CN115419071A - 一种大体积混凝土冷却系统及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及大体积混凝土冷却技术领域，具体为一种大体积混凝土冷却系统及施工方法，所述大体积混凝土冷却系统包括：水箱、循环水泵、稳压装置、温度监测装置、供水管道、测温装置、固定插槽、连接板及挡位环；有益效果为：通过冷却管采用PO热缩管，使所述冷却管在高温下可以产生收缩，并且在大体积混凝土本体浇筑时在冷却管外壁上涂抹润滑油，能够保证冷却管在大体积混凝土本体养护完成后顺利抽出，既能够回收利用冷却管，也不会对大体积混凝土本体结构的强度造成影响，冷却系统的冷却管在抽出后产生的管道可当作排水管和电路进行保留，便于后续的使用。

Description

一种大体积混凝土冷却系统及施工方法

技术领域

本发明涉及大体积混凝土冷却技术领域，具体为一种大体积混凝土冷却系统及施工方法。

背景技术

大体积混凝土是指混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土，在现代建筑中经常涉及大体积混凝土，大体积混凝土由于结构尺寸较大，导热系数较低，由胶凝材料水化产生的水化热不能快速散失，会导致混凝土内部温度过高并且使混凝土内外温差增大，致使混凝土内部产生裂纹，影响结构的强度和耐久性。

现有技术中关于大体积混凝土施工和养护的温度控制方法主要是在混凝土内预埋冷却管，使用水冷却装置进行降温，但是现有的水冷却降温装置冷却管排布方式多为均匀布置，并且人工每隔30～60分钟根据测温数据对冷却管的水温和流量进行一次调节，这种不能根据混凝土的温度变化及时的对冷却管的水温和流量进行调整，降温方法的效果不够理想，操作繁琐且降温效率低下；并且每个冷却回路只设置有一个进水口和出水口，冷却水必须经过整个冷却回路，冷却精度较低，不能起到很好的降温作用；冷却装置的冷却管均埋置在混凝土的内部，在使用完成后无法将其从混凝土内部取出，只能将外部管道切断，这种方法在施工完成后既浪费了人工和材料，残留在混凝土内部的冷却管还会对混凝土的强度造成影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大体积混凝土冷却系统及施工方法，以解决大体积混凝土施工冷却管留在混凝土内部的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种大体积混凝土冷却系统，所述大体积混凝土冷却系统包括：

水箱，设置在大体积混凝土本体外侧；

循环水泵，设置在大体积混凝土本体外侧；

稳压装置，设置在循环水泵一侧，且通过管道与水箱连接，且循环水泵与稳压装置为一体式；

温度监测装置，设置在大体积混凝土本体内部；

供水管道，包括进水管、冷却管、连接管和回水管，进水管一端与循环水泵相连接，另一端与冷却管连接，且冷却管设置有多组，两组冷却管通过连接管连接，且连接管设置在大体积混凝土本体外侧，冷却管穿过大体积混凝土本体设置，回水管一端与冷却管连接，另一端与水箱连接，进水管和回水管上均设置有阀门，用于控制管道的开闭；

测温装置，设置在所述进水管和回水管的端部，用于测量进水温度和出水温度；

固定插槽，开设在冷却管靠近连接管一侧表面；

连接板，固定在固定插槽最里侧表面居中；及

挡位环，套接在冷却管外侧表面。

优选的，所述大体积混凝土本体外侧设置有控制电脑，且水箱内设置有控温装置，用于调整水箱内的水温；所述水箱内的控温装置、进水管和回水管端部的测温装置和循环水泵与稳压装置均可通过控制端电脑进行实时监控，且冷却管采用PO热缩管。

优选的，所述连接管呈“U”字形结构，且连接管靠近冷却管一端表面设置有第一插板、第二插板和第三插板，第一插板内径等于连接管内径，第一插板外径等于冷却管内径，第二插板直径大于第一插板直径且小于第三插板直径，且第二插板与第三插板均与固定插槽配合，且连接板位于第二插板及连接板之间。

优选的，所述第三插板外侧表面设置有多组密封条，且密封条呈线性分布，固定插槽靠近第二插板内径一侧表面开设有密封槽，且密封槽内部设置有密封圈与第二插板配合密封。

优选的，所述第二插板与第三插板之间设置有顶持板和顶持弹簧，且顶持弹簧一端与顶持板连接，另一端与连接管连接，且当冷却管与连接管连接时，连接板顶持顶持板使得顶持弹簧处于压缩状态。

