本發明涉及混凝土施工，特別是一種低溫環境下的混凝土施工設備及其施工方法。
背景技術：
1、在嚴寒地區進行混凝土施工時，由于外界氣溫普遍較低，拌合、運輸及澆筑過程中熱量損失極大，混凝土在成型初期極易因受凍而產生凍害微裂紋，導致強度降低、抗滲性下降、耐久性不足等問題。
2、現有冬期施工措施主要包括：提高拌合水溫、增加水泥用量、使用防凍劑、覆蓋篷布、人工噴霧加熱等。然而這些方法普遍存在以下不足：
3、傳統保溫篷布為單層結構，蒸汽加熱無法實現均勻擴散，棚內易出現溫度死角，空氣循環依賴自然對流，棚頂高溫、棚底低溫導致溫差分層嚴重，需依賴人工調節蒸汽量，溫控滯后、波動大，冷凝水難以排出，落回混凝土表面易產生冷斑，現有電加熱或電子控制裝備在潮濕低溫環境中可靠性差且需供電。
4、這些問題導致冬季混凝土施工過程中的可控性差、保溫效率低、能耗大，尤其在大面積施工、長線性構件施工及蒸汽供應不穩定場合更為突出。
5、因此，亟需一種提出低溫環境下的混凝土施工設備及其施工方法。
技術實現思路
1、鑒于上述或現有技術中存在冬季混凝土施工過程中的可控性差、保溫效率低、能耗大，尤其在大面積施工、長線性構件施工及蒸汽供應不穩定場合更為突出的問題，提出了本發明。
2、因此，本發明的目的是提供低溫環境下的混凝土施工設備及其施工方法。
3、為解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案：
4、一種低溫環境下的混凝土施工設備，包括：
5、保溫棚組件，包括直線陣列設置的支撐骨架、設置于所述支撐骨架內壁的內篷布和設置于所述支撐骨架外部的外篷布；
6、均熱組件，包括設置于所述支撐骨架外壁的隔板、設置于所述支撐骨架與外篷布之間的蒸汽罩和開設于所述隔板其中一端外壁的透氣孔；
7、溫控組件，包括設置于所述內篷布內頂部的熱敏罐；
8、均流組件，包括設置于所述熱敏罐外周的旋轉架、設置于所述旋轉架外部的擾流扇葉和設置于所述蒸汽罩內部的渦輪扇葉；
9、調節組件，包括設置于所述蒸汽罩開口的活動擋片；
10、所述隔板將內篷布與外篷布的夾層分隔成若干獨立空腔，相鄰所述隔板上的透氣孔交錯分布，通過所述熱敏罐的熱膨脹驅動活動擋片旋轉實現調節蒸汽罩的開口大小，所述渦輪扇葉的旋轉通過旋轉架驅動擾流扇葉圓周轉動的同時進行自轉。
11、作為本發明低溫環境下的混凝土施工設備的一種優選方案，其中：所述保溫棚組件還包括設置于所述內篷布兩端開口內側的內簾布和設置于所述內篷布兩端開口外側的外簾布，所述外簾布與內簾布之間形成空腔。
12、作為本發明低溫環境下的混凝土施工設備的一種優選方案，其中：所述均熱組件還包括開設于所述內篷布兩端內頂部的出氣孔、設置于所述隔板末端底部的限位環和可拆卸設置于所述限位環底部的集水袋，所述出氣孔連通外簾布與內簾布之間的空腔。
13、作為本發明低溫環境下的混凝土施工設備的一種優選方案，其中：所述溫控組件還包括設置于所述熱敏罐底部的固定架、設置于所述固定架內部的活塞柱、設置于所述活塞柱頂部的立桿和設置于所述立桿端部的驅動套，所述固定架的端部與支撐骨架相連接。
14、作為本發明低溫環境下的混凝土施工設備的一種優選方案，其中：所述均流組件還包括轉動設置于所述旋轉架內壁的連桿和設置于所述旋轉架頂部的定位套筒，所述定位套筒轉動設置于立桿的外表面，所述渦輪扇葉設置于定位套筒的端部外壁，所述擾流扇葉設置于連桿的端部外壁。
15、作為本發明低溫環境下的混凝土施工設備的一種優選方案，其中：所述熱敏罐的外表面圓周方向開設有導向滑槽，所述連桿的內端外壁轉動設置有導向輪，所述導向輪位于導向滑槽的內部且滑動貼合，所述導向滑槽由兩個環槽和兩個斜槽組成，所述環槽為半圓環，兩個所述環槽分別開設于熱敏罐的上下端并左右對稱分布，兩個所述斜槽連通設置于兩個環槽的兩端之間。
16、作為本發明低溫環境下的混凝土施工設備的一種優選方案，其中：所述調節組件還包括設置于所述蒸汽罩開口的固定擋片、設置于所述活動擋片底部圓心的定位柱和開設于所述定位柱外表面的螺紋滑槽，所述活動擋片轉動設置于固定擋片的頂面，所述定位柱穿透于固定擋片并端部位于驅動套的內部。
