CN111792945A - 一种降低大体积混凝土水化热温度的pcm材料储存管道及施工方法 - Google Patents

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李佳峰
刘文超
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Abstract

本发明公开了一种降低大体积混凝土水化热温度的PCM材料储存管道及施工方法，所有部分由工厂预制制成，现场装配，其中储存管道与管道口焊接，通过管道口锚固筋与大体积混凝土中钢筋绑扎固定位置，增加结构整体性，浇筑混凝土后，将相变材料放入PCM材料储存管道，将管道口与盖板通过螺栓连接密封PCM材料储存管道，相变材料可在大体积混凝土内部因发生水化热而温度过高时产生作用，降低大体积混凝土内部温度，从而确保减少大体积混凝土因表面温度与内部温度温差过大而产生的裂缝，降低裂缝对大体积混凝土强度的影响，待混凝土养护完成后，打开盖板排出相变材料后，在PCM材料储存管道中浇筑混凝土，提高结构的可靠性。

Description

一种降低大体积混凝土水化热温度的PCM材料储存管道及施 工方法
技术领域
本发明属于建筑结构工程中大体积混凝土技术领域，具体涉及一种降低大体积混凝土水化热温度的PCM材料储存管道及施工方法。
背景技术
随着社会经济的飞速发展和人们对居住环境需要的增加，建筑结构向着高度更高、体积更大的方向发展，从而大体积混凝土越来越多的应用于建筑结构中。大体积混凝土有混凝土量大、施工程序复杂、施工技术要求高等特点。大体积混凝土存在一个施工难点，在浇筑混凝土之后，混凝土在水化过程中会释放一定热量，由于混凝土体积过大，断面较厚，导致混凝土水化过程中所释放的热量不易散失，热量释放聚集在大体积混凝土体积中心部位，从而使得大体积混凝土体积中心部位温度过高，而位于大体积混凝土表面的混凝土水化热所释放的热量更易于散失，导致大体积混凝土表面温度与内部温度温差过大，由于混凝土本身抗拉强度较弱，温差过大会使得混凝土产生温度应力，当温度应力大于混凝土抗拉强度时，产生裂缝，从而影响结构安全和正常使用。
相变材料(PCM)现如今已经应用于建筑结构中，主要用于调节建筑结构内部温度。相变材料的工作原理是当周围温度过高或者过低时，相变材料可以吸收或者释放热度，在调节周围温度的同时自身温度不发生变化，并且有一定的储能功能，例如当周围温度过高时，相变材料吸收热量储存在自身之中，当温度由高向低转变时，相变材料释放储存的热量，以保持周围环境的温度不变。
如何在混凝土发生水化热时减小大体积混凝土内部与表面的温度差距，是保证大体积混凝土结构安全的关键，将相变材料与大体积混凝土结合，同时保证不影响大体积混凝土的强度，关键在于构造措施。
发明内容
本发明提供了一种降低大体积混凝土水化热温度的PCM材料储存管道及施工方法。本发明中所有部分包括储存管道、管道口和盖板，所有部分均由工厂预制制成，现场装配，将PCM材料储存管道各部分装配好后与大体积混凝土中钢筋绑扎固定位置，保证整体性，浇筑混凝土后，相变材料在大体积混凝土内部因发生水化热而温度过高时发挥作用，降低内部温度，混凝土养护完成后排出相变材料，在PCM材料储存管道内浇筑混凝土，提高大体积混凝土结构可靠性。构造简单、施工方便，适合在大体积混凝土中广泛推广应用。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种降低大体积混凝土水化热温度的PCM材料储存管道，包括储存管道(1)、管道口(2)、管道口锚固筋(3)、管道口螺杆(4)、盖板(5)、螺母(6)、大体积混凝土钢筋(7)和混凝土(8)。将焊有管道口锚固筋(3)和管道口螺杆(4)的管道口(2)与储存管道(1)通过焊接连接，管道口锚固筋(3)伸入钢筋笼，通过与大体积混凝土钢筋(7)绑扎固定其位置，浇筑混凝土(8)后将相变材料放入PCM材料储存管道，通过螺母(6)将管道口螺杆(4)与盖板(5)栓接密封PCM材料储存管道，待混凝土养护完成后，打开盖板(5)排出相变材料；在PCM材料储存管道中浇筑混凝土(8)并进行养护，完成降低大体积混凝土水化热温度的PCM材料储存管道的施工。
所述的储存管道(1)采用Q235钢材，管道厚度不小于10mm，管道外径不小于200mm。
所述的管道口(2)为方形，采用Q235钢材，厚度取不小于20mm，边长不小于300mm，预留与储存管道(1)直径相同的洞口。
所述的管道口锚固筋(3)采用Q235钢筋，直径不小于20mm，长度不小于150mm。
所述的管道口螺杆(4)采用45号钢，直径为20mm，长度50mm。
所述的盖板(5)为方形，采用Q235钢材，厚度不小于20mm，边长与管道口(2)一致，预留可供管道口螺杆(4)穿过的螺栓孔，但要完全遮盖管道口(2)洞口。
所述的大体积混凝土钢筋(7)和混凝土(8)依旧图纸要求选择。
所述的在PCM材料储存管道中浇筑混凝土(8)与结构要求混凝土(8)强度一致。
与现有技术相比，本发明的降低大体积混凝土水化热温度的PCM材料储存管道及施工方法具有如下优势：
(1)本发明为一种降低大体积混凝土水化热温度的PCM材料储存管道及施工方法。所有部分由工厂制作，现场拼装，施工方便，节约时间，并且能降低大体积混凝土内部发生水化热时的温度，减少因温度差导致的大体积混凝土开裂，提高大体积混凝土的可靠性，适合在大体积混凝结构中推广应用。
(2)PCM材料储存管道的固定，管道口锚固筋伸入钢筋笼，与大体积混凝土中的钢筋绑扎连接固定位置，使整体管道更加稳定，提高结构的整体性。
(3)相变材料降温，比以往的流动水降温，减少了水资源浪费，提高了大体积混凝土内部降温效率。
(4)待大体积混凝土养护完成后，可以将相变材料从PCM材料储存管道中排出，在PCM材料储存管道中浇筑混凝土，减少因埋入管道而导致结构强度降低的影响。
附图说明
图1是降低大体积混凝土水化热温度的PCM材料储存管道的局部详图；
图2是管道口示意图；
图3是储存管道与管道口焊接示意图；
图4是PCM材料储存管道固定在钢筋笼中示意图；
图5是PCM材料储存管道全部部分拼接示意图；
图6是浇筑大体积混凝土并用盖板密封PCM材料储存管道左视图示意图；
图7是浇筑大体积混凝土并用盖板密封PCM材料储存储存管道示意图；
图中：1-储存管道；2-管道口；3-管道口锚固筋；4-管道口螺杆；5-盖板；6-螺母；7-大体积混凝土钢筋；8-混凝土。
具体实施方式
发明中的降低大体积混凝土水化热温度的PCM材料储存管道施工方法，结合附图1～7阐明本发明制作方法如下：
一种降低大体积混凝土水化热温度的PCM材料储存管道的实施方法，该实施方法包括如下步骤：
第一步：工厂预制储存管道、管道口、盖板。盖板制作时预留管道口螺杆孔洞，管道口制作时预留储存管道孔洞，将管道口螺杆和管道口锚固筋与管道口焊接后，将储存管道和管道口焊接。
第二步：现场装配。大体积混凝土支模和绑扎钢筋笼预留PCM材料储存管道孔洞，将在工厂制作好的PCM材料储存管道，通过管道口上的锚固筋与大体积混凝土中的钢筋绑扎固定位置。
第三步：对大体积混凝土进行混凝土浇筑，浇筑完成后将相变材料注入PCM材料储存管道，将盖板通过栓接与管道口密封。
第四步：混凝土养护完成后，打开盖板，排出相变材料，在PCM材料储存管中浇筑混凝土并进行养护。
以上所述仅为本发明的一个具体实施案例，但本发明的应用不限于此。在本发明实施过程中所列举的各构件尺寸及材料的选取均可根据实际需要来选择运用，在此不再一一列举。

