(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211222580.X (22)申请日 2022.10.08 (71)申请人 中南大学 地址 410083 湖南省长 沙市岳麓区麓山 南 路932号 (72)发明人 施成华　彭铸　贾朝军　雷明锋　 郑可跃　王祖贤　娄义黎　赵义伟　 孙晓贺　 (74)专利代理 机构 北京盛询知识产权代理有限 公司 11901 专利代理师 相黎超 (51)Int.Cl. B28B 7/42(2006.01) B28B 11/24(2006.01) B28B 1/04(2006.01)B28B 1/29(2006.01) G01N 1/28(2006.01) (54)发明名称 一种高地温隧道衬砌混凝土材料养护环境 模拟装置及方法 (57)摘要 本发明公开一种高地温隧道衬砌混凝土材 料养护环境模拟装置及方法， 包括箱体、 湿控机 构、 温控机构、 控制面板； 箱 体内设有若干养护腔 体， 若干养护腔体内均安装有温湿度监测组件和 加热底板； 加热底板上可拆卸连接有试模； 养护 腔体顶部设有养护箱盖； 湿控机构 包括雾化水箱 组件、 若干 管路、 湿度控制器； 雾化水箱组件安装 在箱体内； 湿度控制器安装在管路上； 温控机构 安装在箱体内， 控制面板安装在箱体上。 本发明 可模拟隧道衬砌混凝土的单向受热状态、 初始应 力条件、 不同干湿度等养护环境， 模拟高温隧道 衬砌混凝土不同相对湿度、 梯度温度养护条件下 的材料性能变化， 为分析高地 温隧道衬砌混凝土 性能演化规律及高地温隧道衬砌混凝土材料研 发提供依据。 权利要求书2页 说明书7页 附图4页 CN 115489005 A 2022.12.20 CN 115489005 A 1.一种高地温隧道衬砌混凝 土材料养护环境模拟装置， 其特 征在于， 包括： 箱体， 所述箱体内设有若干养护腔体(1)， 若干所述养护腔体(1)内均安装有温湿度监 测组件和加热底板(2)； 所述加热底板(2)上可拆卸连接有试模(3)； 所述养护腔体(1)顶部 设有可启闭的养护箱盖(72)； 湿控机构， 所述湿控机构包括雾化水箱组件、 若干管路(4)、 湿度控制器； 所述雾化水箱 组件安装在所述箱体内， 若干管路(4)一端与所述雾化水箱组件连通， 另一端分别通入至若 干所述养护腔体(1)内； 所述湿度控制器安装在所述管路(4)上， 用于调节雾化水汽通入量； 温控机构， 所述温控机构安装在所述箱体内， 用于为若干所述养护腔体(1)内通入干燥 空气， 并控制所述养护腔体(1)内空气温度； 控制面板(6)， 所述控制面板(6)安装在所述箱体上， 所述加热底板(2)、 所述雾化水箱 组件、 所述湿度控制器、 所述温控机构均 与所述控制面板(6)电性连接 。 2.根据权利要求1所述的高地温隧道衬砌混凝土材料养护环境模拟装置， 其特征在于： 所述箱体包括养护箱(7)和支撑围护组件； 所述养护箱(7)包括养护箱体(71)、 若干 隔板(73)； 所述养护箱体(71)底部固接有箱体 底板(74)， 若干所述隔板(73)等间距固接在所述养护箱(7)内， 并且若干所述隔板(73)将所 述养护箱体(71)内腔分隔为若干所述养护腔体(1)； 所述养护箱体(71)顶部安装有若干所 述养护箱盖(72)， 所述养护箱盖(72)与所述养护腔体(1)一 一对应设置； 所述支撑围护组件包括支撑框架(8)、 护板侧围(9)、 背板(10)、 后盖(11)； 所述支撑框 架(8)固定安装在所述箱体底板(74)底部， 所述护板侧围(9)周向固接在所述支撑框架(8) 的外侧壁上； 所述背板(10)呈匚型， 并且所述背板(10)固接在所述养护箱(7)一侧， 与所述 养护箱(7)合围成设备腔体(12)； 所述后盖(11)转动连接在所述背板(10)的顶部， 所述背板 (10)的底部固定安装在所述护板侧围(9)的顶面上； 所述雾化水箱组件、 所述温控机构均安装在所述设备腔体(12)内； 所述控制面板(6)安 装在所述养护箱体(71)的外壁上。 3.根据权利要求2所述的高地温隧道衬砌混凝土材料养护环境模拟装置， 其特征在于： 所述雾化水箱组件 包括： 储水箱(13)， 所述储水箱(13)安装在所述支撑框架(8)上， 并且位于所述设备腔体(12) 内； 所述储水箱(13)顶部设有一可启闭的储水箱盖(14)； 所述储水箱(13)内安装有水位传 感器， 所述储水箱(13)连通有 进水管； 雾化器(15)， 所述雾化器(15)安装在所述储水箱(13)内； 其中， 若干管路(4)远离所述养护腔体(1)的一端均与所述储水箱(13)固接且连通； 所 述水位传感器、 所述雾化器(15)均 与所述控制面板(6)电性连接 。 