优选的，所述连接板两侧表面均开设有限位槽，且限位槽横截面呈“匚”字形结构，第二插板或第三插板靠近连接板一侧表面设置有限位块与限位槽配合对冷却管限位。

优选的，所述第二插板或第三插板靠近连接板一侧表面开设有限位顶持槽，且限位顶持槽横截面呈“匚”字形结构，且限位顶持槽内部设置有限位顶持弹簧，限位顶持弹簧一端与限位块连接，另一端与限位顶持槽连接，且限位块与限位顶持弹簧连接一端插接在限位顶持槽内部，且限位顶持弹簧始终处于压缩状态。

优选的，所述连接管表面居中套设有活动环，且连接管表面居中开设有转动限位槽，转动限位槽内部设置有转动限位块，且转动限位块与活动环内壁连接，且转动限位槽与转动限位块横截面均呈“T”字形结构。

优选的，所述转动限位槽两侧表面均开设有牵引固定槽，且转动限位块两端均连接有牵引绳，且牵引绳另一端穿过牵引固定槽、连接管、第二插板及第三插板且与限位块居中连接。

一种大体积混凝土冷却系统的施工方法，包括以下步骤：

施工准备：垫层施工、钢筋绑扎、模板安装与冷却系统的装置准备和组装，模板上设置有预留孔洞，用于后续冷却系统的冷却管的安装，预留孔洞的大小与冷却系统冷却管的外径相匹配；

在大体积混凝土本体内部布置冷却管：冷却管在平行于大体积混凝土本体高度方向上采用分层布置的方法，冷却管的分层数量根据大体积混凝土本体的竖向高度进行确定，竖直方向上底层的冷却管距大体积混凝土本体底部～mm，顶层的冷却管距大体积混凝土本体顶部～mm，每层冷却管之间的竖向间距为～mm，每层冷却管在平行于大体积混凝土本体的宽度方向布置有多段，位于边缘的冷却管距大体积混凝土本体边缘距离为～mm，平行布置的每段冷却管之间的间距为～mm，每段冷却管的两端外露于大体积混凝土本体两侧～mm，且通过挡位环对冷却管轴向限位，冷却管在大体积混凝土本体宽度方向的截面上呈交叉式布置，越靠近大体积混凝土本体内部冷却管可布置的越紧密，保证大体积混凝土本体内部的热量能够快速的被冷却水带出，冷却管安装时通过钢筋骨架和模板上的预留孔洞进行固定，保证混凝土浇筑时冷却管的位置不发生变化；

将冷却管与冷却系统连接：首先将冷却管与连接管连接，通过将活动环顺时针转动，从而带动牵引绳收紧，通过牵引绳带动限位块进入限位顶持槽内部，然后通过连接管与冷却管对齐，使得第二插板与第三插板插接在固定插槽内部，此时连接板位于第二插板与第三插板内部，且连接板顶持顶持板将顶持弹簧压缩，密封条与密封圈配合对冷却管和连接管连接处密封，松开活动环，则限位顶持弹簧顶持限位块进入限位槽内部，从而对冷却管与连接管连接限位，并且顶持弹簧顶持顶持板将冷却管向外侧推动，使得限位块与限位槽始终接触限位，完成对连接管的安装，反之则对连接管拆卸，并且通过简单转动即可完成两组冷却管与一组连接管的连接，提高了对连接管的拆装效率，冷却管通过连接管构成一个冷却回路，所构成的冷却回路宽度为～mm，两端与所述进水管和回水管直接相连接；所述冷却系统连接完成后，需在所述冷却系统的管道内充满冷却水并将进水管和回水管上的阀门关闭，既保证在大体积混凝土本体浇筑时所述冷却管的体积不发生变化，又能提前对大体积混凝土本体内部温度进行控制；

浇筑大体积混凝土本体并在施工时安装温度监测装置：大体积混凝土本体在浇筑时采用分层或分块浇筑的方法进行施工，当层间间歇时间超过混凝土初凝时间时，各施工段之间的结合需按照施工缝进行处理，这种方式能充分散发大体积混凝土本体中胶凝材料水化产生的水化热，大体积混凝土本体浇筑时应在冷却管的外壁上涂抹润滑油，便于后续冷却管的回收，温度监测装置的测点布置在每层混凝土的中心和中心对应的侧边位置和容易散发热量的拐角处，每个平面位置测温点在竖向设置有三个测温点，分别布置在大体积混凝土本体的上、中、下位置，上下测温点均位于大体积混凝土本体表面～mm处，温度监测装置在施工时需要将测温套管固定在测温点平面位置上，并在测温套管内部放置温度监测装置，在大体积混凝土本体施工和振捣时不能直接冲击和触及测温套管，温度监测装置可通过无线连接至冷却装置的控制端电脑，便于对混凝土内部温度进行实时监控；

