一种用于混凝土冬季养护的保湿保温装置

摘要

一种用于混凝土冬季养护的保湿保温装置，包括由上至下依次分布的隔热垫、加热垫、复合功能储水层以及隔离层，复合功能储水层由吸水膨胀橡胶和吸水非膨胀海绵复合组成，隔离层上设有竖管，隔热垫、加热垫以及复合功能储水层上分别对应开设有供竖管穿过的穿孔，竖管的顶部设有供隔热垫上的水流入的进水口，竖管的底部开设有与复合功能储水层对应的注水口，竖管的顶部还设有堵头，堵头用于在吸水膨胀橡胶吸水膨胀并推动加热垫和隔热垫上移后封堵隔热垫上的穿孔。本发明用于保障混凝土表面的设计强度等级，并节约水热资源。

权利要求

1.一种用于混凝土冬季养护的保湿保温装置，其特征在于：包括由上至下依次分布的隔热垫(5)、加热垫(16)、复合功能储水层(3)以及隔离层(1)，复合功能储水层(3)由吸水膨胀橡胶(302)和吸水非膨胀海绵(301)复合组成，隔离层(1)上设有竖管(4)，隔热垫(5)、加热垫(16)以及复合功能储水层(3)上分别对应开设有供竖管(4)穿过的穿孔，竖管(4)的顶部设有供隔热垫(5)上的水流入的进水口(9)，竖管(4)的底部开设有与复合功能储水层(3)对应的注水口(2)，竖管(4)的顶部还设有堵头(8)，堵头(8)用于在吸水膨胀橡胶(302)吸水膨胀并推动加热垫(16)和隔热垫(5)上移后封堵隔热垫(5)上的穿孔；

竖管(4)的上端设有指示灯(10)，指示灯(10)具有通过按压以开启的弹性开关(14)；

堵头(8)滑动设置在竖管(4)上并通过自身重力压迫弹性开关(14)开启。

2.根据权利要求1所述的一种用于混凝土冬季养护的保湿保温装置，其特征在于：所述复合功能储水层(3)由位于上方的一层吸水膨胀橡胶(302)和位于下方的一层吸水非膨胀海绵(301)组成。

3.根据权利要求1所述的一种用于混凝土冬季养护的保湿保温装置，其特征在于：所述复合功能储水层(3)由位于中部的一层吸水膨胀橡胶(302)和分别位于吸水膨胀橡胶(302)上下两侧的两层吸水非膨胀海绵(301)组成。

4.根据权利要求3所述的一种用于混凝土冬季养护的保湿保温装置，其特征在于：吸水膨胀橡胶(302)上间隔开设有多个连接孔(15)，连接孔(15)贯穿吸水膨胀橡胶(302)的厚度方向分布。

5.根据权利要求1所述的一种用于混凝土冬季养护的保湿保温装置，其特征在于：开设于隔热垫(5)上的穿孔的上部呈V形并形成导流斜面(6)，堵头(8)底部具有与导流斜面(6)适配的封堵斜面(7)。

6.根据权利要求1所述的一种用于混凝土冬季养护的保湿保温装置，其特征在于：堵头(8)包括滑动设置在竖管(4)上的刚性内芯(802)和包覆在刚性内芯(802)外周的柔性套(801)，刚性内芯(802)的内沿设有压环(13)，在竖管(4)外周开设有环槽(12)，环槽(12)供压环(13)插入且环槽(12)宽度大于压环(13)厚度，所述弹性开关(14)埋设于环槽(12)底部。

7.根据权利要求1所述的一种用于混凝土冬季养护的保湿保温装置，其特征在于：竖管(4)的顶部螺接有顶头(11)，所述堵头(8)配合安装在顶头(11)外周，指示灯(10)设置在顶头(11)的顶部，顶头(11)内设有用于盛放向指示灯(10)供电的电池的电池仓。