Claims (9)

1.一种降低大体积混凝土水化热温度的PCM材料储存管道，其特征在于：将焊有管道口锚固筋(3)和管道口螺杆(4)的管道口(2)与储存管道(1)通过焊接连接，管道口锚固筋(3)伸入钢筋笼，通过与大体积混凝土钢筋(7)绑扎固定其位置，浇筑混凝土(8)后将相变材料放入PCM材料储存管道，通过螺母(6)将管道口螺杆(4)与盖板(5)栓接密封PCM材料储存管道，待混凝土养护完成后，打开盖板(5)排出相变材料，在PCM材料储存管道中浇筑混凝土(8)。
2.根据权利要求1所述的一种降低大体积混凝土水化热温度的PCM材料储存管道，其特征在于：所述的储存管道(1)采用Q235钢材，管道厚度不小于10mm，管道外径不小于200mm。
3.根据权利要求1所述的一种降低大体积混凝土水化热温度的PCM材料储存管道，其特征在于：所述的管道口(2)为方形，采用Q235钢材，厚度取不小于20mm，边长不小于300mm，预留与储存管道(1)直径相同的洞口。
4.根据权利要求1所述的一种降低大体积混凝土水化热温度的PCM材料储存管道，其特征在于：所述的管道口锚固筋(3)采用Q235钢筋，直径不小于20mm，长度不小于150mm。
5.根据权利要求1所述的一种降低大体积混凝土水化热温度的PCM材料储存管道，其特征在于：所述的管道口螺杆(4)采用45号钢，直径为20mm，长度50mm。
6.根据权利要求1所述的一种降低大体积混凝土水化热温度的PCM材料储存管道，其特征在于：所述的盖板(5)为方形，采用Q235钢材，厚度不小于20mm，边长与管道口(2)一致，预留供管道口螺杆(4)穿过的螺栓孔，但要完全遮盖管道口(2)洞口。
7.根据权利要求1所述的一种降低大体积混凝土水化热温度的PCM材料储存管道，其特征在于：所述的大体积混凝土钢筋(7)和混凝土(8)依旧图纸要求选择。
8.根据权利要求1所述的一种降低大体积混凝土水化热温度的PCM材料储存管道，其特征在于：所述的在PCM材料储存管道中浇筑混凝土(8)与结构要求混凝土(8)强度一致。
9.利用权利要求1-8任意一项所述的PCM材料储存管道进行的施工方法，其特征在于，其施工方法如下：
第一步：工厂预制储存管道、管道口、盖板；盖板制作时预留管道口螺杆孔洞，管道口制作时预留储存管道孔洞，将管道口螺杆和管道口锚固筋与管道口焊接后，将储存管道和管道口焊接；
第二步：现场装配；大体积混凝土支模和绑扎钢筋笼预留PCM材料储存管道孔洞，将在工厂制作好的PCM材料储存管道，通过管道口上的锚固筋与大体积混凝土中的钢筋绑扎固定位置；
第三步：对大体积混凝土进行混凝土浇筑，浇筑完成后将相变材料注入PCM材料储存管道，将盖板通过栓接与管道口密封；
第四步：混凝土养护完成后，打开盖板，排出相变材料，在PCM材料储存管中浇筑混凝土并进行养护。
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