启动冷却系统：待混凝土初凝后启动冷却系统，启动时应根据温度监测装置监测到的大体积混凝土本体的内部最高温度对冷却水的水温进行控制，进水温度与大体积混凝土本体的最高温度之差应控制在～℃；所述进水管水温通过水箱内的控温装置进行调节，使用时可通过控制端电脑进行手动或自动调节；

调整养护：通过大体积混凝土本体内预埋的温度监测装置和进水管与回水管端部的测温装置对大体积混凝土本体内部和表面温度、进水管的进水温度和回水管的出水温度进行监控，并通过水箱内的控温装置调整进水管的水温，通过循环水泵和稳压装置对每层冷却管的流量进行控制，进水管进水温度与大体积混凝土本体的最高温度之差应控制在～℃，回水管的出水温度与进水管的进水温度之差应控制在～℃，大体积混凝土本体的降温速率不大于℃/d，大体积混凝土本体的最高温度与表层温度之差不大于℃，在温差小于℃时可暂停降温作业，大体积混凝土本体拆模时，大体积混凝土本体表面与大气温差应小于℃，冷却系统可使用控制端电脑采用手动控制和自动控制相结合的方法对水箱内的水温和每层进水管的流量进行实时调控，并且在使用时可根据大体积混凝土本体内部的温度梯度变化调整进冷却回路进水口和出水口的位置，提高大体积混凝土本体的降温精度和降温效果；

回收冷却管：大体积混凝土本体在温度控制达到要求后，向冷却管内持续通入℃以上的热水～min，使冷却管在高温下快速产生收缩，待冷却管收缩后去除冷却管两端的连接管以及挡位环，将冷却管从养护完成的大体积混凝土本体内取出；

封堵：冷却管回收完成后，将可用作排水管或电路管的管道进行保留，其他管道待大体积混凝土本体冷却后采用水泥浆液进行封堵。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过将活动环顺时针转动，从而带动牵引绳收紧，通过牵引绳带动限位块进入限位顶持槽内部，然后通过连接管与冷却管对齐，使得第二插板与第三插板插接在固定插槽内部，此时连接板位于第二插板与第三插板内部，且连接板顶持顶持板将顶持弹簧压缩，密封条与密封圈配合对冷却管和连接管连接处密封，松开活动环，则限位顶持弹簧顶持限位块进入限位槽内部，从而对冷却管与连接管连接限位，并且顶持弹簧顶持顶持板将冷却管向外侧推动，使得限位块与限位槽始终接触限位，完成对连接管的安装，反之则对连接管拆卸，并且通过简单转动即可完成两组冷却管与一组连接管的连接，提高了对连接管的拆装效率，通过采用分块施工的技术手段并在大体积混凝土本体养护时使用冷却系统，冷却系统采用多层冷却管交叉布置，并通过调节水温、流量和进出水口能够有效的对大体积混凝土本体的内部温度进行控制，能够防止内部水化热导致的结构变形，避免大体积混凝土本体内部产生裂缝，通过冷却管采用PO热缩管，使所述冷却管在高温下可以产生收缩，并且在大体积混凝土本体浇筑时在冷却管外壁上涂抹润滑油，能够保证冷却管在大体积混凝土本体养护完成后顺利抽出，既能够回收利用冷却管，也不会对大体积混凝土本体结构的强度造成影响，冷却系统在使用时可通过控制端电脑采用手动调节和自动调节相结合的方法，既节省人力又能对进水管的水温进行很好的控制，冷却系统的冷却管在抽出后产生的管道可当作排水管和电路进行保留，便于后续的使用。

附图说明

图1为本发明的立体透视结构示意图；

图2为本发明的立体透视结构示意图；

图3为本发明冷却管和连接管的立体结构示意图；

图4为本发明冷却管和连接管的局部剖视立体结构示意图；

图5为图4在A处结构的放大示意图；

图6为本发明连接管的局部剖视立体结构示意图；

图7为本发明活动环的立体结构示意图；

图8为本发明冷却管的局部立体结构示意图；

图9为本发明连接管的立体结构示意图。

图中：水箱1、循环水泵2、稳压装置3、进水管4、冷却管5、连接管6、回水管7、测温装置8、温度监测装置9、大体积混凝土本体10、挡位环11、活动环12、第一插板13、固定插槽14、第二插板15、连接板16、第三插板17、密封条18、顶持板19、顶持弹簧20、牵引绳21、限位顶持槽22、限位顶持弹簧23、限位槽24、限位块25、密封圈26、密封槽27、转动限位槽28、牵引固定槽29、转动限位块30。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案进行清楚、完整地描述，及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明实施例进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅仅用以解释本发明实施例，并不用于限定本发明实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“中”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“顶”、“底”、“侧”、“竖直”、“水平”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“一”、“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”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。

