CN111794536A - 一种岩壁吊车梁混凝土温控方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种岩壁吊车梁混凝土温控方法、装置及系统。外部供水通过补给水管注入到加热水箱内，加热后注入恒温水箱内，通过管道泵、进水管至岩壁吊车梁混凝土的端头，连接洒水花管铺设至混凝土表面，在岩壁吊车梁修筑围堰，在进水管的另一端预留排水孔连接回水管，水回流至加热水箱内，形成温控养护水的循环系统，混凝土仓面的上部覆盖一层塑料膜和棉被形成保温隔热层。通过调整水温来调整混凝土表面温度，使混凝土的内外温度差小于20℃，这样混凝土内外温差通过对混凝土外部进行保温蓄热、有机热传递介质封闭来保证水化热持续均匀散发，以减少因温差过大导致混凝土内部出现裂缝；外部通过隔离保湿、延长水养时长减少表面干缩裂缝的产生。

Description

一种岩壁吊车梁混凝土温控方法、装置及系统

技术领域

本申请涉及地下厂房岩壁吊车梁混凝土技术领域，特别涉及一种岩壁吊车梁混凝土温控方法、装置及系统。

背景技术

岩壁吊车梁是地下厂房施工中难度最大、质量要求最高的部位，岩壁吊车梁混凝土成型质量直接关系到桥式起重机的运行安全。因此，岩壁吊车梁的裂缝减少有利于桥式起重机的运行安全，然而这样的混凝土影响其裂缝产生的主要因素为温度裂缝，在以往的地下厂房等大型洞室的岩壁吊车梁混凝土施工中采用了温控措施，通常采用预埋冷却水管，通水冷却的方法，通过调节水温调节混凝土内部温度，使其与混凝土表面温度差小于设计及规范要求。但是通过调查很多大型地下工程岩壁吊车梁混凝土浇筑后的裂缝情况，均出现不同程度的裂缝，此种方法预埋至混凝土内的冷却水管在混凝土施工过程中容易破坏，影响混凝土振捣，且增加一定的经济成本。

发明内容

本申请的目的在于提供一种岩壁吊车梁混凝土温控方法、装置及系统，以解决现有大型地下洞室岩壁吊车梁混凝土施工时出现过多裂缝，影响结构安全的问题。

第一方面，根据本申请的实施例，提供了一种岩壁吊车梁混凝土温控系统，所述岩壁吊车梁混凝土包括数仓混凝土，所述系统包括测温机构、温水循环机构和保温暖棚机构；

所述测温机构包括表面温度计和中心温度计，所述表面温度计埋设于每仓混凝土中心断面上且靠近每仓混凝土的上表面，所述中心温度计埋设于每仓混凝土中心断面的中心位置；

所述保温暖棚机构包括洒水花管、围堰、塑料膜和保温棉被，所述围堰设于所述岩壁吊车梁混凝土上表面的四边，所述洒水花管设于所述围堰的上方，所述塑料膜覆盖并固定于所述岩壁吊车梁混凝土上表面和所述洒水花管的上方，所述保温棉被铺设于所述塑料膜上；

所述温水循环机构包括补给水管、加热水箱、连接管、恒温水箱、管道泵、进水管、回水管、温控线路和电气控制柜，所述恒温水箱与所述洒水花管通过所述进水管连接，所述管道泵设于所述进水管上，所述加热水箱与所述恒温水箱通过所述连接管连接，所述回水管和所述补给水管分别与所述加热水箱连接，所述围堰的一端设有排水孔，所述回水管与所述排水孔连接，所述加热水箱和所述恒温水箱内均设有温度传感器和数个电热棒；