说明书

一种用于混凝土冬季养护的保湿保温装置

技术领域

[0001] 本发明涉及领域混凝土施工相关辅助设备领域，具体的说是一种用于混凝土冬季养护的保湿保温装置。

背景技术

[0002] 摄混凝土养护在整个混凝土施工工程中耗时是最长的，而且也是对混凝土质量影响最大的施工作业。混凝土之所以能逐渐硬化和增长强度，是水泥水化作用的结果，而水泥的水化需要一定的温度和湿度条件，因此混凝土养护需要人为造成一定的湿度和温度条件，使刚浇筑的混凝土得以正常的或加速其硬化和强度增长。为了保证混凝土的强度，防止混凝土由于表面干燥产生裂缝，通常需要浇水养护达到必要的湿度，而如果忽视对混凝土的浇水养护，一方面混凝土的强度会降低，另一方面会使混凝土在硬化过程中来不及补充水分，因而大量缺水，从而产生裂缝。但是混凝土浇水养护也是有条件的，如果温度低于4摄氏度，混凝土就不能浇水养护了，因为低温下水分蒸发的比较慢，甚至水分会化为固体，不易蒸发而进入混凝土中。

[0003] 针对混凝土的冬季养护，在浇水养护的基础上还应当进行加热保温，避免初凝的混凝土收到冻害，避免养护浇水结冰达不到养护效果。CN201910155611.6公开了一种用于混凝土表面的冬季防冻加热保温养护毯，在对混凝土表面进行养护时，向铺设好的养护毯主体的表面洒水，水体经过绝缘隔热基层上的通管流入到储水海绵层中，利用储水海绵层进行储水保湿，同时利用电加热毯进行加热，通过绝缘导热基层传递热量来对储水海绵层中水体进行保温，进而对混凝土表面进行保温。该保温养护毯在长时间的养护过程中其与混凝土的接触面虽然绝大部分与外界隔绝，但通管部分始终保持敞口状态并与外界连通，在外部环境干燥且寒冷的冬季，由储水海绵中蒸发出的水分极易通过通管扩散至环境中，一方面大量水、热资源被排入环境中导致白白浪费，并在长达数十天的混凝土养护周期内需反复浇水并持续通电加热；另一方面因蒸发水分极易通过通管扩散至环境中，导致混凝土表层湿度得不到保障，达不到最优养护效果。

发明内容

[0004] 本发明旨在提供一种用于混凝土冬季养护的保湿保温装置，在通过养护以保障混凝土表面的设计强度等级的前提下，节约水热资源。

[0005] 为了解决以上技术问题，本发明采用的具体方案为：一种用于混凝土冬季养护的保湿保温装置，包括由上至下依次分布的隔热垫、加热垫、复合功能储水层以及隔离层，复合功能储水层由吸水膨胀橡胶和吸水非膨胀海绵复合组成，隔离层上设有竖管，隔热垫、加热垫以及复合功能储水层上分别对应开设有供竖管穿过的穿孔，竖管的顶部设有供隔热垫上的水流入的进水口，竖管的底部开设有与复合功能储水层对应的注水口，竖管的顶部还设有堵头，堵头用于在吸水膨胀橡胶吸水膨胀并推动加热垫和隔热垫上移后封堵隔热垫上的穿孔。

[0006] 优选的，所述复合功能储水层由位于上方的一层吸水膨胀橡胶和位于下方的一层吸水非膨胀海绵组成。

[0007] 优选的，所述复合功能储水层由位于中部的一层吸水膨胀橡胶和分别位于吸水膨胀橡胶上下两侧的两层吸水非膨胀海绵组成。

[0008] 优选的，吸水膨胀橡胶上间隔开设有多个连接孔，连接孔贯穿吸水膨胀橡胶的厚度方向分布。

[0009] 优选的，开设于隔热垫上的穿孔的上部呈V形并形成导流斜面，堵头底部具有与导流斜面适配的封堵斜面。

[0010] 优选的，竖管的上端设有指示灯，指示灯具有通过按压以开启的弹性开关；堵头滑动设置在竖管上并通过自身重力压迫弹性开关开启。

[0011] 优选的，堵头包括滑动设置在竖管上的刚性内芯和包覆在刚性内芯外周的柔性套，刚性内芯的内沿设有压环，在竖管外周开设有环槽，环槽供压环插入且环槽宽度大于压环厚度，所述弹性开关埋设于环槽底部。

