CN112497453A

CN112497453A - 水泥电加热复合模板无腐蚀液体导热介质及保温控制装置

Info

Publication number: CN112497453A
Application number: CN201911172391.4A
Authority: CN
Inventors: 张剑; 王东林; 何鸣; 赵希娟; 韩宇栋; 王霜; 叶瑞丰
Original assignee: Central Research Institute of Building and Construction Co Ltd MCC Group; China Jingye Engineering Corp Ltd
Current assignee: Central Research Institute of Building and Construction Co Ltd MCC Group; China Jingye Engineering Corp Ltd
Priority date: 2019-09-16
Filing date: 2019-11-26
Publication date: 2021-03-16

Abstract

本发明提供一种水泥电加热复合模板无腐蚀液体导热介质，其由钼酸钠、磷酸氢二钠和水按照7:3:50的重量比搅拌而成，或者由钼酸钠、磷酸氢二钠、三乙醇胺和水按照1:1:0.42:50的重量比搅拌而成。本发明还提供水泥负温水化反应远程保温控制装置，包括电加热复合模板、电加热带、温度传感器、温度模拟信号变送器、交流接触器和三相无极调压数字调功器，无腐蚀液体导热介质灌注在电加热复合模板的空腹内，电加热带和温度传感器也安装在电加热复合模板的空腹内，多个温度传感器经温度模拟信号变送器、三相无极调压数字调功器及交流接触器控制电加热带的加热和保温，从而节省电能、提高精度、保证水泥水化所需要的温度，延长电加热复合模板的使用寿命。

Description

水泥电加热复合模板无腐蚀液体导热介质及保温控制装置

技术领域

本发明涉及一种液体导热介质及水泥保温硬化装置，尤其是一种灌注在水泥电加热复合模板无腐蚀液体导热介质及水泥负温水化反应的保温控制装置。

背景技术

众所周知，钢筋混凝土结构水泥水化反应，在冬季负温情况下，要想达到水泥水化反应温度，必须采取附加的保温蓄热措施。这对工程实际混凝土结构拆模时间非常有现实意义。

当浇筑混凝土构件外部环境温度低于0℃时候，大部分水会结成固态，降到-15℃的时候，液相水就不存在了，水化反应也就停止了。若此时添加防冻剂会使得反应水的液相水更多，冰点更低。近十多年来随着我国城市基础建设的发展，混凝土冬期施工逐渐趋于普遍，传统防冻剂已经不能满足现代冬期施工高强、高耐久性、快速施工和环保的要求。特别是，如果外加剂使用不当，如不按要求就盲目的进行添加，往往不能达到预期的效果，甚至出现质量事故。

现有技术综合蓄热法施工混凝土构件中掺入早强剂或早强型复合外加剂，使其具有减水和引气的作用。采用蒸汽养护的混凝土，可掺入早强剂或非引气型减水剂。这些措施一方面增加了混凝土防冻剂的成本，同时也间接对钢筋混凝土结构的后期耐久性产生了影响。而粗放蓄热的蒸养方式不仅会造成能源消耗，钢模板锈蚀严重，也对环境保护产生了不良影响。近年来，我国基础钢筋混凝土结构建设百年工程质量要求越来越高。原来普通蓄热方法采用的钢模板在循环使用中极易腐蚀生锈，缩短了钢模板的使用寿命，增加了能源消耗。

因此，在混凝土凝固过程中，尤其是在负温条件下控制好水化温度，才能提高混凝土凝结硬化的质量。而在现有技术中，虽然采用加温和保温材料对水泥水化和凝固过程进行了温度控制，但由于没有随时测温措施，不能对水泥水化过程进行动态控制，尤其是测温精度不高，不能实行多点微量控制，因此影响了混凝土凝结硬化的质量，也浪费了人力管理成本和加温恒温所用的电力能源。为尽量减少各种外加剂的掺入，保证钢筋混凝土的纯洁和耐久性，需要设计一种新的水泥负温水化温度控制装置及对钢模板没有腐蚀作用的液体导热介质。

发明内容

本发明的目的是：提供一种水泥电加热复合模板无腐蚀液体导热介质，将其灌注在钢制复合模板的空腔内，在起到良好导热性能的同时对钢制复合模板没有腐蚀作用，延长其使用寿命。

上述水泥电加热复合模板无腐蚀液体导热介质，由钼酸钠、磷酸氢二钠和水搅拌而成，其钼酸钠、磷酸氢二钠及水的重量比为7:3:50。

可选地，在所述的无腐蚀液体导热介质中加入三乙醇胺，其钼酸钠、磷酸氢二钠、三乙醇胺和水的重量比为1:1:0.42:50。

本发明还提供一种由电加热复合模板和控制电路所构成的水泥负温水化反应的保温控制装置，并在其双层构造的空腔内灌注有防腐和热传导液体介质，在环境负温条件下通过电热带和控制电路对电加热复合模板内的水泥进行加温和保温，提高水泥水化质量、减少人为干预和降低能源消耗。

