上海申科建设工程质量检测有限公司 上海市 201707
摘要：本文通过对建筑用标准养护室常用支架的不足点进行分析，通过改进创新，打破固化思维，以社会上已有的产品替代原支架，达到提高工作效率、美化工作环境的目的，改进措施方便、实用。
关键词：标准养护室；支架；改进创新
1.引言
混凝土试件是建筑工程中最常见的检测材料，规范规定混凝土试件需进行标准养护。混凝土标准养护试件是指在恒温恒湿条件下养护的试件，其强度代表对应验收批混凝土在理想状态下的强度。
2.国家标准对混凝土标样试件的养护要求：
《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T 50081-2019对试件的养护作了明确的要求。具体如下：采用标准养护的试件，在专用试模中制作完成后，待混凝土强度达到2.5MPa时可以拆模，然后进行编号。拆除试模的试块后应立即放入温度为20±2℃和相对湿度为95%以上的标准养护室中进行养护，或在温度为20±2℃的不流动的Ca（OH）2饱和溶液中养护。规范要求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。
从规范上理解，标准养护室应保持相对湿度为95%以上潮湿状态，同时试件应放在支架上，彼此间隔10～20mm，试件表面应保持潮湿。
3.现有试件养护的现状
试件主要有150*150*150mm的立方体（主要是市政、公路、铁路工程用）、100*100*100mm的立方体（主要是公共建筑、厂房、房产工程用），工程现场上一般都有标准养护室，这类标准养护室都比较小，仅需满足试件的短期养护，养护形式有蒸汽养护，也有饱和溶液养护。
试件一般在工地现场养护7天后陆陆续续送至专业的第三方检测公司养护。目前大部分专业检测公司均设置采用水蒸气养护的标准养护室。养护室支架如下图所示，试块均摆放在支架上。常见的支架均采用钢支架，中间的隔板使用木隔板。如需养护的试件比较多的情况下，一般采用重叠梅花型布置。
4.现有支架养护方式的不足
4.1一般支架采用钢骨架，因成本原因一般不选用不锈钢而选用普通钢材，每年需进行防锈处理。为减轻重量，钢骨架上的隔板均采用木板类材料，木板长期在湿度为95%以上潮湿环境下容易发霉，霉菌在养护室无法扩散，长期在此环境下工作，宜对人体造成较大伤害。
4.2试件每次需人工摆放至支架，试件到期检测时仍需人工搬运至压力机（检测设备）附近进行检测工作，一组试件需搬上搬下两次。以100组试件为例，共300块100*100*100mm的立方体试件，总重约700Kg，一个工作人员需弯腰100次，用时半小时以上才能完成。如果是100组150*150*150mm的试件，总重约2400Kg则一个工作人员需弯腰300次，用时2小时以上才能完成。人工消耗量极大。
4.3如试件较多时，在单层支架上有时会多层堆叠，混凝土试件之间上下无空隙，无法让湿润空气流通。虽能满足试件水平方向彼此间隔10～20mm，但试件上下间隔10～20mm仍无法满足。规范要求支架上的试件应彼此间隔10～20mm，试件表面应保持潮湿，照此理解，最科学的是试件四周均能接触水蒸气，这样的话才能满足试件表面应保持潮湿的规范要求。现有的支架系统无法满足试件多层堆叠时上下间隔。
5.改进创新需解决的问题
5.1普通钢支架每年需重新涂刷防锈漆问题，支架上的木板受潮发霉影响工作人员的身心健康问题，在改进创新中需加以解决。
5.2目前需人工两次摆放试件（搬上和搬下），如何减少人工的搬运或者无需人工搬运是本次改进创新需解决的主要问题。
5.3规范要求的“试件应彼此间隔10～20mm”，如何能使试件间上下、前后、左右均能满足“彼此间隔10～20mm”，使试件的摆放更能贴合规范要求，也是改进创新需解决的问题。
5.4在改进创新中另需综合考虑成本，如成本过高不利于使用和推广。
6.新型支架创新设计
本次新型支架创新设计考虑的方向是：1、新支架材料需不生锈不发霉。2、考虑活动式支架以使支架连同支架上的试件一起能任意搬运，减少试件的搬运频次。3、试件应单层独立摆放以使试件在养护环节能四周都能被水蒸气包裹。
