CN204252137U - 大坝石墨导电混凝土温控保护装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种大坝石墨导电混凝土温控保护装置，属于大坝混凝土温控领域。本实用新型提供的石墨导电混凝土自动控温保护装置，有利于减轻现有技术中北方地区大坝下游坝面混凝土冻融破坏和大坝表面裂缝等问题。大坝石墨混凝土自动控温保护层包括石墨导电混凝土、电源、电极和温控装置；自动控温保护层在下游坝面分段覆盖，保护层两端设置电极，各段保护层之间通过电线并联后与电源相连；保护层内部均匀埋设温度传感器，并与地面监控装置相连，用于实时控制保护层的温度。本实用新型中的石墨导电混凝土可用于大坝下游一侧表面，目的是控制大坝下游面温度，防止在北方冬季时因温度剧烈起伏而对大坝造成冻融破坏。
Description
技术领域
本实用新型涉及大坝控温保护装置，尤其涉及一种大坝石墨导电混凝土温控保护装置，用于大坝下游裸露在空气中的坝面，目的是控制大坝下游坝面混凝土温度，防止在北方冬季时因温度剧烈起伏而对大坝造成冻融破坏。
背景技术
普通混凝土的电阻率高，属于电的不良导体，在普通混凝土中添加一定量的导电材料，可以提高混凝土的导电性，即导电混凝土。导电混凝土既有结构材料的特点，又具有导电性和机敏特性，使得混凝土不仅作为结构材料使用，而且在电工、电磁干扰屏蔽、工业防静电、电加热器、电力设备接地工程，以及重大土木基础设施的内部应力和健康状况自诊断和监测等方面有重要作用。
现有的导电混凝土研究中，导电材料主要有石墨、碳纤维、钢纤维以及钢屑等，不同组分的导电混凝土的性能差异很大。上世纪70 年代美国、加拿大以及北欧国家为了解决公路和桥面在除冰过程因使用除冰盐而造成的混凝土严重腐蚀问题，首次将导电混凝土应用与路面和桥面的融雪除冰，并取得了一定的成效。
在北方寒冷地区，冬季常常出现冰雪天气，裸露在空气中的下游坝面由于内外温差以及表面温度剧烈起伏，容易出现温度裂缝和冻融破坏，严重威胁大坝的稳定安全。基于导电混凝土的已有研究，导电混凝土在通电后可以有效提高混凝土的温度，起到保温作用，将其应用到下游坝面，可以有效解决寒冷地区大坝面临的温度破坏问题。
实用新型内容
为了克服上述缺陷，本实用新型提供一种大坝石墨导电混凝土温控保护装置，有助于减轻了大坝下游表面冻融破坏、裂缝等问题。
为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：大坝石墨导电混凝土温控保护装置，其特征在于：包括石墨导电混凝土保护层、电源、电极和温控装置；所述石墨导电混凝土保护层在大坝主体下游表面分段覆盖；所述电极布设在保护层两端，并通过电线连接电源；所述温控装置包括温度传感器和地面温度监控装置；所述温度传感器与地面温度监控装置相连。
前述的大坝石墨导电混凝土温控保护装置，所述大坝主体下游表面是指位于大坝下游裸露在空气中的坝面，即大坝下游坝面。
前述的大坝石墨导电混凝土温控保护装置，覆盖于所述的大坝主体下游表面的石墨导电混凝土保护层，其各段保护层两端布设电极，每段保护层通过所述电线并联后连接位于地面的电源。
前述的大坝石墨导电混凝土温控保护装置，所述温度传感器按照一定间距均匀埋设在所述每段保护层内部。
前述的大坝石墨导电混凝土温控保护装置，所述的地面温度监控装置通过调节电源电压控制大坝主体下游表面混凝土保护层的实时温度。
前述的大坝石墨导电混凝土温控保护装置，所述电源由水电站直接提供电力。
本实用新型的有益效果是：大坝下游坝面的石墨导电混凝土自动控温保护装置，能通过温控装置实时自动控制大坝在冬季时表面的温度，避免下游坝面内外温差过大，产生温度裂缝；由于石墨混凝土的导电性，石墨混凝土自动控温保护层在通电状态时产生电热，提高大坝下游面表面温度，不易结冰或积雪，在融雪季节，大坝下游表面混凝土孔隙内没有结冰，就会极大地减少冻融破坏；石墨相对于其他的导电材料，成本低廉，在下游坝面大面积应用时具有经济适用性；电源为水电站水力发电直接提供电力而不通过电网，节约成本。
说明书附图
图1石墨导电混凝土自动控温保护装置分段示意图；
图2一段石墨导电混凝土自动控温保护装置结构图；