所述表面温度计和所述中心温度计分别通过所述温控线路与所述电气控制柜连接，所述电热棒、所述温度传感器和所述管道泵分别与所述电气控制柜连接。

进一步地，所述表面温度计埋设深度为5-15cm。

进一步地，所述排水孔距离所述岩壁吊车梁混凝土上表面的高度不小于3cm。

进一步地，所述系统还包括分水阀和回水恒压水阀，所述分水阀设于所述进水管上，所述回水恒压水阀的一端与所述分水阀连接，所述回水恒压水阀的另一端与所述恒温水箱连接。

进一步地，所述洒水花管上间隔设有数个洒水孔。

进一步地，所述连接管靠近所述恒温水箱和所述加热水箱的上表面。

进一步地，与所述洒水花管同侧的围堰倾斜设置。

第二方面，根据本申请的实施例，提供了一种岩壁吊车梁混凝土温控方法，所述混凝土包括数仓混凝土，所述方法包括：

实时监测每仓混凝土的表面温度和中心温度，所述表面温度由表面温度计测定，所述中心温度由中心温度计测定；

判断是否至少有一仓混凝土的中心温度与表面温度的差值大于预设值；

如果至少有一仓混凝土的中心温度与表面温度的差值大于预设值，调节恒温水箱的恒温设定温度和加热水箱的限定温度，其中，所述恒温设定温度小于所述中心温度且大于所述中心温度与所述预设值的差值，所述限定温度低于所述恒温设定温度；

当恒温水箱的水温达到所述恒温设定温度时，启动管道泵，以使恒温水箱内的水流向岩壁吊车梁混凝土的上表面。

第三方面，根据本申请的实施例，提供了一种岩壁吊车梁混凝土温控装置，所述混凝土包括数仓混凝土，所述装置包括：

监测单元，用于实时监测每仓混凝土的表面温度和中心温度，所述表面温度由表面温度计测定，所述中心温度由中心温度计测定；

判断单元，用于判断是否至少有一仓混凝土的中心温度与表面温度的差值大于预设值；

调节单元，用于如果至少有一仓混凝土的中心温度与表面温度的差值大于预设值，调节恒温水箱的恒温设定温度和加热水箱的限定温度，其中，所述恒温设定温度小于所述中心温度且大于所述中心温度与所述预设值的差值，所述限定温度低于所述恒温设定温度；

启动单元，用于当恒温水箱的水温达到所述恒温设定温度时，启动管道泵，以使恒温水箱内的水流向岩壁吊车梁混凝土的上表面。

由以上技术方案可知，本申请实施例提供一种岩壁吊车梁混凝土温控方法、装置及系统。在本申请中，加热水箱及恒温水箱的设置给岩壁吊车梁的温控养护提供了循环水，外部的供水通过补给水管注入到加热水箱内，加热后注入至恒温水箱内，通过管道泵、进水管至岩壁吊车梁一仓混凝土的端头，连接洒水花管铺设至混凝土表面，在岩壁吊车梁混凝土的两侧端头修筑围堰，在进水管的另一端预留排水孔连接回水管，水回流至加热水箱内，形成了温控养护水的循环系统，混凝土仓面的上部覆盖一层塑料膜，再覆盖棉被形成保温隔热层。混凝土的中心位置埋设温度计，监测混凝土内部温升，混凝土的外露面埋设温度计，监测混凝土表面温度，通过随时调整水温来调整混凝土表面温度，使混凝土的内外温度差小于20℃，这样混凝土内外温差通过对混凝土外部进行保温蓄热、有机热传递介质封闭来保证水化热持续均匀散发，以减少因温差过大导致混凝土内部出现裂缝；外部通过隔离保湿、延长水养时长减少表面干缩裂缝的产生。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据本申请实施例示出的一种岩壁吊车梁混凝土温控系统的立体结构示意图；

图2为根据本申请实施例示出的一种岩壁吊车梁混凝土温控系统的俯视图；

图3为根据本申请实施例示出的一种岩壁吊车梁混凝土的截面图；

图4为根据本申请实施例示出的一种岩壁吊车梁混凝土温控方法流程图；

图5为根据本申请实施例示出的一种岩壁吊车梁混凝土温控装置的结构框图。

图示说明：

其中，1-岩壁吊车梁混凝土，2-表面温度计，3-中心温度计，4-围堰，5-洒水花管，6-塑料膜，7-保温棉被，8-补给水管，9-加热水箱，10-连接管，11-恒温水箱，12-管道泵，13-分水阀，14-回水恒压水阀，15-进水管，16-排水孔，17-回水管，18-温控线路，19-电气控制柜，20-温度传感器，21-电热棒。