出于简明和说明的目的，实施例的原理主要通过参考例子来描述。在以下描述中，很多具体细节被提出用以提供对实施例的彻底理解。然而明显的是，对于本领域普通技术人员，这些实施例在实践中可以不限于这些具体细节。在一些实例中，没有详细地描述公知方法和结构，以避免无必要地使这些实施例变得难以理解。另外，所有实施例可以互相结合使用。

请参阅图1至图9，本发明提供一种技术方案：

一种大体积混凝土冷却系统，大体积混凝土冷却系统包括：水箱1，设置在大体积混凝土本体10外侧；循环水泵2，设置在大体积混凝土本体10外侧；稳压装置3，设置在循环水泵2一侧，且通过管道与水箱1连接，且循环水泵2与稳压装置3为一体式；温度监测装置9，设置在大体积混凝土本体10内部；供水管道，包括进水管4、冷却管5、连接管6和回水管7，进水管4一端与循环水泵2相连接，另一端与冷却管5连接，且冷却管5设置有多组，两组冷却管5通过连接管6连接，且连接管6设置在大体积混凝土本体10外侧，冷却管5穿过大体积混凝土本体10设置，回水管7一端与冷却管5连接，另一端与水箱1连接，进水管4和回水管7上均设置有阀门，用于控制管道的开闭；测温装置8，设置在所述进水管4和回水管7的端部，用于测量进水温度和出水温度；固定插槽14，开设在冷却管5靠近连接管6一侧表面；连接板16，固定在固定插槽14最里侧表面居中；及挡位环11，套接在冷却管5外侧表面。

本发明可进一步设置为，大体积混凝土本体10外侧设置有控制电脑，且水箱1内设置有控温装置，用于调整水箱1内的水温；所述水箱1内的控温装置、进水管4和回水管7端部的测温装置8和循环水泵2与稳压装置3均可通过控制端电脑进行实时监控，且冷却管5采用PO热缩管；连接管6呈“U”字形结构，且连接管6靠近冷却管5一端表面设置有第一插板13、第二插板15和第三插板17，第一插板13内径等于连接管6内径，第一插板13外径等于冷却管5内径，第二插板15直径大于第一插板13直径且小于第三插板17直径，且第二插板15与第三插板17均与固定插槽14配合，且连接板16位于第二插板15及连接板16之间。

本发明可进一步设置为，第三插板17外侧表面设置有多组密封条18，且密封条18呈线性分布，固定插槽14靠近第二插板15内径一侧表面开设有密封槽27，且密封槽27内部设置有密封圈26与第二插板15配合密封；第二插板15与第三插板17之间设置有顶持板19和顶持弹簧20，且顶持弹簧20一端与顶持板19连接，另一端与连接管6连接，且当冷却管5与连接管6连接时，连接板16顶持顶持板19使得顶持弹簧20处于压缩状态。

本发明可进一步设置为，连接板16两侧表面均开设有限位槽24，且限位槽24横截面呈“匚”字形结构，第二插板15或第三插板17靠近连接板16一侧表面设置有限位块25与限位槽24配合对冷却管5限位；第二插板15或第三插板17靠近连接板16一侧表面开设有限位顶持槽22，且限位顶持槽22横截面呈“匚”字形结构，且限位顶持槽22内部设置有限位顶持弹簧23，限位顶持弹簧23一端与限位块25连接，另一端与限位顶持槽22连接，且限位块25与限位顶持弹簧23连接一端插接在限位顶持槽22内部，且限位顶持弹簧23始终处于压缩状态。

本发明可进一步设置为，连接管6表面居中套设有活动环12，且连接管6表面居中开设有转动限位槽28，转动限位槽28内部设置有转动限位块30，且转动限位块30与活动环12内壁连接，且转动限位槽28与转动限位块30横截面均呈“T”字形结构；转动限位槽28两侧表面均开设有牵引固定槽29，且转动限位块30两端均连接有牵引绳21，且牵引绳21另一端穿过牵引固定槽29、连接管6、第二插板15及第三插板17且与限位块25居中连接。

一种大体积混凝土冷却系统的施工方法，包括以下步骤：

施工准备：垫层施工、钢筋绑扎、模板安装与冷却系统的装置准备和组装，模板上设置有预留孔洞，用于后续冷却系统的冷却管5的安装，预留孔洞的大小与冷却系统冷却管5的外径相匹配；

