CN109098177A - 大体积混凝土循环冷却系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于混凝土浇筑技术领域，具体涉及一种应用于大体积混凝土浇筑的循环冷却系统；具体技术方案为：大体积混凝土循环冷却系统，包括储水池多个冷却水网，储水池通过管道与进水泵的进水端连通，进水泵的排水端与供水管道连通，每个冷却水网的进水口均与供水管道连通，每个冷却水网的排水口均与回水管道连通，回水管道上装有限流阀，回水管道与回水泵的进水端连通，回水泵的排水端通过管道与储水池连通，通过进水泵将储水池内的冷却水送入到冷却水网内，冷却水网置于筏板基础混凝土内，能够对浇筑的混凝土进行稳定冷却，对水化过程中的混凝土进行有效散热，冷却水在冷却水网内吸收大量热量后，并通过回水泵送回至出水池内，实现循环使用。

Description

大体积混凝土循环冷却系统

技术领域

本发明属于混凝土浇筑技术领域，具体涉及一种应用于大体积混凝土浇筑的循环冷却系统。

背景技术

建筑施工行业中，经常遇见大体积的混凝土结构，如大坝坝体、电站进水塔、桥墩基础、房建基础等，大体积混凝土施工期，混凝土水化形成大量的热量，如果不能有效地均匀散热，将形成较大的温度应力，致使混凝土开裂而造成质量事故。为了防止混凝土内外温差太大引起裂缝，在混凝土中预埋冷却水管，采取对混凝土进行冷却通水等温控措施，以保证混凝土质量。目前的冷水管布置方式多为均匀布置，没有考虑到实际混凝土块内部的温度分布情况，虽然可以控制混凝土内部温度下降，降低混凝土内外温差，但是由于散热效果的差异，混凝土中心部位温度高，边界温度较低，采用等间距水管布置，不能有效地降低混凝土内部温差，这种内部温差仍将产生不利温度应力，对混凝土具有很大的破坏力。

发明内容

为解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种大体积混凝土循环冷却系统，有效降低混凝土在水化过程中的温度应力，避免混凝土开裂，保证混凝土固化后的质量。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：大体积混凝土循环冷却系统，包括储水池、冷却装置和多个冷却水网，储水池通过管道与进水泵的进水端连通，进水泵的排水端与供水管道连通，每个冷却水网的进水口均与供水管道连通，每个冷却水网的排水口均与回水管道连通，回水管道上装有限流阀，回水管道与回水泵的进水端连通，回水泵的排水端通过管道与储水池连通。在施工过程中，通过进水泵将储水池内的冷却水送入到冷却水网内，冷却水网置于筏板基础混凝土内，能够对浇筑的混凝土进行稳定冷却，对水化过程中的混凝土进行有效散热，冷却水在冷却水网内吸收大量热量后，并通过回水泵送回至出储水池内，实现循环使用。

水循环冷却分为两期，即初期冷却和后期冷却，初期冷却是在混凝土初凝以后，甚至常在混凝土浇筑时就开始，目的在于削减混凝土水泥水化热峰值，减少水化热引起的温差，从而降低由水化热温差引起的温度应力，满足允许温差的要求。

如果浇筑混凝土的温度过高，那么，对应的冷却水网内的水温也应相应提高，以避免浇筑混凝土与冷却水网的温差过大，在储水池内加装有加热装置，通过加热装置来提高储水池内的水温，可快速满足冷却水的温度需求。

多个冷却水网分层预埋在筏板基础混凝土中间同一水平面内，多个冷却水网并联，筏板基础混凝土的厚度为2米。

供水管道内的水温与浇筑混凝土的温度差控制在25℃内，冷却水网内的冷却水流速控制在0.75m/s-1m/s，冷却水从进入冷却水网到离开冷却水网的时间控制在150s-200s，冷却水网的进水口处水温与冷却水网的出水口处水温之间差值控制在3℃-6℃。通过控制冷却水网内水的温度和流速，进而可以调节冷却水网对浇筑混凝土的冷却效果，避免混凝土开裂，保证混凝土凝固后的质量。

其中，作为优选的，供水管道内的水温与浇筑混凝土的温度差控制在15℃-25℃，在这个温度差值区间内，冷却水网对浇筑混凝土的冷却效果好，且能够保证浇筑混凝土凝固后的性能稳定。

