CN111779279A - 一种控制大体积混凝土内外温差的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种控制大体积混凝土内外温差的方法，在大体积混凝土中进行冷却管的预埋，所述冷却管沿大体积混凝土设置有多层，每层所述冷却管呈蛇形弯曲布置，所述冷却管与进气管连接，所述进气管与空气泵连接，所述大体积混凝土外侧的冷却管上串联了多个控温池，所述冷却管在控温池内多级弯曲设置，所述冷却管的末端设置有出气管，所述空气泵向冷却管中通入压缩空气，所述控温池内具有冷媒，解决现有技术中水流降温流速慢，降温效率低以及浪费水资源的技术问题。

Description

一种控制大体积混凝土内外温差的方法

技术领域

本发明属于建筑技术领域，尤其涉及一种控制大体积混凝土内外温差的方法。

背景技术

水，虽然是一种可再生资源，但由于人们环保意识淡薄，对水资源肆意挥霍，资源的过度开采，自然环境恶化。而作为大量用水的建筑施工行业，对水资源的使用仍存在大量浪费，使用效率低的原始状态。

大体积混凝土强度等级比较高，单位水泥用量较大，水化热和收缩容易造成结构的开裂，需通过优化配合比进行混凝土开裂的预控。大体积混凝土由于其水化热不容易很快散失，蓄热于内部，使温度升高，容易产生由温度引起的裂缝。因此对温度进行控制是大体积混凝土施工最突出的问题。必须处理或解决由于水泥产生的水化热所引起的混凝土体积变化，以最大限度的减少混凝土裂缝的产生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种控制大体积混凝土内外温差的方法，解决上述现有技术中水流降温流速慢，降温效率低以及浪费水资源的技术问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种控制大体积混凝土内外温差的方法，在大体积混凝土中进行冷却管的预埋，所述冷却管沿大体积混凝土设置有多层，每层所述冷却管呈蛇形弯曲布置，所述冷却管与进气管连接，所述进气管与空气泵连接，所述大体积混凝土外侧的冷却管上串联了多个控温池，所述冷却管在控温池内多级弯曲设置，所述冷却管的末端设置有出气管，所述空气泵向冷却管中通入压缩空气，所述控温池内具有冷媒。

本发明的一种控制大体积混凝土内外温差的方法，所述大体积混凝土内设置有测温装置，所述测温装置的测温点高度方向沿大体积混凝土高度方向的底部、中部和表面设置，所述测温点平面分布于大体积混凝土的边缘与中部。

本发明的一种控制大体积混凝土内外温差的方法，所述进气管上并联有水泵。

本发明的一种控制大体积混凝土内外温差的方法，所述冷却管四根为一组并联设置。

本发明的一种控制大体积混凝土内外温差的方法，所述控温池内的冷媒为水或冰水。

本发明的一种控制大体积混凝土内外温差的方法，所述大体积混凝土表面覆盖保温层。

本发明的一种控制大体积混凝土内外温差的方法，所述大体积混凝土表面进行热水喷淋。

本发明的一种控制大体积混凝土内外温差的方法，所述大体积混凝土的水泥为热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、大坝水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥或火山灰质硅酸盐水泥。

本发明的一种控制大体积混凝土内外温差的方法，所述大体积混凝土拌和时进行骨料冷却。

本发明的一种控制大体积混凝土内外温差的方法，所述大体积混凝土采用分层分段法浇筑，并采用二次振捣的方法。

本发明产生的有益效果是：本发明设计了一种控制大体积混凝土内外温差的方法，通过空气泵加速空气的流动，带走大体积混凝土中的热量，同时通过在控温池中设置水或冰水，降低冷却管中的流动空气的温度，提高换热效率，同时在大体积混凝土设置测温装置，可以适时了解其内部温度，在内外温差较大时，可以选择覆盖保温层以及热水喷淋等方法，进一步防止内外温差过大，并且并联有水泵，在极端情况下可以进行冰水冷却的方法，保证内外温差在允许范围内。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种控制大体积混凝土内外温差的方法，在大体积混凝土1中进行冷却管2的预埋，所述冷却管2沿大体积混凝土1设置有多层，每层所述冷却管2呈蛇形弯曲布置，所述冷却管2与进气管3连接，所述进气管3与空气泵连接，所述大体积混凝土1外侧的冷却管2上串联了多个控温池5，所述冷却管2在控温池5内多级弯曲设置，所述冷却管2的末端设置有出气管4，所述空气泵向冷却管2中通入压缩空气，所述控温池5内具有冷媒。