在大体积混凝土本体10内部布置冷却管5：冷却管5在平行于大体积混凝土本体10高度方向上采用分层布置的方法，冷却管5的分层数量根据大体积混凝土本体10的竖向高度进行确定，竖直方向上底层的冷却管5距大体积混凝土本体10底部800～1200mm，顶层的冷却管5距大体积混凝土本体10顶部1500～2000mm，每层冷却管5之间的竖向间距为800～1200mm，每层冷却管5在平行于大体积混凝土本体10的宽度方向布置有多段，位于边缘的冷却管5距大体积混凝土本体10边缘距离为1500～2000mm，平行布置的每段冷却管5之间的间距为800～1200mm，每段冷却管5的两端外露于大体积混凝土本体10两侧30～50mm，且通过挡位环11对冷却管5轴向限位，冷却管5在大体积混凝土本体10宽度方向的截面上呈交叉式布置，越靠近大体积混凝土本体10内部冷却管5可布置的越紧密，保证大体积混凝土本体10内部的热量能够快速的被冷却水带出，冷却管5安装时通过钢筋骨架和模板上的预留孔洞进行固定，保证混凝土浇筑时冷却管5的位置不发生变化；

将冷却管5与冷却系统连接：首先将冷却管5与连接管6连接，通过将活动环12顺时针转动，从而带动牵引绳21收紧，通过牵引绳21带动限位块25进入限位顶持槽22内部，然后通过连接管6与冷却管5对齐，使得第二插板15与第三插板17插接在固定插槽14内部，此时连接板16位于第二插板15与第三插板17内部，且连接板16顶持顶持板19将顶持弹簧20压缩，密封条18与密封圈26配合对冷却管5和连接管6连接处密封，松开活动环12，则限位顶持弹簧23顶持限位块25进入限位槽24内部，从而对冷却管5与连接管6连接限位，并且顶持弹簧20顶持顶持板19将冷却管5向外侧推动，使得限位块25与限位槽24始终接触限位，完成对连接管6的安装，反之则对连接管6拆卸，并且通过简单转动即可完成两组冷却管5与一组连接管6的连接，提高了对连接管6的拆装效率，冷却管5通过连接管6构成一个冷却回路，所构成的冷却回路宽度为5000～8000mm，两端与所述进水管4和回水管7直接相连接；所述冷却系统连接完成后，需在所述冷却系统的管道内充满冷却水并将进水管4和回水管7上的阀门关闭，既保证在大体积混凝土本体10浇筑时所述冷却管5的体积不发生变化，又能提前对大体积混凝土本体10内部温度进行控制；

浇筑大体积混凝土本体10并在施工时安装温度监测装置9：大体积混凝土本体10在浇筑时采用分层或分块浇筑的方法进行施工，当层间间歇时间超过混凝土初凝时间时，各施工段之间的结合需按照施工缝进行处理，这种方式能充分散发大体积混凝土本体10中胶凝材料水化产生的水化热，大体积混凝土本体10浇筑时应在冷却管5的外壁上涂抹润滑油，便于后续冷却管5的回收，温度监测装置9的测点布置在每层混凝土的中心和中心对应的侧边位置和容易散发热量的拐角处，每个平面位置测温点在竖向设置有三个测温点，分别布置在大体积混凝土本体10的上、中、下位置，上下测温点均位于大体积混凝土本体10表面50～100mm处，温度监测装置9在施工时需要将测温套管固定在测温点平面位置上，并在测温套管内部放置温度监测装置9，在大体积混凝土本体10施工和振捣时不能直接冲击和触及测温套管，温度监测装置9可通过无线连接至冷却装置的控制端电脑，便于对混凝土内部温度进行实时监控；

启动冷却系统：待混凝土初凝后启动冷却系统，启动时应根据温度监测装置9监测到的大体积混凝土本体10的内部最高温度对冷却水的水温进行控制，进水温度与大体积混凝土本体10的最高温度之差应控制在15～20℃；所述进水管4水温通过水箱1内的控温装置进行调节，使用时可通过控制端电脑进行手动或自动调节；

调整养护：通过大体积混凝土本体10内预埋的温度监测装置9和进水管4与回水管7端部的测温装置8对大体积混凝土本体10内部和表面温度、进水管4的进水温度和回水管7的出水温度进行监控，并通过水箱1内的控温装置调整进水管4的水温，通过循环水泵2和稳压装置3对每层冷却管5的流量进行控制，进水管4进水温度与大体积混凝土本体10的最高温度之差应控制在15～20℃，回水管7的出水温度与进水管4的进水温度之差应控制在3～6℃，大体积混凝土本体10的降温速率不大于2℃/d，大体积混凝土本体10的最高温度与表层温度之差不大于20℃，在温差小于10℃时可暂停降温作业，大体积混凝土本体10拆模时，大体积混凝土本体10表面与大气温差应小于20℃，冷却系统可使用控制端电脑采用手动控制和自动控制相结合的方法对水箱1内的水温和每层进水管4的流量进行实时调控，并且在使用时可根据大体积混凝土本体10内部的温度梯度变化调整进冷却回路进水口和出水口的位置，提高大体积混凝土本体10的降温精度和降温效果；