上述水泥负温水化反应的保温控制装置，包括电加热复合模板A和防火保温板C，防火保温板C包覆在电加热复合模板A的外部，还包括电加热带LN、温度传感器PT、温度模拟信号变送器B、交流接触器KM和三相无极调压数字调功器TGQ。电加热复合模板A为空腹构造，空腹内部灌注有液体导热介质，电加热带LN和温度传感器PT安装在电加热复合模板A的空腹内，多个温度传感器PT 经温度模拟信号变送器B与三相无极调压数字调功器TGQ的输入端相连，三相无极调压数字调功器TGQ的输出端经交流接触器KM与电加热带LN相连接。

可选地，所述的多个温度传感器(PT)为4个。

可选地，所述的电加热复合模板(A)上设有多个安全阀(F)。

可选地，所述的电加热复合模板(A)设有多个漏电断路器(DF)、高速熔断器(FU)和接地装置并与温度模拟信号变送器(B)和远程三相无极调压数字调功器(TGQ)相连接。

本发明的优点是：1、无腐蚀液体导电介质对钢制模板没有腐蚀作用：由于在纯净水中加入了钼酸钠、磷酸氢二钠和三乙醇胺，并且搅拌均匀，该混合液体对钢制模板没有腐蚀作用，延长了钢制电加热模板的使用寿命。

2、电加热模板的耐久性好和传热均匀：由于在空腹构造的电加热复合模板内灌装有防腐性能好和导热优良的液体传导介质，大幅度提高了电加热模板的防腐性、耐久性、热传导性、节能和环保性。

3、能够实时监测水泥水化过程的温度：由于在电加热复合模板壳体的内部安装有温度传感器，可以对电加热复合模板腔体内的水泥温度进行监测，有效掌握了水泥凝结硬化的温度变化过程，从而控制加热温度。

4、有利于提高水泥水化过程的控制精度：由于安装有三相无极调压数字调功器，可以在外界温度不断变化和空气扰动频繁时，进行调节和控制，实现自动和准确的加温和恒温控制，可以在负温环境下实现水泥0°C至20°C的无级可调，提高了水泥凝结硬化的质量。

5、节约了人力，减少了成本：由于采用三相无极调压数字调功器自动调节加热和保温功率，减少了人为操作，节约了电能。

附图说明

图1为本发明水泥负温水化反应的保温控制装置方块图。

图2为本发明电加热复合模板结构示意图。

图3为本发明水泥负温水化反应的保温控制装置电路原理图。

图中符号说明如下：

A-电加热复合模板；B-温度模拟信号变送器；C-防火保温板；

LN-电加热带；PT-温度传感器；B-温度模拟信号变送器；

TGQ-三相无级调压数字调功器；KM-交流接触器；

F-安全阀；DF-漏电断路器；FU-高速熔断器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

本发明提供一种水泥电加热复合模板无腐蚀液体导热介质，其实际应用可如图2所示，在钢制电加热复合模板A的空腔内加入由此配方配置而成的无腐蚀液体导电介质，在保证传热均匀的前提下，对钢板没有腐蚀作用。上述水泥电加热复合模板无腐蚀液体导热介质的一种配方是由钼酸钠、磷酸氢二钠和水搅拌而成，其钼酸钠、磷酸氢二钠及水的重量比为7:3:50。所用的水为纯净水，在容器中加入50千克纯净水，再加入7千克钼酸钠和3千克磷酸氢二钠，均匀搅拌20分钟并过滤后即可灌入电加热复合模板的腔体内。该液体导热介质的防锈蚀性能检测结果为：

电位检测结果：（对比甘汞电极，其中d 为时间天数）

溶液中应钼酸钠浓度＞100mg/L，磷酸氢二钠浓度＞250mg/L，用极化曲线法检测的复配效果，对A3钢的防锈率，达到99%左右，效果很好。

另一种配方由三乙醇胺，其钼酸钠、磷酸氢二钠、三乙醇胺和水搅拌而成，其钼酸钠、磷酸氢二钠、三乙醇胺和水的重量比为1:1:0.42:50。在容器中加入50千克纯净水，再加入1千克钼酸钠、3千克磷酸氢二钠和0.42千克三乙醇胺，均匀搅拌20分钟并过滤后即可灌入电加热复合模板的腔体内。该液体导热介质的防锈蚀性能检测结果为：

电位检测结果：（对比甘汞电极，其中d 为时间天数）

溶液中应钼酸盐浓度为300mg/L，三乙醇胺浓度为300mg/L，用极化曲线法检测的复配效果，对45号钢在含有CL^-的情况下复合钼酸盐，三乙醇胺协同作用时，三乙醇胺取代了金属面的吸附水，借助物理吸附、化学吸附等补充了钼酸盐吸附膜的不完整性，并在其外又形成新的吸附层，构成一层三维网格的防蚀屏障，其作用远远强于单独的钼酸盐保护层，防锈率达97.5%。