具体实施方式

参阅图1至图3，本申请实施例提供了一种岩壁吊车梁混凝土温控系统，所述岩壁吊车梁混凝土1包括数仓混凝土，所述温控系统包括测温机构、温水循环机构和保温暖棚机构；

所述测温机构包括表面温度计2和中心温度计3，所述表面温度计2埋设于每仓混凝土中心断面上且靠近每仓混凝土的上表面，所述中心温度计3埋设于每仓混凝土中心断面的中心位置；

进一步地，岩壁吊车梁混凝土1在浇筑前埋设NZWD型电阻式温度计。电阻式温度计适用于长期埋设在水工结构物或其它岩土工程结构物内或表面，测量结构物内部或表面的温度。每仓温度计总计2支、均布置在仓位中心断面上，其中，表面温度计2埋深靠近混凝土的上表面，中心温度计3埋设高程为混凝土中心位置。

进一步地，所述表面温度计2埋设深度为5-15cm。表面温度计2埋设深度实际上是表面温度计2与岩壁吊车梁混凝土1上表面的距离。表面温度计2埋设过深或过浅均不能很好的代表混凝土的表面温度，当埋设深度为5-15cm时，表面温度计2所测得的温度能更好地体现混凝土的表面温度。

所述保温暖棚机构包括围堰4、洒水花管5、塑料膜6和保温棉被7，所述围堰4设于所述岩壁吊车梁混凝土1上表面的四边，所述洒水花管5设于所述围堰4的上方，所述塑料膜6覆盖并固定于所述岩壁吊车梁混凝土1上表面和所述洒水花管5的上方，所述保温棉被7铺设于所述塑料膜6上。

其中，塑料膜6覆盖并固定于岩壁吊车梁混凝土1上表面和洒水花管5的上方的目的在于将洒水花管5流出的水罩在塑料膜6与岩壁吊车梁混凝土1之间并形成一个密闭结构，可对岩壁吊车梁混凝土1上表面的养护水起到一定保温作用，而塑料膜6上铺设保温棉被可进一步提升保温效果。

进一步地，可在每一仓混凝土外露面利用水泥围成围堰4，围堰4高度10cm，也可在混凝土表面两侧布设截水围堰4形成水池。

进一步地，洒水花管5采用DN25mm塑料管制作，塑料管具有自重轻、耐腐蚀、耐压强度高、卫生安全、水流阻力小、节约能源、节省金属、改善生活环境、使用寿命长、安装方便等优点。

进一步地，所述洒水花管5上间隔设有数个洒水孔。例如，洒水花管5上每隔15cm钻设洒水孔。洒水孔的设置可使恒温水箱11内的水同时注入岩壁吊车梁混凝土1的多个位置，提高改变岩壁吊车梁混凝土1表面温度的效率，从而减少因温差过大导致混凝土内部出现裂缝。

进一步地，与所述洒水花管5同侧的围堰4倾斜设置。与所述洒水花管5同侧的围堰4倾斜设置可使洒水花管5内流出的水沿着倾斜角度注入围堰形成的水池中。

温水自动循环机构在岩壁吊车梁混凝土1初凝3h后开始进行岩壁吊车梁混凝土养护。

所述温水循环机构包括补给水管8、加热水箱9、连接管10、恒温水箱11、管道泵12、进水管15、回水管17、温控线路18和电气控制柜19，所述恒温水箱11与所述洒水花管5通过所述进水管15连接，所述管道泵12设于所述进水管15上，所述加热水箱9 与所述恒温水箱11通过所述连接管10连接，所述回水管17和所述补给水管8分别与所述加热水箱9连接，所述围堰4的一端设有排水孔16，所述回水管17与所述排水孔16 连接，所述加热水箱9和所述恒温水箱11内均设有温度传感器20和数个电热棒21；