[0012] 优选的，竖管的顶部螺接有顶头，所述堵头配合安装在顶头外周，指示灯设置在顶头的顶部，顶头内设有用于盛放向指示灯供电的电池的电池仓。

[0013] 本发明中具有复合功能储水层，一方面利用复合功能储水层所吸收的水体进行储水保湿，另一方面通过加热垫对复合功能储水层中的水进行加热达到保温效果，从而对混凝土表面进行有效的保温保湿，避免了在低温情况下混凝土表面受冻出现裂缝、疏松、终凝时间过长等质量问题，确保了混凝土表面的设计强度等级。

[0014] 本发明在浇水过程中，水体可经隔热垫上的穿孔和竖管上的进水口进入竖管内，再由注水口进入复合功能储水层进行蓄水。而复合功能储水层中的吸水膨胀橡胶在吸水后产生膨胀可向上顶推其上的加热垫和隔热垫，从而通过竖管上端的堵头将上升的隔热垫上的穿孔封堵，使本发明与混凝土之间的保温保湿缝隙彻底与环境隔绝，避免了水体和热量的流失，一方面避免了水热资源的浪费，并延长了两次浇水养护之间的间隔，降低工人劳动强度；另一方面，因堵头的隔绝作用保障本发明与混凝土之间的保温保湿缝隙中的温湿度达标，提高混凝土的养护效果，确保养护后混凝土的强度。

附图说明

[0015] 图1为本发明实施例1在未吸水状态下的剖视结构示意图；

[0016] 图2为图1中A部分的局部放大示意图；

[0017] 图3为图1在吸水状态下的剖视结构示意图；

[0018] 图4为图3中B部分的局部放大示意图；

[0019] 图5为本发明实施例2在为吸水状态下的剖视结构示意图；

[0020] 图中标记：1、隔离层，2、注水口，3、复合功能储水层，301、吸水非膨胀海绵，302、吸水膨胀橡胶，4、竖管，5、隔热垫，6、导流斜面，7、封堵斜面，8、堵头，801、柔性套，802、刚性内芯，9、进水口，10、指示灯，11、顶头，12、环槽，13、压环，14、弹性开关，15、连接孔，16、加热垫。

具体实施方式

[0021] 如图1或图5所示，本发明的用于混凝土冬季养护的保湿保温装置的主体结构为由上至下依次分布的隔热垫5、加热垫16、复合功能储水层3以及隔离层1。加热垫16内盘设有加热电阻丝，利用通电后产生的热量实现升温并保持养护温度。隔热垫5为封塑保温棉以实现隔热功能，避免加热垫16产生的热能浪费以及复合功能储水层3中水体的流失。隔离层1采用多网孔的土工布材料，使复合功能储水层3与混凝土表面相隔间隔，对复合功能储水层3材质进行保护。复合功能储水层3由吸水膨胀橡胶302和吸水非膨胀海绵301组成，其中的吸水非膨胀海绵301为常规的海绵吸水并储水的现有技术手段应用，通过自身内部遍布的孔隙吸收并存储水体；吸水膨胀橡胶302在现有技术中常用于通过自身吸水膨胀以封堵空隙达到直接密封连接管道的密封效果，而本发明中采用的吸水膨胀橡胶302的作用与常规技术不同，本发明中的吸水膨胀橡胶302一方面与吸水非膨胀海绵301相似的，通过吸水膨胀橡胶302自身吸水特性实现水体的吸收存储效果，另一方面利用其吸水而体积膨胀的特性间接同步实现水热隔绝效果和浇水指示效果，具体的：

[0022] 水热隔绝效果

[0023] 在隔离层1上设有两端均封闭的竖管4，竖管4的的下端与隔离层1刚性连接，竖管4的上端依次穿过开设于复合功能储水层3、加热垫16以及隔热垫5上的穿孔后与堵头8相连。竖管4上位于堵头8的下方的周壁上间隔开设有多个进水口9，而开设于隔热垫5上的穿孔的上部呈V形并形成导流斜面6，浇于隔热垫5上的水体即可在导流斜面6的导流作用下流入隔热垫5上穿孔的上部并经由进水口9进竖管4内腔中。在竖管4下部并对应复合功能储水层3的位置侧间隔开设有多个注水口2，竖管4中的水体即在重力作用下自动流入复合功能储水层3中，并通过复合功能储水层3中的细小空隙所产生的毛细吸附作用而将水体充满整个复合功能储水层3。