冷却水网为呈蛇形弯曲的冷却水管，这种结构形式的冷却水管可等量快速吸收浇筑混凝土内的热量，冷却水管的长度为150m-200m，冷却水网的宽度为5m-10m，根据混凝土的实际浇筑面积来布置对应数量的冷却水网。

每根冷却水管上均布置有测温器，通过测温器所反馈的温度数据来调节冷却水网内水的温度和流速，实现实时调节。

其中，作为优选的，冷却水管为铁管，铁管两端车丝，采用多节连接，隔一层生胶带以确保其密封性良好，易拆装。冷却水管设置架立钢筋，并将冷却水管与架立钢筋绑扎牢固，防止混凝土浇筑过程中，冷却水管变形或接头脱落而发生堵水或漏水，浇筑开始前，冷却水管应预先通入冷水，使得冷却水管中的水在浇筑混凝土升温的同时被加热，以保证开启冷却水管时，冷却水管内的温度和浇筑混凝土内的温度不会太大，如果不预先加水，会导致冷却水管周围的浇筑混凝土出现放射状的裂纹，影响混凝土质量。

多个冷却水网由浇筑混凝土的中心区域向边缘区域延展布置。

冷却水管一般宜连续通水10-12天，通水过程中对冷却水管进出水温度需个1-2小时进行一次测温记录，当浇筑混凝土最高温度与外界环境温度之间的差值小于15℃时，可暂时关闭冷却水系统。当浇筑混凝土最高温度与表层温度之差大于25℃时，应重新启动水冷却系统。有时因为季节不同，浇筑混凝土的温度会有较频繁的变化，这是需要反复多次进行开启和关闭水冷却系统，直至满足要求。

本发明与现有技术相比，具体有益效果体现在：本发明能够能够对浇筑混凝土进行稳定降温，并通过不同冷却水网中水的流速和温度控制，降低了大体积混凝土块内部的温度差异，冷却水从中心区域流入并从边缘区域排出，使得混凝土温度高的部位温度降低多，从而达到减小混凝土内部温度应力，防止混凝土裂缝和限制裂缝扩展，保证混凝土的质量。

附图说明

图1为发明的结构示意图。

图中，1为储水池，2为冷却装置，3为冷却水网，4为进水泵，5为供水管道，6为回水管道，7为限流阀，8为冷却水管，9为测温器，10为回水泵。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一

如图1所示，大体积混凝土循环冷却系统，包括储水池1、冷却装置2和多个冷却水网3，储水池1通过管道与进水泵4的进水端连通，进水泵4的排水端与供水管道5连通，每个冷却水网3的进水口均与供水管道5连通，每个冷却水网3的排水口均与回水管道6连通，回水管道6上装有限流阀7，回水管道6与回水泵10的进水端连通，回水泵10的排水端通过管道与储水池1连通。通过进水泵4将储水池1内的冷却水送入到冷却水网3内，冷却水网3置于筏板基础混凝土内，能够对浇筑的混凝土进行稳定冷却，对水化过程中的混凝土进行有效散热，冷却水在冷却水网3内吸收大量热量后，并通过回水泵10送回至出储水池1内，实现循环使用。

如果浇筑混凝土的温度过高，那么，对应的冷却水网3内的水温也应相应提高，以避免浇筑混凝土与冷却水网3的温差过大，在储水池1内加装有加热装置，通过加热装置来提高储水池1内的水温，可快速满足冷却水的温度需求。

多个冷却水网3分层预埋在筏板基础混凝土中间同一水平面内，多个冷却水网3并联，筏板基础混凝土的厚度为2米。

供水管道5内的水温与浇筑混凝土的温度差控制在25℃，在这个温度差值时，冷却水网3对浇筑混凝土的冷却效果好，且能够保证浇筑混凝土凝固后的性能稳定。冷却水网3内的冷却水流速控制在0.75m/s，冷却水从进入冷却水网3到离开冷却水网3的时间控制在200s，冷却水网3的进水口处水温与冷却水网3的出水口处水温之间差值控制在6℃。通过控制冷却水网3内水的温度和流速，进而可以调节冷却水网3对浇筑混凝土的冷却效果，避免混凝土开裂，保证混凝土凝固后的质量。

冷却水网3为呈蛇形弯曲的冷却水管8，这种结构形式的冷却水管8可等量快速吸收浇筑混凝土内的热量，冷却水管8的长度为150m-200m，冷却水网3的宽度为5m-10m，根据混凝土的实际浇筑面积来布置对应数量的冷却水网3。