其中，补给水管8是从供水管接引的，用于将水供给加热水箱9。补给水管8采用DN50mm尼龙管制作。尼龙管便于拆装固定。

进一步地，加热水箱9内布置6个电热棒21、加热功率总计24KW，内部设置温度传感器20。恒温水箱11内布置3个电热棒21、恒温功率总计12KW，内部设置温度传感器20确保水温恒定，恒温水箱11和加热水箱9采用5mm厚Q235钢板制作，水箱体积为8.0m³。

其中，加热水箱9的温度应略小于恒温水箱11的恒温设定温度。加热水箱9可以使外部供水和回水管17流入的水快速升温至接近恒温设定温度，自流到恒温水箱11后可快速维持住恒温水箱11内的水温，避免由于外部供水和回水管17流入的水直接进入恒温水箱11导致恒温水箱11内的水温极速下降，以致于恒温水箱11内水温迟迟达不到恒温设定温度，管道泵12关闭，温水循环被迫终止，从而无法对混凝土起到温水养护的目的。

进一步地，所述连接管10靠近所述恒温水箱11和所述加热水箱9的上表面。当管道泵12启动后，恒温水箱11的水位下降，由于恒温水箱11和加热水箱9连通，加热水箱9的水会自流至恒温水箱11内，从而使管道泵12持续将水输送至混凝土表面。连接管10越贴近恒温水箱11和加热水箱9的上表面，恒温水箱11和加热水箱9储水能力和供水能力越强。

进一步地，所述系统还包括分水阀13和回水恒压水阀14，所述分水阀13设于所述进水管15上，所述回水恒压水阀14的一端与所述分水阀13连接，所述回水恒压水阀 14的另一端与所述恒温水箱11连接。

具体地，恒温水箱11内布置管道泵12，管道泵12连接分水阀13，分水阀13采用DN200mm钢管制作，外侧设置4个三通阀门，1-2个三通阀门控制水压力，一个三通阀门作为备用，一个三通阀门作为供水，由三通阀门连接进水管15与洒水花管5相接向养护仓面注水。为保证注水压力要求，在分水阀13处设置2～3个水管作为回水恒压水阀 14。

进一步地，所述排水孔16距离所述岩壁吊车梁混凝土1上表面的高度不小于3cm。排水孔16的孔径为25mm，回水管17一端伸至排水孔16内固定，另一端连接至加热水箱9。每仓混凝土外露面注水前预留回水管17位置后，将其余孔洞均采用木塞封死。用于养护水挡水的围堰4设置时控制预埋回水管17深度不小于3cm，洒水花管5铺设在混凝土表面进行注水，注水时保证混凝土表面流水深度不小于3cm，可防止循环水循环使用时水温流失过大。

所述表面温度计2和所述中心温度计3分别通过所述温控线路18与所述电气控制柜 19连接，所述电热棒21、所述温度传感器20和所述管道泵12分别与所述电气控制柜 19连接；

使用时，在每仓混凝土厚度的中心及表面埋设温度计；在岩壁吊车梁混凝土1表面铺设洒水花管5、两端水泥围堰4截挡形成表面蓄水；在岩壁吊车梁混凝土1表面覆盖塑料膜6、保温棉被7对混凝土外部进行保温蓄热、有机热传递介质封闭来保证水化热持续均匀散发。所述的加热水箱、恒温水箱通过加热系统对循环养护水温进行调节，使通过监测的混凝土内外温差小于20℃，以减少因温差过大导致混凝土内部出现裂缝，外部通过隔离保湿、延长水养时长减少表面干缩裂缝的产生。人为进行混凝土表面及中心温度监测，通过调节混凝土表面水温，使混凝土表面温度与中心温度差小于20℃，直至养护28天。