17、作為本發明低溫環境下的混凝土施工設備的一種優選方案，其中：所述驅動套的內壁設置有限位滑塊，所述限位滑塊位于螺紋滑槽的內部且滑動貼合，所述立桿與固定擋片之間設置有纏繞于驅動套外表面的彈簧。
18、一種低溫環境下的混凝土施工方法，包括如下步驟：
19、s1、原材料與混凝土配合比準備：
20、采用強度等級不低于42.5的普通硅酸鹽水泥，骨料保持無冰塊、無雪團且在封閉骨料倉儲存，拌合水預先加熱至20±2℃，混凝土采用低水膠比、高水泥用量的冬季專用配合比，并加入減水劑、防凍劑；
21、s2、混凝土拌合與運輸：
22、用熱水沖洗攪拌機并延長攪拌時間至常溫條件的150%，控制混凝土出機溫度不低于10℃，運輸罐車外包保溫罐衣，并保證混凝土入模溫度≥5℃；
23、s3、搭建保溫棚并形成蒸汽導流：
24、搭建由支撐骨架、內篷布與外篷布構成的保溫棚，在內篷布與外篷布之間設置由隔板分隔形成的多空腔蒸汽夾層；
25、蒸汽經蒸汽罩進入第一空腔，再通過交錯布置的透氣孔依次進入后續各空腔，實現蒸汽在夾層內的分段循環流動；
26、蒸汽遇冷形成的冷凝水沿篷布表面滑落至限位環并進入集水袋進行統一收集，所述集水袋在盛裝冷凝水后下垂貼地，可增強保溫棚與地面的密封性能，減少冷空氣滲入；
27、s4、蒸汽驅動空氣擾流：
28、利用蒸汽沖擊蒸汽罩內的渦輪扇葉，使渦輪扇葉帶動旋轉架旋轉，旋轉架驅動擾流扇葉進行圓周轉動，并使其在導向滑槽作用下實現自轉，從而在保溫棚內部形成三維擾流氣流，使棚內空氣保持均勻溫度分布；
29、s5、棚內溫度自動調控：
30、通過設置于棚體內部頂部的熱敏罐，利用熱敏介質在溫度變化下的膨脹與收縮帶動活塞柱、立桿及驅動套動作，使與蒸汽罩相連的活動擋片自動調節蒸汽罩開口大小；
31、當棚內溫度升高時，活動擋片逐漸關閉以減少蒸汽輸入；
32、當棚內溫度降低時，活動擋片在彈簧作用下開啟以增加蒸汽輸入，從而實現全天候無源、自適應的溫度調節；
33、s6、混凝土澆筑與養護步驟：
34、在日間溫度較高時澆筑混凝土，并立即覆蓋保溫棚；
35、通過蒸汽導流、空氣擾動與自動溫控保持穩定養護溫度；
36、混凝土強度達到50%后允許拆模。
37、作為本發明低溫環境下的混凝土施工方法的一種優選方案，其中：所述熱敏罐內部填充能夠在預設溫度區間內進行固液相變的熱敏材料，熱敏材料膨脹推動活塞柱上移，收縮使活塞柱下移，混凝土養護期間的降溫速率控制在5℃/h以內，以避免混凝土產生溫差裂縫。
38、本發明的低溫環境下的混凝土施工設備及其施工方法的有益效果：本發明通過保溫棚組件、均熱組件、溫控組件、均流組件和調節組件的配合，使保溫棚內部能夠形成高效、均勻且持續穩定的熱場環境，實現無需供電即可對混凝土進行長時間恒溫養護，從而顯著提高低溫環境下的施工質量；
39、隔板將內篷布與外篷布之間的夾層分隔成多個獨立空腔，透氣孔左右交錯布置，使蒸汽必須依次通過各個空腔，實現蒸汽完整充滿整個夾層，有效避免蒸汽在某一局部快速穿透導致高低溫區現象，末端空腔的蒸汽通過出氣孔進入篷布端部區域，使整個棚體周向熱量分布均勻，適用于大范圍施工區域；
40、蒸汽在空腔壁面冷凝后沿表面滑落至限位環并匯入集水袋，解決了傳統保溫棚冷凝水滴落混凝土、影響溫度與施工質量的問題，集水袋因水重貼地還能強化棚體底部密封，避免外部冷空氣滲入，提升整體保溫能力；
41、蒸汽使旋轉架帶動擾流扇葉進行圓周運動，連桿在導向滑槽作用下進一步實現自轉，使空氣形成立體循環流場，顯著提高空氣溫度混合效率，完全依賴蒸汽動能，無需電機驅動，適合無電環境或冬季供電困難的工地；
42、熱敏罐內的熱敏介質受溫度變化自動膨脹或收縮，通過活塞柱、立桿和驅動套驅動擋片開閉，實現蒸汽罩開口大小的自動調整，從而維持棚內恒定溫度，整個調節過程無需人工干預，也無需供電，可靠性高、穩定性強；
43、蒸汽均勻擴散、空氣充分擾動、溫控自動調節三者協同，使棚內溫度波動極小，能有效避免混凝土產生溫差裂縫，減少因環境溫度過低引起的強度發展延遲問題，整體施工質量顯著提高。