本发明的优选实施例中，所述大体积混凝土1内设置有测温装置，所述测温装置的测温点高度方向沿大体积混凝土1高度方向的底部、中部和表面设置，所述测温点平面分布于大体积混凝土1的边缘与中部。

本发明的优选实施例中，所述进气管3上并联有水泵。

本发明的优选实施例中，所述冷却管2四根为一组并联设置。

本发明的优选实施例中，所述控温池5内的冷媒为水或冰水。

本发明的优选实施例中，所述大体积混凝土1表面覆盖保温层。

本发明的优选实施例中，所述大体积混凝土1表面进行热水喷淋。

本发明的优选实施例中，所述大体积混凝土1的水泥为热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、大坝水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥或火山灰质硅酸盐水泥。

本发明的优选实施例中，所述大体积混凝土1拌和时进行骨料冷却。

本发明的优选实施例中，所述大体积混凝土1采用分层分段法浇筑，并采用二次振捣的方法。

如图1所示，空气由空气泵经过加压经过进气管3，通过冷却管2道在控温池5进行充分降温冷却后，通过四根并联的冷却管2来降低大体积混凝土1内部温度，当空气从冷却管2流出再次进入控温池5时完成一次循环。再由控温池5中的钢管进入混凝土中的冷却管2。控温池5数量和冷却管2的纵向层数根据现场实际情况确认。

当温差在安全范围内，内外温差小于15度时可减小空气泵功率。当混凝土内外温差接近20度时，增加空气压力，即开大空气泵功率，覆盖草帘以此来减小内外温差。必要时可以在混凝土表面喷淋热水，在控温池5中加入冰块。如果因为特殊原因温差不可控，也通过在冷却管2内注水来达到控温目的。

大体积混凝土在保证混凝土强度及坍落度要求的前提下，应提高掺合料及骨料的含量，以降低单方混凝土的水泥用量，水泥应尽量选用水化热低、凝结时间长的水泥，优先采用中热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、大坝水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等。

基础大体积混凝土施工应合理选择混凝土配合比，宜选用水化热低的水泥、掺入适当的粉煤灰和外加剂、控制水泥用量，并应作好养护和温度测量。混凝土内部温度与表面温度的差值、混凝土外表面和环境温度差值均不应超过25℃

大体积混凝土的浇筑应合理分段分层进行，使混凝土沿高度均匀上升；浇筑应在室外气温较低时进行，混凝土浇筑温度不宜超过28℃。

混凝土浇筑温度系指混凝土振捣后，在混凝土50㎜～100㎜深处的温度。

对大体积混凝土的养护，应根据气候条件采取控温措施，并按需要测定浇筑后的混凝土表面和内部温度，将温差控制在设计要求的范围以内；当设计无具体要求时，温度不宜超过25℃。

控制浇筑温度是有好处的，要降低浇筑温度必须从降低砼出机温度入手，其目的是降低大体积砼的总温升值和减小结构的内外温差。降低砼出机温度最有效的方法是降低石子的温度，由于夏季气温较高，为防止太阳的直接照射，可要求商品砼供应商在砂、石堆场搭设简易遮阳装置，必要时向骨料喷射水雾或使用前作淋水冲洗。在控制砼的浇筑温度方面，通过计算砼的工程量，做到合理安排施工流程及机械配置，调整浇筑时间为以夜间浇筑为主，少在白天进行，以免因暴晒而影响质量。

大体积砼的温度变化曲线先是一个升温过程，升到最高点后就慢慢降温，升温的速度要比降温的速度大。

那么大体积砼何时达到最高点主要决定于配合比、几何尺寸、现场条件等因素，根据工程统计，一般的大体积砼浇筑后3～4d出现最高点。

理论上，任何材料的允许温差与材料的极限值有关。对于大体积砼而言，如果降温过快，虽然内表温差仍然控制在规范要求之内，但由于砼内部温差过大，温差应力达到砼的极限抗拉强度时，理论上就会出现裂缝，而且此裂缝出现在大体积砼的内部，如果相差过大，就会出现贯穿裂缝，影响结构使用，因此，降温速率的快慢直接关系到大体积砼内部拉应力的发展。