回收冷却管5：大体积混凝土本体10在温度控制达到要求后，向冷却管5内持续通入90℃以上的热水3～5min，使冷却管5在高温下快速产生收缩，待冷却管5收缩后去除冷却管5两端的连接管6以及挡位环11，将冷却管5从养护完成的大体积混凝土本体10内取出；

封堵：冷却管5回收完成后，将可用作排水管或电路管的管道进行保留，其他管道待大体积混凝土本体10冷却后采用水泥浆液进行封堵。

通过采用分块施工的技术手段并在大体积混凝土本体10养护时使用冷却系统，冷却系统采用多层冷却管5交叉布置，并通过调节水温、流量和进出水口能够有效的对大体积混凝土本体10的内部温度进行控制，能够防止内部水化热导致的结构变形，避免大体积混凝土本体10内部产生裂缝，通过冷却管5采用PO热缩管，使所述冷却管5在高温下可以产生收缩，并且在大体积混凝土本体10浇筑时在冷却管5外壁上涂抹润滑油，能够保证冷却管5在大体积混凝土本体10养护完成后顺利抽出，既能够回收利用冷却管5，也不会对大体积混凝土本体10结构的强度造成影响，冷却系统在使用时可通过控制端电脑采用手动调节和自动调节相结合的方法，既节省人力又能对进水管4的水温进行很好的控制，冷却系统的冷却管5在抽出后产生的管道可当作排水管和电路进行保留，便于后续的使用。

通过将活动环12顺时针转动，从而带动牵引绳21收紧，通过牵引绳21带动限位块25进入限位顶持槽22内部，然后通过连接管6与冷却管5对齐，使得第二插板15与第三插板17插接在固定插槽14内部，此时连接板16位于第二插板15与第三插板17内部，且连接板16顶持顶持板19将顶持弹簧20压缩，密封条18与密封圈26配合对冷却管5和连接管6连接处密封，松开活动环12，则限位顶持弹簧23顶持限位块25进入限位槽24内部，从而对冷却管5与连接管6连接限位，并且顶持弹簧20顶持顶持板19将冷却管5向外侧推动，使得限位块25与限位槽24始终接触限位，完成对连接管6的安装，反之则对连接管6拆卸，并且通过简单转动即可完成两组冷却管5与一组连接管6的连接，提高了对连接管6的拆装效率。

尽管上面对本申请说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员能够理解本申请，但是本申请不仅限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员而言，只要各种变化只要在所附的权利要求限定和确定的本申请精神和范围内，一切利用本申请构思的申请创造均在保护之列。

Claims (10)

1.一种大体积混凝土冷却系统，其特征在于：所述大体积混凝土冷却系统包括：

水箱(1)，设置在大体积混凝土本体(10)外侧；

循环水泵(2)，设置在大体积混凝土本体(10)外侧；

稳压装置(3)，设置在循环水泵(2)一侧，且通过管道与水箱(1)连接，且循环水泵(2)与稳压装置(3)为一体式；

温度监测装置(9)，设置在大体积混凝土本体(10)内部；

供水管道，包括进水管(4)、冷却管(5)、连接管(6)和回水管(7)，进水管(4)一端与循环水泵(2)相连接，另一端与冷却管(5)连接，且冷却管(5)设置有多组，两组冷却管(5)通过连接管(6)连接，且连接管(6)设置在大体积混凝土本体(10)外侧，冷却管(5)穿过大体积混凝土本体(10)设置，回水管(7)一端与冷却管(5)连接，另一端与水箱(1)连接，进水管(4)和回水管(7)上均设置有阀门，用于控制管道的开闭；

测温装置(8)，设置在所述进水管(4)和回水管(7)的端部，用于测量进水温度和出水温度；

固定插槽(14)，开设在冷却管(5)靠近连接管(6)一侧表面；

连接板(16)，固定在固定插槽(14)最里侧表面居中；及

挡位环(11)，套接在冷却管(5)外侧表面。

2.根据权利要求1所述的一种大体积混凝土冷却系统，其特征在于：所述大体积混凝土本体(10)外侧设置有控制电脑，且水箱(1)内设置有控温装置，用于调整水箱(1)内的水温；所述水箱(1)内的控温装置、进水管(4)和回水管(7)端部的测温装置(8)和循环水泵(2)与稳压装置(3)均可通过控制端电脑进行实时监控，且冷却管(5)采用PO热缩管。

3.根据权利要求2所述的一种大体积混凝土冷却系统，其特征在于：所述连接管(6)呈“U”字形结构，且连接管(6)靠近冷却管(5)一端表面设置有第一插板(13)、第二插板(15)和第三插板(17)，第一插板(13)内径等于连接管(6)内径，第一插板(13)外径等于冷却管(5)内径，第二插板(15)直径大于第一插板(13)直径且小于第三插板(17)直径，且第二插板(15)与第三插板(17)均与固定插槽(14)配合，且连接板(16)位于第二插板(15)及连接板(16)之间。