从以上3点考虑，特制定如下两个设计方案。
6.1方案一：加工专用不锈钢支架
单个不锈钢支架，形状同我们家庭用的四角方凳，支架长宽高为1200*800*200mm，四个角支点高度为200mm，在不锈钢平板上开矩形孔以利水蒸气的流通。将试件单层按规范摆放好后，在上面另加一个支架，再次将试件按规范摆放，以此类推，以常人工作舒适度考虑钢支架可以叠至7层左右，在叠高人工摆放就比较吃力了。每个支架可安放100*100*100mm的试件18-20组或者150*150*150mm的试件14组。
方案优点：1、支架采用不锈钢材料，解决了生锈和发霉问题。2、试件可通过支架多层堆叠，如需检测时可直接用液压车托运出来而无需人工二次搬运，减少了人工的工作量。3、每层试件均放置在单个支架上，上下层互不干扰，标准养护用的水蒸气可完全包裹试件，试件的养护完全贴合规范要求。
6.2方案二：采用专用托盘
养护室采用了塑料托盘系列作为养护室的支架。塑料托盘就是常见工业仓库使用的塑料托盘。支架的最下层的使用塑料托盘，考虑人工摆放的舒适度和配套的液压搬运车的使用，我们选用了1200*800*140的塑料托盘，其表面设置了50mm*50mm、50mm*20mm、30mm*20mm等多个孔洞，使空气能上下流通。托盘上可均匀放置18-20组100*100*100的立方体试件或14组150*150*150的立方体的试件。塑料托盘可承受动载1.5吨、静载5吨的重量。
一般试件组数很多，需多层摆放，从第二层开始，采用栈板放置试件。选用1200*800*40的整片栈板。栈板厚50mm，在栈板的表面和侧面均开孔，使空气能自由流通。
将试件单层按规范摆放在塑料托盘后，在上面另加一个栈板，再次将试件按规范摆放，以此类推，层层叠加上去。以常人工作的舒适度考虑塑料托盘系列可以叠至9层左右。
6.3方案确定
通过以上两个方案的比较，两个方案的均能解决现有支架养护方式不足的问题，不锈钢支架需单独加工，而且成本较高，塑料托盘系列支架可在市场上直接采购，既方便成本也较低。综合考虑两个方案，确定采用方案二塑料托盘系列支架进行改进创新。
塑料托盘系列支架：1、任意一天需检测的试件，可陆陆续续集中放置在单个塑料托盘系列支架上，当天需检测时，直接使用液压搬运车将试件连同支架一起一次性搬运至检测室检测，直接消除了人工每次从支架上将试件搬运至检测室的劳动量。2、试件单层独立摆放，堆叠时可通过栈板上下分隔，，使任一试件上下、左右、前后均可接触水蒸气，完全满足试件表面应保持潮湿的规范要求。3、塑料的特性是经常和太阳光接触容易脆化，而在潮湿、不接触阳光的环境中，其使用寿命会相当长。目前的塑料产品（内衬方钢）强度也能满足使用要求。塑料不会产生霉变气体，不会对人体造成伤害。4、价格上比较，同样满足养护要求的塑料托盘系列支架，比原钢木支架至少节约成本50%以上。5、市场上已有相关产品，无需另行加工。
7.结论
塑料托盘系列支架的使用，能完全满足规范要求的各试件的间距要求，通过液压搬运车搬运节省了大量人工，并且投资费用较小，值得相关单位推广使用。
采用塑料托盘系列支架代替原有钢木支架，技术含量不高，谁都可以想到，但本项目的改进创新最大的特点就是打破了人们的固化思维。笔者对本地的多家检测机构进行了调查，大多数单位还是采用钢木支架，标准养护室中充斥着霉味，大家熟视无睹。究其原因，我们的标准养护室的相关要求在几十年以前已制定，按当时的技术条件，养护室的支架也仅能采用钢木支架，然后沿用至今，人工搬上搬下也不觉得有什么不好，这就是固化思维在作怪。在科学技术日新月异的今天，新工艺、新技术层出不穷，如何利用好新工艺、新技术来改进或改善我们传统的方法，使工作效率更高、工作环境更好是当代技术、科研人员的一个永恒的课题，让我们大家一起拥抱科技，创造美好的未来。
参考文献：
[1]规范《混凝土物理力学性能试验方法标准》GB/T 50081-2019