[0024] 所述堵头8的下部具有与导流斜面6适配的封堵斜面7。在上述复合功能储水层3中的吸水膨胀橡胶302吸水时，自身体积同步膨胀，因本发明的底部贴合于混凝土表层分布，故可通过吸水膨胀橡胶302的膨胀作用推动其上的加热垫16和隔热垫5同步上升，至图3所示的导流斜面6抵触于封堵斜面7后，即通过堵头8将位于隔热垫5中的穿孔的上部封堵，使复合功能储水层3与混凝土表层之间的保温保湿界面与外界环境封闭，避免水热浪费并维持该间隙中的温度和湿度。

[0025] 浇水指示效果

[0026] 如图2所示的，本发明中的堵头8由滑动设置在竖管4上端的顶头11上的刚性内芯802和包覆于刚性内芯802上的柔性套801组成。柔性套801由橡胶材料制作，所述封堵斜面7设置于柔性套801的下部，并可通过受压形变以适应隔热垫5的挤压作用力，避免吸水膨胀橡胶302的持续膨胀导致的堵头8与顶头11之间的连接破坏或竖管4下端与隔离层1之间的连接破坏。刚性内芯802的内沿固定设有压环13，而在顶头11上则沿周向开设有供压环13插入的环槽12，且环槽12的高度大于压环13厚度，使刚性内芯802可沿顶头11上下自由滑动，且滑动形成与环槽12的宽度相对应。顶头11的上沿设有一LED闪烁灯头作为指示灯10，在开设于顶头11内部的电池仓(图中未示出)中设有向指示灯10供电的电池，并在电池和指示灯
10之间的供电电路上设有一开关用于启闭指示灯10闪烁或常闭。通过指示灯10的闪烁或常闭状态示出复合功能储水层3的储水状态，供操作者判断是否需要进行浇水。

[0027] 本发明中的开关为弹性开关14并设置在环槽12下侧的槽壁上，其在按压状态下连通指示灯10的供电电路，在非按压状态下断开指示灯10的供电电路。如图1及图2所示，在复合功能储水层3中的吸水膨胀橡胶302未吸水状态下，堵头8间隔分布于隔热垫5上沿，此时堵头8因缺少支撑而在自身重力作用下使压环13位于环槽12的下侧槽壁并压迫弹性开关14，由弹性开关14连接指示灯10和电池并使指示灯10不断闪烁以提示浇水。而在图3及图4所示状态下，当吸水膨胀橡胶302膨胀使隔热垫5上升并由下至上顶推堵头8上移过程中，隔热垫5上的导流斜面6首先与封堵斜面7相接触，然后推动堵头8整体上移使压环13与弹性开关14分离，此时指示灯10的供电电路断开并保持常闭状态，提示操作人员复合功能储水层3以吸水完毕，无需继续浇水。由此，操作人员在看到指示灯10亮起后即进行浇水作业，而看到指示灯10灭后即停止浇水作业，浇水指示效果简单明了，便于实施。

[0028] 进一步的，随着隔热垫5的持续上移使压环13上移至图4所示的环槽12的上侧槽壁后，刚性内芯802即无法继续上移，但柔性套801和隔热垫5之间可通过相互形变以适应吸水膨胀橡胶302的进一步小幅度膨胀，并通过柔性套801和隔热垫5的形变使导流斜面6和封堵斜面7进一步贴合，保证水热密封效果。

[0029] 以下通过两个实施例对本发明复合功能储水层3的结构和对应的技术效果进行详细说明：

[0030] 实施例1

[0031] 如图1所示，本实施例中的复合功能储水层3包括位于加热垫16下方的一层吸水膨胀橡胶302和位于该吸水膨胀橡胶302下方且位于隔离层1上方的一层吸水非膨胀海绵301。在保证本实施例总厚度较小以便于铺设、收纳及转运的情况下，未吸水状态时吸水膨胀橡胶302的厚度约为吸水非膨胀画面的三分之一左右。如图3所示的，在吸水膨胀橡胶302和吸水非膨胀海绵301吸水后，因吸水膨胀橡胶302位于吸水非膨胀海绵301的上方，故经加热垫
16加热且在复合功能储水层3的顶部由隔热垫5和堵头8封闭的状态下，位于下方的吸水非膨胀海绵301中的水体先进入混凝土中，并在吸水非膨胀海绵301失水干燥后吸水膨胀橡胶
302中的水体才开始流失并迅速穿过吸水非膨胀海绵301以进入混凝土。由此一方面在吸水非膨胀海绵301厚度较厚，储水量较大的情况下，本实施例可充分利用吸水非膨胀海绵301中的水体，实现较长的浇水间隔；另一方面通过上述先后失水顺序，使吸水非膨胀海绵301失水供应保湿的过程中，吸水膨胀橡胶302可维持长时间的膨胀状态并维持堵头8长时间的封堵状态，使本实施例具有较长的浇水间隔，节省人力。