工作时，当岩壁吊车梁混凝土1的表面温度计2和中心温度计3通过温控线路18将温度传递给电气控制柜19，电气控制柜19计算温差大于20℃时，需要改变恒温水箱11 的水温，控制电热棒21自动加热，恒温水箱11内的温度通过温度传感器20传递给电气控制柜19。当恒温水箱11的温度达到一定温度后，启动管道泵12，将升温后的水注入岩壁吊车梁混凝土1的表面，注水后岩壁吊车梁混凝土1表面的水通过回水管17注入到加热水箱9内，经过加热水箱9内电热棒21二次加热后通过连接管10自流进入恒温水箱11内，通过以上方式完成温水自动循环。

参阅图4，本申请实施例提供了一种岩壁吊车梁混凝土温控方法，所述混凝土包括数仓混凝土，所述方法包括：

步骤S1：实时监测每仓混凝土的表面温度和中心温度，所述表面温度由表面温度计测定，所述中心温度由中心温度计测定；

步骤S2：判断是否至少有一仓混凝土的中心温度与表面温度的差值大于预设值；

其中，预设值为20℃。

步骤S3：如果至少有一仓混凝土的中心温度与表面温度的差值大于预设值，调节恒温水箱的恒温设定温度和加热水箱的限定温度，其中，所述恒温设定温度小于所述中心温度且大于所述中心温度与所述预设值的差值，所述限定温度低于所述恒温设定温度；

例如：有一仓混凝土的中心温度为59℃，表面温度为37℃，中心温度与表面温度的差值为22℃，该差值大于预设20℃。调节恒稳水箱的恒温设定温度，该恒温设定温度应该小于中心温度59℃，还要大于中心温度59℃与预设值20℃的差值39℃，也就是说，此时恒温设定温度应为39-59℃。如果恒温设定温度设为40℃，加热水箱的限定温度可设置为38-39℃，以便加热水箱内的水进入恒温水箱后可快速升温至40℃。

步骤S4：当恒温水箱的水温达到所述恒温设定温度时，启动管道泵，以使恒温水箱内的水流向岩壁吊车梁混凝土的上表面。

参阅图5，本申请实施例提供了一种岩壁吊车梁混凝土温控装置，所述混凝土包括数仓混凝土，所述装置包括：

监测单元101，用于实时监测每仓混凝土的表面温度和中心温度，所述表面温度由表面温度计测定，所述中心温度由中心温度计测定；

判断单元102，用于判断是否至少有一仓混凝土的中心温度与表面温度的差值大于预设值；

调节单元103，用于如果至少有一仓混凝土的中心温度与表面温度的差值大于预设值，调节恒温水箱的恒温设定温度和加热水箱的限定温度，其中，所述恒温设定温度小于所述中心温度且大于所述中心温度与所述预设值的差值，所述限定温度低于所述恒温设定温度；

启动单元104，用于当恒温水箱的水温达到所述恒温设定温度时，启动管道泵，以使恒温水箱内的水流向岩壁吊车梁混凝土的上表面。

由以上技术方案可知，本申请实施例提供一种岩壁吊车梁混凝土温控方法、装置及系统。在本申请中，加热水箱9及恒温水箱11的设置给岩壁吊车梁的温控养护提供了循环水，外部的供水通过补给水管8注入到加热水箱9内，加热后注入至恒温水箱11内，通过管道泵12、进水管15至岩壁吊车梁一仓混凝土的端头，连接洒水花管5铺设至混凝土表面，在岩壁吊车梁混凝土1的两侧端头修筑围堰4，在进水管15的另一端预留排水孔16连接回水管17，水回流至加热水箱9内，形成了温控养护水的循环系统，混凝土仓面的上部覆盖一层塑料膜6，再覆盖保温棉被7形成保温隔热层。混凝土的中心位置埋设温度计，监测混凝土内部温升，混凝土的外露面埋设温度计，监测混凝土表面温度，通过随时调整水温来调整混凝土表面温度，使混凝土的内外温度差小于20℃，这样混凝土内外温差通过对混凝土外部进行保温蓄热、有机热传递介质封闭来保证水化热持续均匀散发，以减少因温差过大导致混凝土内部出现裂缝；外部通过隔离保湿、延长水养时长减少表面干缩裂缝的产生。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (9)

