CN115874831A - 一种大体积混凝土自动控温方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大体积混凝土自动控温方法，所述控温方法包括如下步骤：S1：在大体积混凝土浇筑前，在其内部预埋冷却水管和若干测温绳，同时在外部设置有内部存储大量水的水箱；S2：通过测温绳对下列多组稳定数据进行采集；S4：大体积混凝土浇筑前，冷却水管内部水流的流速为0；S5：其内部温度开始逐渐升高，从浇筑起至其后的7天内，通过测温绳每5秒采集一次上述所述的三类温度数据，并将数据通过传输给PLC控制柜，PLC控制柜根据上述函数关系计算冷却水管流速v，并通过控制水泵转速，从而实时控制水管内水的流速，从而对位于大体积混凝土内部的冷却水管的温度进行调节。本发明采用温水降温，减小冷却水管周围温度梯度。

Description

一种大体积混凝土自动控温方法

技术领域

本发明涉及混凝土施工技术领域，尤其涉及一种大体积混凝土自动控温方法。

背景技术

由于胶凝材料的水化反应为放热反应，混凝土浇筑后随水化反应会产生大量水化热，由于混凝土是热的不良导体，内部热量不能及时传到表面，大体积混凝土散热路径长，造成大体积混凝土内部温度高于表面温度，在大体积混凝土内外部形成温度梯度，温差越大温度应力越大，相应的开裂风险越高，混凝土强度等级越高，胶凝材料水化放热量越大，中心温度越高，造成的开裂风险越高。

在大体积混凝土内部布置冷却水管，利用水流将内部热量带出，降低大体积混凝土内部的温度，是目前大体积混凝土内部温度控制的有利措施。但由于内部温度随水化反应时间波动，冷却水温度通常与外部环境温度相同，在冷却水管周围会产生较大的温度应力，形成环冷却水管开裂。混凝土强度等级越高冷却水管带来的环水管开裂风险越高。

因此，对于大体积混凝土，尤其是高强、超高强大体积混凝土，如何降低内外部温差、减少环水管温度梯度、降低温度应力引起的开裂风险，成为大体积混凝土施工中的难点。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中高强、超高强大体积混凝土，如何降低内外部温差、减少环水管温度梯度、降低温度应力引起的开裂风险，成为大体积混凝土施工中的难点，而提出的一种大体积混凝土自动控温方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种大体积混凝土自动控温方法，所述控温方法包括如下步骤：

S1：在大体积混凝土浇筑前，在其内部预埋冷却水管和若干测温绳，同时在外部设置有内部存储大量水的水箱；

S2：通过测温绳对下列多组稳定数据进行采集：

a)大体积混凝土内部n个测温点的温度（T1，T2，…，Tn），其中n根据需要而定；

b)采集大体积混凝土表面测点的温度Ts；

c)采集水箱内部温度TW；

S3：记混凝土内部若干测点的最大值为Max，即

Max = max{ T1，T2，…，Tn }

通过外部的CPU模块进行编写，建立冷却水管流速v与Max, Ts, TW之间的映射关系，即

v = f(Max, Ts, TW)；

S4：大体积混凝土浇筑前，冷却水管内部水流的流速为0；

S5：大体积混凝土成型后，其内部温度开始逐渐升高，从浇筑起至其后的7天内，通过测温绳每5秒采集一次上述所述的三类温度数据，并将数据通过传输给PLC控制柜，PLC控制柜根据上述函数关系计算冷却水管流速v，并通过控制水泵转速，从而实时控制水管内水的流速，从而对位于大体积混凝土内部的冷却水管的温度进行调节。

优选的，所述调节装置包括：大体积混凝土。其特征在于，所述大体积混凝土内部设置开设有预埋槽，所述预埋槽内部设置有冷却水管，所述冷却水管上套设有保护组件，所述保护组件包括套管、挤压条和隔温条，所述套管套设在冷却水管上，多个所述挤压条环状等距固定连接在套管内部，多个所述隔温条环状等距固定连接在套管内部，且位于两个挤压条之间。

优选的，所述冷却水管为波浪形，且设置有多组平行管，所述保护组件套设在平行管上。

优选的，所述冷却水管两端穿出大体积混凝土，且两端固定连接在水箱两侧。

优选的，所述水箱设置设置有测温组件，所述测温组件包括PLC控制柜、第一测温绳、第二测温绳和第三测温绳，所述第一测温绳固定连接在冷却水管位于大体积混凝土内部的管体和PLC控制柜之间，所述第二测温绳固定连接在大体积混凝土表面和PLC控制柜之间，所述第三测温绳固定连接在水箱和PLC控制柜之间。