图3 大坝下游坝面的石墨导电混凝土自动控温保护装置示意图。
具体实施方式
下面结合附图说明对本实用新型进一步详细说明：
如附图1、2和3所示：大坝下游坝面的石墨导电混凝土自动温控保护装置包括：石墨导电混凝土保护层1、电极2、温控装置和电源4；所述石墨导电混凝土保护层1在所述大坝主体下游表面5覆盖；所述电极2布设在保护层两端，每段石墨导电混凝土保护层1内的电极2通过电线并联连接电源4；所述温控装置包括温度传感器3-1和地面温度监控装置3，所述温度传感器3-1按照一定间距均匀埋设在所述保护层内部，并与地面温度监控装置3相连，用于实时控制所述保护层的温度。保护层的厚度根据经验与坝体实际所处环境温度状况确定，一般为0.5~1m。
当温度降低时，打开电源4，通过电极2向石墨导电混凝土保护层1输送电流，石墨导电混凝土保护层1内的石墨形成相互连通的导电网络，电能转化为热能，导电混凝土产生热量，温度升高。由地面温度监控装置3和温度传感器3-1实时监控石墨导电混凝土保护层1的温度，当温度偏高或者偏低时，相应地控制电源4的电压大小来减小或者增大电流，从而调节石墨导电混凝土保护层1的温度，起到保温作用，避免坝面内外温差过大或者坝面积雪积冰，对坝体造成破坏。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.大坝石墨导电混凝土温控保护装置，其特征在于：包括石墨导电混凝土保护层、电源、电极和温控装置；所述石墨导电混凝土保护层在大坝主体下游表面分段覆盖；所述电极布设在保护层两端，并通过电线连接电源；所述温控装置包括温度传感器和地面温度监控装置；所述温度传感器与地面温度监控装置相连。
2.根据权利要求1所述的大坝石墨导电混凝土温控保护装置，其特征在于：所述大坝主体下游表面是指位于大坝下游裸露在空气中的坝面，即大坝下游坝面。
3.根据权利要求1所述的大坝石墨导电混凝土温控保护装置，其特征在于：覆盖于所述的大坝主体下游表面的石墨导电混凝土保护层，其各段保护层两端布设电极，每段保护层通过所述电线并联后连接位于地面的电源。
4.根据权利要求3所述的大坝石墨导电混凝土温控保护装置，其特征在于：所述温度传感器按照一定间距均匀埋设在所述每段保护层内部。
5.根据权利要求1所述的大坝石墨导电混凝土温控保护装置，其特征在于：所述的地面温度监控装置通过调节电源电压控制大坝主体下游表面混凝土保护层的实时温度。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的大坝石墨导电混凝土温控保护装置，其特征在于：所述电源由水电站水力发电直接提供电力。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109564799A (zh) * | 2016-07-25 | 2019-04-02 | 国立大学法人大阪大学 | 布线片材、片材状系统、以及构造物运用支援系统 |
| CN110290602A (zh) * | 2019-06-20 | 2019-09-27 | 国网甘肃省电力公司经济技术研究院 | 一种导电混凝土可调节发热器 |
| CN112030889A (zh) * | 2019-12-13 | 2020-12-04 | 天津大学 | 适用于高寒地区碾压混凝土坝越冬层面的智能温控系统 |
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2014
- 2014-11-17 CN CN201420686856.4U patent/CN204252137U/zh not_active Expired - Fee Related
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| CN109564799B (zh) * | 2016-07-25 | 2021-02-09 | 国立大学法人大阪大学 | 布线片材、片材状系统、以及构造物运用支援系统 |
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