1.一种岩壁吊车梁混凝土温控系统，所述岩壁吊车梁混凝土包括数仓混凝土，其特征在于，所述系统包括测温机构、温水循环机构和保温暖棚机构；

所述测温机构包括表面温度计和中心温度计，所述表面温度计埋设于每仓混凝土中心断面上且靠近每仓混凝土的上表面，所述中心温度计埋设于每仓混凝土中心断面的中心位置；

所述保温暖棚机构包括洒水花管、围堰、塑料膜和保温棉被，所述围堰设于所述岩壁吊车梁混凝土上表面的四边，所述洒水花管设于所述围堰的上方，所述塑料膜覆盖并固定于所述岩壁吊车梁混凝土上表面和所述洒水花管的上方，所述保温棉被铺设于所述塑料膜上；

所述温水循环机构包括补给水管、加热水箱、连接管、恒温水箱、管道泵、进水管、回水管、温控线路和电气控制柜，所述恒温水箱与所述洒水花管通过所述进水管连接，所述管道泵设于所述进水管上，所述加热水箱与所述恒温水箱通过所述连接管连接，所述回水管和所述补给水管分别与所述加热水箱连接，所述围堰的一端设有排水孔，所述回水管与所述排水孔连接，所述加热水箱和所述恒温水箱内均设有温度传感器和数个电热棒；

所述表面温度计和所述中心温度计分别通过所述温控线路与所述电气控制柜连接，所述电热棒、所述温度传感器和所述管道泵分别与所述电气控制柜连接。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述表面温度计埋设深度为5-15cm。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述排水孔距离所述岩壁吊车梁混凝土上表面的高度不小于3cm。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括分水阀和回水恒压水阀，所述分水阀设于所述进水管上，所述回水恒压水阀的一端与所述分水阀连接，所述回水恒压水阀的另一端与所述恒温水箱连接。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述洒水花管上间隔设有数个洒水孔。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述连接管靠近所述恒温水箱和所述加热水箱的上表面。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，与所述洒水花管同侧的围堰倾斜设置。

8.一种岩壁吊车梁混凝土温控方法，所述混凝土包括数仓混凝土，其特征在于，所述方法包括：

实时监测每仓混凝土的表面温度和中心温度，所述表面温度由表面温度计测定，所述中心温度由中心温度计测定；

判断是否至少有一仓混凝土的中心温度与表面温度的差值大于预设值；

如果至少有一仓混凝土的中心温度与表面温度的差值大于预设值，调节恒温水箱的恒温设定温度和加热水箱的限定温度，其中，所述恒温设定温度小于所述中心温度且大于所述中心温度与所述预设值的差值，所述限定温度低于所述恒温设定温度；

当恒温水箱的水温达到所述恒温设定温度时，启动管道泵，以使恒温水箱内的水流向岩壁吊车梁混凝土的上表面。

9.一种岩壁吊车梁混凝土温控装置，所述混凝土包括数仓混凝土，其特征在于，所述装置包括：

监测单元，用于实时监测每仓混凝土的表面温度和中心温度，所述表面温度由表面温度计测定，所述中心温度由中心温度计测定；

判断单元，用于判断是否至少有一仓混凝土的中心温度与表面温度的差值大于预设值；

调节单元，用于如果至少有一仓混凝土的中心温度与表面温度的差值大于预设值，调节恒温水箱的恒温设定温度和加热水箱的限定温度，其中，所述恒温设定温度小于所述中心温度且大于所述中心温度与所述预设值的差值，所述限定温度低于所述恒温设定温度；

启动单元，用于当恒温水箱的水温达到所述恒温设定温度时，启动管道泵，以使恒温水箱内的水流向岩壁吊车梁混凝土的上表面。

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