[0032] 此外，由于吸水膨胀橡胶302通过自身亲水基结合产生较强的结合力进行储水，故其失水速度较吸水非膨胀海绵301慢。若在吸水非膨胀海绵301失水干燥后长期仅通过失水膨胀橡胶向下方的混凝土供应水体，容易导致混凝土表层养护面湿度不达标的问题。而本发明中的浇水指示系统恰能避免此问题的发生，具体的：

[0033] 在吸水非膨胀海绵301失水干燥后，吸水膨胀橡胶302开始失水收缩，而吸水膨胀橡胶302无需失水至完全干燥并收缩至图1所示状态时才启动指示灯10发出浇水指示，而是在吸水膨胀橡胶302初步失水收缩时即提前产生浇水的指示信号。如图4所示的，因吸水膨胀状态下压环13位于环槽12的上侧侧壁，故吸水膨胀橡胶302仅需收缩至大约一个环槽12的宽度所对应的高度后，即使得隔热垫5下降大约一个环槽12宽度的高度，由此堵头8及其上的压环13即在自身重力作用下下降至环槽12下侧槽壁以压迫弹性开关14，从而开启指示灯10在吸水膨胀橡胶302略失水状态下即发出浇水信号。工作人员在看到浇水指示信号后即可进行浇水，使吸水非膨胀海绵301迅速吸水以维持混凝土表面养护间隙的必要湿度，避免待吸水膨胀橡胶302完全失水干燥后再发出浇水指示，且吸水膨胀橡胶302较低的失水速度导致混凝土表面养护界面湿度较低的问题。

[0034] 实施例2

[0035] 如图5所示，本实施例中的复合功能储水层3由位于中部的一层吸水膨胀橡胶302和分别位于吸水膨胀橡胶302上下两侧的两层吸水非膨胀海绵301组成。本实施例中两个吸水非膨胀海绵301厚度相同且总厚度与实施例1中的单层吸水非膨胀海绵301相同，图5所示的未吸水状态下，吸水橡胶的厚度与实施例1相同，使本实施例的厚度与实施例1相同以保障铺设、收纳及转运的便捷性。本实施例中的吸水膨胀橡胶302与实施例1中的略有不同，本实施例的吸水膨胀橡胶302上开设有多个沿自身厚度放行分布的连接孔15。

[0036] 通过以上结构，本实施例中复合功能储水层3在吸水后经加热垫16加热的养护状态下，位于下方的吸水非膨胀海绵301中的水体先行流失以进入混凝土中。在位于下方的吸水非膨胀海绵301失水干燥后吸水膨胀橡胶302中的水体和上方吸水非膨胀海绵301中的水体因连接孔15的缘故才同步开始流失，并迅速穿过位于下方的吸水非膨胀海绵301以进入混凝土。

[0037] 根据以上特性，本实施例不仅可在位于下方的吸水非膨胀海绵301失水干燥之后、吸水膨胀橡胶302脱水至一个环槽12宽度对应的高度以触发指示灯10亮起之前通过上方的吸水非膨胀海绵301和吸水膨胀橡胶302共同排出水体以维持混凝土养护界面的湿度，并且在指示灯10亮起后的一段时间内仍可通过上方的吸水非膨胀海绵301和吸水膨胀橡胶302共同排出水体以维持混凝土养护界面的湿度。从而在保障达标的养护湿度的基础上，无需在指示灯10亮起后第一时间进行浇水。本实施例的该特性尤其适用于指示灯10在夜间无人看护时亮起，施工人员仍可在次日白天天亮并看到指示灯10指示后再进行浇水补充复合功能储水层3中的水分，从而给予本实施例在混凝土养护施工中一定的容错性，大幅度减轻了本实施例进行混凝土保湿保温的养护难度。