优选的，所述冷却水管上固定安装有变频水泵，所述变频水泵通过导线与PLC控制柜进行连接。

优选的，所述冷却水管上固定安装有流速计，所述流速计用于计算冷却水管内部的流速。

优选的，所述挤压条截面为工形，且两边弧形设置，由弹性材质制成，所述隔温条由保温材质制成。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、大体积混凝土内部需要用冷却水散热，而其内外温差随时间变化。本发明可以在混凝土浇筑后长达7天内实时监测混凝土内外温差，并在内外温差较小的时段自动调小水泵阀门，降低冷却水流速，节约维持冷却水流动所需要的能源；在内外温度一致时将水泵关停；在内外温差较大的时段自动调大水泵阀门，增大冷却水流速，保证有效降温所需要的冷却水流速。

2、本发明采用的冷却水为温水，水温与内部温度温差不大于25℃，采用变流速的方法保障混凝土降温速率的同时，可有效避免水管周围温度梯度过大造成的开裂。

附图说明

图1为本发明提出的一种大体积混凝土自动控温方法中使用的调节装置的正面结构示意图；

图2为本发明提出的一种大体积混凝土自动控温方法中使用的调节装置的侧面结构示意图；

图3为本发明提出的一种大体积混凝土自动控温方法中使用的调节装置的冷却水管结构示意图；

图4为本发明提出的一种大体积混凝土自动控温方法中使用的调节装置的保护组件内部结构示意图。

图中：1大体积混凝土、2冷却水管、3保护组件、31套管、32挤压条、33隔温条、4水箱、5测温组件、51PLC控制柜、52第一测温绳、53第二测温绳、54第三测温绳、6变频水泵、7流速计。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

本发明中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

参照图1-4，一种大体积混凝土自动控温方法，控温方法包括如下步骤：

S1：在大体积混凝土浇筑前，在其内部预埋冷却水管和若干测温绳，同时在外部设置有内部存储大量水的水箱，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，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土，称之为大体积混凝土；

S2：通过测温绳对下列多组稳定数据进行采集：

a)大体积混凝土内部n个测温点的温度T1，T2，…，Tn，其中n根据需要而定；

b)采集大体积混凝土表面测点的温度Ts；

c)采集水箱内部温度TW；

S3：记混凝土内部若干测点的最大值为Max，即

Max = max{ T1，T2，…，Tn }

通过外部的CPU模块进行编写，建立冷却水管流速v与Max, Ts, TW之间的映射关系，即

v = f(Max, Ts, TW)，导热系数是在稳定传热条件下，1m厚的材料，两侧表面的温差为1度K，℃，在一定时间内，通过1平方米面积传递的热量，单位为瓦/米·度 W/(m·K)，此处为K可用℃代替；

S4：大体积混凝土浇筑前，冷却水管内部水流的流速为0；

S5：大体积混凝土成型后，其内部温度开始逐渐升高，从浇筑起至其后的7天内，通过测温绳每5秒采集一次上述的三类温度数据，并将数据通过传输给PLC控制柜，PLC控制柜根据上述函数关系计算冷却水管流速v，并通过控制变频水泵转速，变频水泵的变频指的是电机，变频也就是可调节频率，变频电机就是可以调节转速调节流量，达到节能的目的，还有启动电流小，维护工作量小的优点，从而实时控制水管内水的流速，从而对位于大体积混凝土内部的冷却水管的温度进行调节，利用冷却水温度和内部最高温度的插值为变量，设计函数计算冷却水流速。

应用上述技术方案的实施例中，的一种大体积混凝土自动控温方法中使用的调节装置，调节装置包括：大体积混凝土1。其特征在于，大体积混凝土1内部设置开设有预埋槽，预埋槽内部设置有冷却水管2，冷却水管2上套设有保护组件3，保护组件3包括套管31、挤压条32和隔温条33，套管31套设在冷却水管2上，多个挤压条32环状等距固定连接在套管31内部，多个隔温条33环状等距固定连接在套管31内部，且位于两个挤压条32之间，当冷却水管2受到挤压时，环状的挤压条32会受到，从而避免了对冷却水管2的之间挤压，对冷却水管2进行了保护；

冷却水管2为波浪形，且设置有多组平行管，保护组件3套设在平行管上；

冷却水管2两端穿出大体积混凝土1，且两端通过水箱4进行固定连接，冷却水管2，预埋于大体积混凝土1内部，且进水口和出水口均通过与水箱4连通，形成循环水路，以混凝土水化热为热源加热冷却水，达到节能的效果；