降温速率取值上，理论上要求温差应力必须小于同一时间的砼抗拉极限强度。目前有的工程采用降温速率取2～3℃/d，跟踪后也未见贯穿裂缝，但是对于大多数施工单位来说，为安全起见仍采用≤1～1.5℃/d。

砼养护可遵循降温速率“前期大后期小”的原则。因养护前期砼处于升温阶段，弹性模量、温度应力较小，而抗拉强度增长较快，在保证砼表面湿润的基础上应尽量少覆盖，让其充分散热，以降低砼的温度，亦即养护前期砼降温速率可稍大。养护后期砼处于降温阶段，弹性模量增加较快，温度应力较大，应加强保温，控制降温速率。

为了掌握大体积混凝土1的温升和降温的变化规律，以及各种材料在各种条件下的温度影响，需要对砼进行温度监测控制。

(1)测温点的布置——必须具有代表性和可比性。沿浇筑的高度，应布置在底部、中部和表面，垂直测点间距一般为500～800㎜；平面则应布置在边缘与中间，平面测点间距一般为2.5～5m。当使用热电偶温度计时，其插入深度可按实际需要和具体情况而定，一般应不小于热电偶外径的6～10倍，测温点的布置，距边角和表面应大于50㎜。

采用预留测温孔洞方法测温时，一个测温孔只能反映一个点的数据。不应采取通过沿孔洞高度变动温度计的方法来测竖孔中不同高度位置的温度。

(2)测温制度——在砼温度上升阶段每2～4h测一次，温度下降阶段每8h测一次，同时应测大气温度。

所有测温孔均应编号，进行砼内部不同深度和表面温度的测量。

(3)测温工具的选用——为了及时控制砼内外两个温差，以及校验计算值与实测值的差别，随时掌握砼温度动态，宜采用热电偶或半导体液晶显示温度计。采用热偶测温时，还应配合普通温度计，以便进行校验。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种控制大体积混凝土内外温差的方法，其特征在于，在大体积混凝土(1)中进行冷却管(2)的预埋，所述冷却管(2)沿大体积混凝土(1)设置有多层，每层所述冷却管(2)呈蛇形弯曲布置，所述冷却管(2)与进气管(3)连接，所述进气管(3)与空气泵连接，所述大体积混凝土(1)外侧的冷却管(2)上串联了多个控温池(5)，所述冷却管(2)在控温池(5)内多级弯曲设置，所述冷却管(2)的末端设置有出气管(4)，所述空气泵向冷却管(2)中通入压缩空气，所述控温池(5)内具有冷媒。

2.根据权利要求1所述的一种控制大体积混凝土内外温差的方法，其特征在于，所述大体积混凝土(1)内设置有测温装置，所述测温装置的测温点高度方向沿大体积混凝土(1)高度方向的底部、中部和表面设置，所述测温点平面分布于大体积混凝土(1)的边缘与中部。

3.根据权利要求1所述的一种控制大体积混凝土内外温差的方法，其特征在于，所述进气管(3)上并联有水泵。

4.根据权利要求1或3之一所述的一种控制大体积混凝土内外温差的方法，其特征在于，所述冷却管(2)四根为一组并联设置。

5.根据权利要求4所述的一种控制大体积混凝土内外温差的方法，其特征在于，所述控温池(5)内的冷媒为水或冰水。

6.根据权利要求5所述的一种控制大体积混凝土内外温差的方法，其特征在于，所述大体积混凝土(1)表面覆盖保温层。

7.根据权利要求6所述的一种控制大体积混凝土内外温差的方法，其特征在于，所述大体积混凝土(1)表面进行热水喷淋。

8.根据权利要求6所述的一种控制大体积混凝土内外温差的方法，其特征在于，所述大体积混凝土(1)的水泥为热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、大坝水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥或火山灰质硅酸盐水泥。

9.根据权利要求6所述的一种控制大体积混凝土内外温差的方法，其特征在于，所述大体积混凝土(1)拌和时进行骨料冷却。

10.根据权利要求6所述的一种控制大体积混凝土内外温差的方法，其特征在于，所述大体积混凝土(1)采用分层分段法浇筑，并采用二次振捣的方法。

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