实验和检测结果证明：上述三种化学成分具有优异的防锈蚀性和耐久性，对于提升热传导性非常明显，复合钢制模板反复循环使用这些液体导热介质后不会生锈和腐蚀。

如图1、图2、图3所示的一种水泥负温水化反应的保温控制装置，包括电加热复合模板A和防火保温板C，电加热复合模板由优质钢板焊接而成，内部形状为所要制作的混凝土构件形状，例如桥梁，防火保温板C包覆在电加热复合模板A的外部，还包括电加热带LN、温度传感器PT、温度模拟信号变送器B、电加热交流接触器KM和三相无极调压数字调功器TGQ。电加热复合模板A为空腹构造，双层板壁之间的空腔内灌注有无腐蚀液体导热介质，3根10m长的电加热带LN经防水外壳固定在电加热复合模板的热传导介质内，4个温度传感器PT也安装在电加热复合模板的热传导介质内，其型号为PT1000×4，温度传感器PT经温度模拟信号变送器B与远程三相无极调压数字调功器TGQ的输入端相连，三相无极调压数字调功器TGQ的输出端经交流接触器KM的触点与电加热带LN相连接。在环境温度为负温的条件下，通过电加热带的加热和防火保温板的保温，加热温度可实现从0°C至20°C无级设定及可调。在电加热复合模板及相关感温和加热部件制作完成后，灌入液体导热介质，即可在电加热复合模板的中心区域绑筋，浇筑水泥、石子和沙子等混凝土配料，然后启动水泥负温水化反应的保温控制装置。

如图2、图3所示，在电加热复合模板内加入无腐蚀作用的液体导热介质并安装有1至3个安全阀F，以避免电加热失控后，液体导热介质外泄伤人。

如图2、图3所示，电加热复合模板A上设有多个漏电断路器DF、高速熔断器FU和接地装置并与温度模拟信号变送器B和三相无极调压数字调功器TGQ相连接，以在发生意外时断电和保护人身安全。

电路图中元器件参数如下：

上述实施例仅为一路检测和控制装置，水泥负温水化反应的保温控制装置可通过多路设置对更大体积混凝土构件进行温度检测和控制，控制电加热带的升温和保温，长期加温可达20℃，不会造成局部过热，即可保证水泥水化过程所需的温度，又不会浪费电力能源。特别是在负温情况下，克服了人工现场巡检困难和手工调控不及时的缺陷。

当本方案接入互联网或物联网，可以实现对现场加温恒温的实时检测及远程调控，保证电加热复合模板的正常运转。

在实施过程中，安装无线温度传感器，将各点的温度数据上报管理中心，管理中心服务器记录保存实时数据和历史数据，生成实时和历史数据曲线，实行无人化自动管理。无线水泥负温水化反应远程保温控制系统充分利用互联网的资源，支持WEB功能、无需安装客户端、可多客户端同时浏览监控数据、不限客户端数量，支持智能手机远程浏览无线温度传感器采集上来的实时数据，真正实现“只要网络所及，即可全面掌控”。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims

1.一种水泥电加热复合模板无腐蚀液体导热介质，其特征在于：该无腐蚀液体导热介质由钼酸钠、磷酸氢二钠和水搅拌而成，其钼酸钠、磷酸氢二钠及水的重量比为7:3:50。

2.根据权利要求1所述的水泥电加热复合模板无腐蚀液体导热介质，其特征在于：所述的水泥电加热复合模板无腐蚀液体导热介质中加入有三乙醇胺，其钼酸钠、磷酸氢二钠、三乙醇胺和水的重量比为1:1:0.42:50。

3.一种水泥负温水化反应的保温控制装置，包括电加热复合模板（A）和防火保温板（C），防火保温板包覆在电加热复合模板的外部，其特征在于：还包括电加热带(LN)、温度传感器(PT)、温度模拟信号变送器(B)、交流接触器(KM)和三相无极调压数字调功器(TGQ)；所述的电加热复合模板（A）为空腹构造，其内部灌注有权利要求1或2的水泥电加热复合模板无腐蚀液体导热介质；电加热带(LN)和温度传感器(PT)安装在电加热复合模板（A）的空腹内，多个温度传感器(PT) 经温度模拟信号变送器(B)与三相无极调压数字调功器(TGQ)的输入端相连，三相无极调压数字调功器(TGQ)的输出端经交流接触器(KM)与电加热带(LN)相连接。

4.根据权利要求3所述的水泥负温水化反应的保温控制装置，其特征在于：所述的多个温度传感器(PT)为4个。

5.根据权利要求3所述的水泥负温水化反应的保温控制装置，其特征在于：所述的电加热复合模板(A)上设有多个安全阀(F)。

6.根据权利要求3所述的水泥负温水化反应的保温控制装置，其特征在于：所述的电加热复合模板(A)设有多个漏电断路器(DF)、高速熔断器(FU)和接地装置并与温度模拟信号变送器(B)和远程三相无极调压数字调功器(TGQ)相连接。