水箱4上设置有测温组件5，测温组件5包括PLC控制柜51、第一测温绳52、第二测温绳53和第三测温绳54，测温绳可用无线温度传感器替代，第一测温绳52固定连接在冷却水管2位于大体积混凝土1内部的管体和PLC控制柜51之间，第二测温绳53固定连接在大体积混凝土1表面和PLC控制柜51之间，第三测温绳54固定连接在水箱4和PLC控制柜51之间，通过导线与测温传感器连接，测温传感器与多个测温绳连接；

冷却水管2上固定安装有变频水泵6，变频水泵6通过导线与PLC控制柜51进行连接，变频水泵6用于加压，设置于循环水路上，实时调整冷却水流速，实现高效降温的同时规避温差风险；

冷却水管2上固定安装有流速计7，流速计7用于计算冷却水管2内部的流速；

挤压条32截面为工形，且两边弧形设置，由弹性材质制成，隔温条33由保温材质制成。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种大体积混凝土自动控温方法，其特征在于，所述控温方法包括如下步骤：

S1：在大体积混凝土浇筑前，在其内部预埋冷却水管和若干测温绳，同时在外部设置有内部存储大量水的水箱；

S2：通过测温绳对下列多组稳定数据进行采集：

a)大体积混凝土内部n个测温点的温度（T1，T2，…，Tn），其中n根据需要而定；

b)采集大体积混凝土表面测点的温度Ts；

c)采集水箱内部温度TW；

S3：记混凝土内部若干测点的最大值为Max，即

Max = max{ T1，T2，…，Tn }

通过外部的CPU模块进行编写，建立冷却水管流速v与Max, Ts, TW之间的映射关系，即

v = f(Max, Ts, TW)；

S4：大体积混凝土浇筑前，冷却水管内部水流的流速为0；

S5：大体积混凝土成型后，其内部温度开始逐渐升高，从浇筑起至其后的7天内，通过测温绳每5秒采集一次上述所述的三类温度数据，并将数据通过传输给PLC控制柜，PLC控制柜根据上述函数关系计算冷却水管流速v，并通过控制水泵转速，从而实时控制水管内水的流速，从而对位于大体积混凝土内部的冷却水管的温度进行调节。

2.根据权利要求1所述的一种大体积混凝土自动控温方法中使用的调节装置，所述调节装置包括：大体积混凝土（1），其特征在于，所述大体积混凝土（1）内部设置开设有预埋槽，所述预埋槽内部设置有冷却水管（2），所述冷却水管（2）上套设有保护组件（3），所述保护组件（3）包括套管（31）、挤压条（32）和隔温条（33），所述套管（31）套设在冷却水管（2）上，多个所述挤压条（32）环状等距固定连接在套管（31）内部，多个所述隔温条（33）环状等距固定连接在套管（31）内部，且位于两个挤压条（32）之间。

3.根据权利要求2所述的一种大体积混凝土自动控温方法用的调节装置，其特征在于，所述冷却水管（2）为波浪形，且设置有多组平行管，所述保护组件（3）套设在平行管上。

4.根据权利要求2所述的一种大体积混凝土自动控温方法用的调节装置，其特征在于，所述冷却水管（2）两端穿出大体积混凝土（1），且两端通过水箱（4）进行固定连接。

5.根据权利要求2所述的一种大体积混凝土自动控温方法用的调节装置，其特征在于，所述水箱（4）上设置有测温组件（5），所述测温组件（5）包括PLC控制柜（51）、第一测温绳（52）、第二测温绳（53）和第三测温绳（54），所述第一测温绳（52）固定连接在冷却水管（2）位于大体积混凝土（1）内部的管体和PLC控制柜（51）之间，所述第二测温绳（53）固定连接在大体积混凝土（1）表面和PLC控制柜（51）之间，所述第三测温绳（54）固定连接在水箱（4）和PLC控制柜（51）之间。

6.根据权利要求5所述的一种大体积混凝土自动控温方法用的调节装置，其特征在于，所述冷却水管（2）上固定安装有变频水泵（6），所述变频水泵（6）通过导线与PLC控制柜（51）进行连接。

7.根据权利要求2所述的一种大体积混凝土自动控温方法用的调节装置，其特征在于，所述冷却水管（2）上固定安装有流速计（7），所述流速计（7）用于计算冷却水管（2）内部的流速。

8.根据权利要求2所述的一种大体积混凝土自动控温方法用的调节装置，其特征在于，所述挤压条（32）截面为工形，且两边弧形设置，由弹性材质制成，所述隔温条（33）由保温材质制成。

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