每根冷却水管8上均布置有测温器9，通过测温器9所反馈的温度数据来调节冷却水网3内水的温度和流速，实现实时调节。

其中，冷却水管8为铁管，易拆装。

多个冷却水网3由浇筑混凝土的中心区域向边缘区域延展布置，供水管道5置于混凝土中心处，回水管道6置于混凝土边缘，通过控制不同区域的冷却水网3中水的温度和流速，冷却水从浇筑混凝土的高温区流向低温区，使得浇筑混凝土温度高的部位温度降低多，温度低的部位温度降低少，从而减少了混凝土内部温差的效果，克服了无差别布置冷却水网3的缺点，进一步保证浇筑混凝土的质量。

本发明能够能够对浇筑混凝土进行稳定降温，并通过不同冷却水网3中水的流速和温度控制，降低了大体积混凝土块内部的温度差异，冷却水从中心区域流入并从边缘区域排出，使得混凝土温度高的部位温度降低多，从而达到减小混凝土内部温度应力，防止混凝土裂缝和限制裂缝扩展，保证混凝土块的质量。

实施例二

本实施例与实施例一相比，区别在于供水管内冷却水的温度、流速，具体为：供水管道5内的水温与浇筑混凝土的温度差控制在15℃内，冷却水网3内的冷却水流速控制在1m/s，冷却水从进入冷却水网3到离开冷却水网3的时间控制在150s，冷却水网3的进水口处水温与冷却水网3的出水口处水温之间差值控制在3℃。通过控制冷却水网3内水的温度和流速，进而可以调节冷却水网3对浇筑混凝土的冷却效果，避免混凝土开裂，保证混凝土凝固后的质量。

实施例三

本实施例与实施例一相比，区别在于供水管内冷却水的温度、流速，具体为：供水管道5内的水温与浇筑混凝土的温度差控制在20℃内，冷却水网3内的冷却水流速控制在0.85m/s，冷却水从进入冷却水网3到离开冷却水网3的时间控制在180s，冷却水网3的进水口处水温与冷却水网3的出水口处水温之间差值控制在5℃。通过控制冷却水网3内水的温度和流速，进而可以调节冷却水网3对浇筑混凝土的冷却效果，避免混凝土开裂，保证混凝土凝固后的质量。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包在本发明范围内。

Claims (6)

1.大体积混凝土循环冷却系统，其特征在于，包括储水池(1)、冷却装置(2)和多个冷却水网(3)，所述储水池(1)通过管道与进水泵(4)的进水端连通，进水泵(4)的排水端与供水管道(5)连通，每个所述冷却水网(3)的进水口均与供水管道(5)连通，每个所述冷却水网(3)的排水口均与回水管道(6)连通，所述回水管道(6)上装有限流阀(7)，回水管道(6)与回水泵(10)的进水端连通，回水泵(10)的排水端通过管道与储水池(1)连通；

所述储水池(1)内装有加热装置；

多个所述冷却水网(3)分层预埋在筏板基础混凝土中间同一水平面内，多个所述冷却水网(3)并联，所述筏板基础混凝土的厚度为2米；

所述供水管道(5)内的水温与浇筑混凝土的温度差控制在25℃内，所述冷却水网(3)内的冷却水流速控制在0.75m/s-1m/s，冷却水从进入冷却水网(3)到离开冷却水网(3)的时间控制在150s-200s，冷却水网(3)的进水口处水温与冷却水网(3)的出水口处水温之间差值控制在3℃-6℃。

2.根据权利要求1所述的大体积混凝土循环冷却系统，其特征在于，所述供水管道(5)内的水温与浇筑混凝土的温度差控制在15℃-25℃。

3.根据权利要求2所述的大体积混凝土循环冷却系统，其特征在于，所述冷却水网(3)为呈蛇形弯曲的冷却水管(8)，冷却水管(8)的长度为150m-200m，冷却水网(3)的宽度为5m-10m。

4.根据权利要求3所述的大体积混凝土循环冷却系统，其特征在于，每根所述冷却水管(8)上均布置有测温器(9)。

5.根据权利要求4所述的大体积混凝土循环冷却系统，其特征在于，所述冷却水管(8)为铁管。

6.根据权利要求5所述的大体积混凝土循环冷却系统，其特征在于，多个所述冷却水网(3)由浇筑混凝土的中心区域向边缘区域延展布置。