4.根据权利要求3所述的高地温隧道衬砌混凝土材料养护环境模拟装置， 其特征在于： 若干所述管路(4)远离所述储水箱(13)的一端均与所述养护箱体(71)远离所述设备腔体 (12)的一端固接， 并且若干所述管路(4)分别与所述若干养护腔体(1)连通； 所述湿度控制 器包括： 轴流风机(16)， 所述轴流风机(16)安装在 所述管路(4)的出风口处， 并且固定安装在 所 述养护箱体(71)的内壁上， 若干所述轴流 风机(16)分别位于若干所述养护腔体(1)内； 电磁阀(17)， 所述电磁阀(17)安装在所述管路(4)内；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115489005 A 2其中， 所述轴流 风机(16)和所述电磁阀(17)均 与所述控制面板(6)电性连接 。 5.根据权利要求2所述的高地温隧道衬砌混凝土材料养护环境模拟装置， 其特征在于： 所述湿控机构包括风道， 所述风道包括若干进风道(18)和若干排风道(19)， 若干所述养护 腔体(1)分别连通有一个所述进风道(18)和一个所述排风道(19)； 所述进风道(18)和所述 排风道(19)端部均 与所述养护箱体(71)靠 近所述设备腔体(12)的一端固接； 所述进风道(18)和所述排风道(19)内均安装有风机(20)和控制阀门(21)； 所述进风道 (18)内安装有干燥器(22)； 所述风机(20)、 所述控制阀门(21)、 所述干燥器(22)均与所述控 制面板(6)电性连接 。 6.根据权利要求2所述的高地温隧道衬砌混凝土材料养护环境模拟装置， 其特征在于： 所述试模(3)包括两相对设置的L型侧模(31)， 两所述L型侧模(31)合围形成模 具腔； 两所述 L型侧模(31)可拆卸连接在所述箱体底板(74)上； 所述L型侧模(31)的外壁上固接有若干固 定夹板(32)， 所述固定夹板(32)上螺纹连接有螺栓(33)， 所述螺栓(33)与所述固定夹板 (32)之间设有橡胶垫； 两所述L型侧模(31)通过若干所述螺栓(33)可拆卸连接； 所述加热底 板(2)位于所述模具腔底部 。 7.根据权利要求6所述的高地温隧道衬砌混凝土材料养护环境模拟装置， 其特征在于： 所述箱体底板(74)的顶面上开设有若干凹槽， 若干所述凹槽分别位于若干所述养护腔体 (1)内， 若干所述加热底板(2)分别安装在 若干所述凹槽内， 两所述L型侧模(31)可拆卸连接 在所述箱体底板(74)上。 8.根据权利要求5所述的高地温隧道衬砌混凝土材料养护环境模拟装置， 其特征在于： 所述监测组件包括 温度传感器(23)和湿度传感器(24)， 所述 温度传感器(23)和所述湿度传 感器(24)均与所述控制面板(6)电性连接； 所述温度传感器(23)和所述湿度传感器(24)分 别安装在所述养护箱体(71)相对的两内侧壁上， 并且 所述湿度传感器(2 4)设置在所述排风 道(19)一侧。 9.一种高地温隧道衬砌混凝土材料养护环境模拟方法， 基于权利要求1 ‑8任一项所述 的高地温隧道衬砌混凝 土材料养护环境模拟装置， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤一、 装置组装与调试； 将试模(3)安装在若干养护腔体(1)内， 将雾化水箱组件与外 部水源连通， 检查管路(4)的密封情况， 设定温湿度参数， 并将加热底板(2)加热至设定温 度； 步骤二、 材料拌合与注模； 将拌合好的混凝土材料安装试验规范进行注模， 并进行振 捣， 抹平后用顶 膜密封， 盖上养护箱盖(72)； 步骤三、 拆模、 养护； 试样在养护腔体(1)内养护终凝成型后， 分别打开各养护腔体(1) 的养护箱盖(72)； 当模拟试样上下表面温湿度差异时， 拆除顶膜后 关闭养护箱盖(72)进行 养护； 当模拟试样单侧受热状态时， 拆除顶 膜和试模(3)， 再关闭养护箱盖(72)进行养护； 步骤四、 试样取样； 试样达到养护龄期后， 将试样取出进行钻芯取样； 打磨试样直至试 样尺寸与精度符合要求。 10.根据权利要求9所述的高地温隧道衬砌混凝土材料养护环境模拟方法， 其特征在 于： 所述步骤二中， 在材料浇筑前将脱模剂均匀的刷涂在试模(3)上； 混凝土材料浇筑采用 两次浇筑， 并使用小型振捣泵振捣； 浇筑至试模(3)顶部时， 利用振捣细棍人工振捣后再抹 平密封。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115489005 A 3