效应，将温度传递到目标混凝土试件，研究邻接岩石试件在不同养护环境下因热传递效应而引起的混凝土试件物理力学性能变化。效应而引起的混凝土试件物理力学性能变化。效应而引起的混凝土试件物理力学性能变化。


技术研发人员：王清标 胡忠经 李鸿强 马一鸣 吕昊 高云嵩 王云潇 赵建超 李悦 张鑫茹 田成林 刘文霞
受保护的技术使用者：山东科技大学
技术研发日：2023.05.15
技术公布日：2023/8/14