4.根据权利要求3所述的一种大体积混凝土冷却系统，其特征在于：所述第三插板(17)外侧表面设置有多组密封条(18)，且密封条(18)呈线性分布，固定插槽(14)靠近第二插板(15)内径一侧表面开设有密封槽(27)，且密封槽(27)内部设置有密封圈(26)与第二插板(15)配合密封。

5.根据权利要求4所述的一种大体积混凝土冷却系统，其特征在于：所述第二插板(15)与第三插板(17)之间设置有顶持板(19)和顶持弹簧(20)，且顶持弹簧(20)一端与顶持板(19)连接，另一端与连接管(6)连接，且当冷却管(5)与连接管(6)连接时，连接板(16)顶持顶持板(19)使得顶持弹簧(20)处于压缩状态。

6.根据权利要求5所述的一种大体积混凝土冷却系统，其特征在于：所述连接板(16)两侧表面均开设有限位槽(24)，且限位槽(24)横截面呈“匚”字形结构，第二插板(15)或第三插板(17)靠近连接板(16)一侧表面设置有限位块(25)与限位槽(24)配合对冷却管(5)限位。

7.根据权利要求6所述的一种大体积混凝土冷却系统，其特征在于：所述第二插板(15)或第三插板(17)靠近连接板(16)一侧表面开设有限位顶持槽(22)，且限位顶持槽(22)横截面呈“匚”字形结构，且限位顶持槽(22)内部设置有限位顶持弹簧(23)，限位顶持弹簧(23)一端与限位块(25)连接，另一端与限位顶持槽(22)连接，且限位块(25)与限位顶持弹簧(23)连接一端插接在限位顶持槽(22)内部，且限位顶持弹簧(23)始终处于压缩状态。

8.根据权利要求7所述的一种大体积混凝土冷却系统，其特征在于：所述连接管(6)表面居中套设有活动环(12)，且连接管(6)表面居中开设有转动限位槽(28)，转动限位槽(28)内部设置有转动限位块(30)，且转动限位块(30)与活动环(12)内壁连接，且转动限位槽(28)与转动限位块(30)横截面均呈“T”字形结构。

9.根据权利要求8所述的一种大体积混凝土冷却系统，其特征在于：所述转动限位槽(28)两侧表面均开设有牵引固定槽(29)，且转动限位块(30)两端均连接有牵引绳(21)，且牵引绳(21)另一端穿过牵引固定槽(29)、连接管(6)、第二插板(15)及第三插板(17)且与限位块(25)居中连接。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种大体积混凝土冷却系统的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：

施工准备：垫层施工、钢筋绑扎、模板安装与冷却系统的装置准备和组装，模板上设置有预留孔洞，用于后续冷却系统的冷却管(5)的安装，预留孔洞的大小与冷却系统冷却管(5)的外径相匹配；

在大体积混凝土本体(10)内部布置冷却管(5)：冷却管(5)在平行于大体积混凝土本体(10)高度方向上采用分层布置的方法，冷却管(5)的分层数量根据大体积混凝土本体(10)的竖向高度进行确定，竖直方向上底层的冷却管(5)距大体积混凝土本体(10)底部(800)～(1200)mm，顶层的冷却管(5)距大体积混凝土本体(10)顶部(1500)～(2000)mm，每层冷却管(5)之间的竖向间距为(800)～(1200)mm，每层冷却管(5)在平行于大体积混凝土本体(10)的宽度方向布置有多段，位于边缘的冷却管(5)距大体积混凝土本体(10)边缘距离为(1500)～(2000)mm，平行布置的每段冷却管(5)之间的间距为(800)～(1200)mm，每段冷却管(5)的两端外露于大体积混凝土本体(10)两侧(30)～(50)mm，且通过挡位环(11)对冷却管(5)轴向限位，冷却管(5)在大体积混凝土本体(10)宽度方向的截面上呈交叉式布置，越靠近大体积混凝土本体(10)内部冷却管(5)可布置的越紧密，保证大体积混凝土本体(10)内部的热量能够快速的被冷却水带出，冷却管(5)安装时通过钢筋骨架和模板上的预留孔洞进行固定，保证混凝土浇筑时冷却管(5)的位置不发生变化；

将冷却管(5)与冷却系统连接：首先将冷却管(5)与连接管(6)连接，通过将活动环(12)顺时针转动，从而带动牵引绳(21)收紧，通过牵引绳(21)带动限位块(25)进入限位顶持槽(22)内部，然后通过连接管(6)与冷却管(5)对齐，使得第二插板(15)与第三插板(17)插接在固定插槽(14)内部，此时连接板(16)位于第二插板(15)与第三插板(17)内部，且连接板(16)顶持顶持板(19)将顶持弹簧(20)压缩，密封条(18)与密封圈(26)配合对冷却管(5)和连接管(6)连接处密封，松开活动环(12)，则限位顶持弹簧(23)顶持限位块(25)进入限位槽(24)内部，从而对冷却管(5)与连接管(6)连接限位，并且顶持弹簧(20)顶持顶持板(19)将冷却管(5)向外侧推动，使得限位块(25)与限位槽(24)始终接触限位，完成对连接管(6)的安装，反之则对连接管(6)拆卸，并且通过简单转动即可完成两组冷却管(5)与一组连接管(6)的连接，提高了对连接管(6)的拆装效率，冷却管(5)通过连接管(6)构成一个冷却回路，所构成的冷却回路宽度为(5000)～(8000)mm，两端与所述进水管(4)和回水管(7)直接相连接；所述冷却系统连接完成后，需在所述冷却系统的管道内充满冷却水并将进水管(4)和回水管(7)上的阀门关闭，既保证在大体积混凝土本体(10)浇筑时所述冷却管(5)的体积不发生变化，又能提前对大体积混凝土本体(10)内部温度进行控制；

浇筑大体积混凝土本体(10)并在施工时安装温度监测装置(9)：大体积混凝土本体(10)在浇筑时采用分层或分块浇筑的方法进行施工，当层间间歇时间超过混凝土初凝时间时，各施工段之间的结合需按照施工缝进行处理，这种方式能充分散发大体积混凝土本体(10)中胶凝材料水化产生的水化热，大体积混凝土本体(10)浇筑时应在冷却管(5)的外壁上涂抹润滑油，便于后续冷却管(5)的回收，温度监测装置(9)的测点布置在每层混凝土的中心和中心对应的侧边位置和容易散发热量的拐角处，每个平面位置测温点在竖向设置有三个测温点，分别布置在大体积混凝土本体(10)的上、中、下位置，上下测温点均位于大体积混凝土本体(10)表面(50)～(100)mm处，温度监测装置(9)在施工时需要将测温套管固定在测温点平面位置上，并在测温套管内部放置温度监测装置(9)，在大体积混凝土本体(10)施工和振捣时不能直接冲击和触及测温套管，温度监测装置(9)可通过无线连接至冷却装置的控制端电脑，便于对混凝土内部温度进行实时监控；

启动冷却系统：待混凝土初凝后启动冷却系统，启动时应根据温度监测装置(9)监测到的大体积混凝土本体(10)的内部最高温度对冷却水的水温进行控制，进水温度与大体积混凝土本体(10)的最高温度之差应控制在(15)～(20)℃；所述进水管(4)水温通过水箱(1)内的控温装置进行调节，使用时可通过控制端电脑进行手动或自动调节；

调整养护：通过大体积混凝土本体(10)内预埋的温度监测装置(9)和进水管(4)与回水管(7)端部的测温装置(8)对大体积混凝土本体(10)内部和表面温度、进水管(4)的进水温度和回水管(7)的出水温度进行监控，并通过水箱(1)内的控温装置调整进水管(4)的水温，通过循环水泵(2)和稳压装置(3)对每层冷却管(5)的流量进行控制，进水管(4)进水温度与大体积混凝土本体(10)的最高温度之差应控制在(15)～(20)℃，回水管(7)的出水温度与进水管(4)的进水温度之差应控制在(3)～(6)℃，大体积混凝土本体(10)的降温速率不大于(2)℃/d，大体积混凝土本体(10)的最高温度与表层温度之差不大于(20)℃，在温差小于(10)℃时可暂停降温作业，大体积混凝土本体(10)拆模时，大体积混凝土本体(10)表面与大气温差应小于(20)℃，冷却系统可使用控制端电脑采用手动控制和自动控制相结合的方法对水箱(1)内的水温和每层进水管(4)的流量进行实时调控，并且在使用时可根据大体积混凝土本体(10)内部的温度梯度变化调整进冷却回路进水口和出水口的位置，提高大体积混凝土本体(10)的降温精度和降温效果；

回收冷却管(5)：大体积混凝土本体(10)在温度控制达到要求后，向冷却管(5)内持续通入(90)℃以上的热水(3)～(5)min，使冷却管(5)在高温下快速产生收缩，待冷却管(5)收缩后去除冷却管(5)两端的连接管(6)以及挡位环(11)，将冷却管(5)从养护完成的大体积混凝土本体(10)内取出；

封堵：冷却管(5)回收完成后，将可用作排水管或电路管的管道进行保留，其他管道待大体积混凝土本体(10)冷却后采用水泥浆液进行封堵。

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