CN209741851U - 一种基于大体积混凝土温度检测的冷却系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于大体积混凝土温度检测的冷却系统，用于混凝土承台，包括：测温点，所述测温点垂直突出于混凝土承台的表面设置，用于测量混凝土承台内部的温度；降温层，所述降温层设置于混凝土承台内部，用于混凝土承台内部的降温；当测量的温度高于要求温度时，通过降温层降温，使混凝土承台内部降温以达到满足要求的温度。本实用新型通过设置测温点以及降温层，实现了混凝土承台内部温度的及时测量，进而根据其温度实现及时降温，实现防止水化热散热不均匀，产生裂缝的效果。

Description

一种基于大体积混凝土温度检测的冷却系统

技术领域

本实用新型属于混凝土水化热降低及过程温度监控技术领域，涉及一种降低大体积承台混凝土水化热的基于温度检测的散热系统。

背景技术

当承台体积较大时，混凝土的内部会聚集大量的混凝土水化热，由于混凝土凝结时会放出热量，这个热量是多种物质和水反应产生的，故称为混凝土水化热。这种热量的放出，使得混凝土内部温度大大高于混凝土表面温度及外周的环境温度，又因结构尺寸差异以及外部环境的变化等因素的部响，很容易造混凝土内外散热不均匀，导致混凝土制备的承台极易产生收缩裂错问题。

目前混凝土的散热问题，是大体积承台混凝土施工过程中的难题，而且缺乏对温度监控点布设的研究，即使大体积承台内部埋置冷却管，但由于温度监控不严格，导致大体积承台各个点位循环水温度不同，水化热散热不均匀，也非常容易产生温度裂缝。

发明内容

针对上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种降低大体积承台混凝土水化热的带有温度监测的降温系统，能够有效降低大体积混凝土内外温差，防止水化热引起的收缩开裂；能够严格监控大体积承台各个点位的循环水温度，防止水化热散热不均匀，产生裂缝。

为了实现上述技术效果，本实用新型通过以下技术方案予以实现：

一种基于大体积混凝土温度检测的冷却系统，用于混凝土承台，包括：

测温点，所述测温点垂直突出于混凝土承台的表面设置，用于测量混凝土承台内部的温度；

降温层，所述降温层设置于混凝土承台内部，用于混凝土承台内部的降温；

当测量的温度高于要求温度时，通过降温层降温，使混凝土承台内部降温以达到满足要求的温度。

进一步地,所述测温点通过预制于混凝土承台内的测温管道形成，所述测温管道突出于混凝土表面形成所述测温点。通过预制形成测温管道，能够方便使用，同时可以利用测温管道内的水等介质，间接测量混凝土承台内的水。

进一步地,所述测温管道形成若干测温层，相邻测温层之间相差2-3m。通过设置多个测温层，实现多个高度的测量，确保实现全面测温。

进一步地,若干所述测温层中，每一层测温层均包括若干测温点，相邻测温点之间的连续形成W型的测温区域。通过设置W型的测温区域，可以实现同一测温层不同高度的温度测量，进一步扩大了测量范围，同时连接形成的W型，可以使同一高度，同时测量多次，避免同一高度不同区域温度测量的遗漏。

进一步地,所述W型的测温区域中，相邻测温点的水平距离为3-5m。

进一步地,所述测温点突出于混凝土承台表面15-25cm。通过这一距离，使用中，能够确保测温点温度与混凝土内部温度温差小，实现精确测量。

进一步地,所述降温层为若干层，相邻的降温层之间垂直设置。通过垂直设置，实现多方向的降温，能够加快降温。

进一步地,每个降温层均设有出水口和入水口，所述出水口和入水口连接后形成循环水管。通过形成循环水管，方便多次利用，节约水资源。

进一步地,若干降温层中，最顶部的降温层和最底部的降温层距离混凝土承台上表面和下表面的距离相同，且该距离小于若干降温层中相邻降温层的距离。由于上下表面散热相比于中间快，故降温层距离上下表面远，距离内部中间位置近，实现均匀降温。

进一步地，所述降温层通过直径为50mm的冷却钢管连接形成。钢管通过与之形成，同时钢管的连接技术娴熟，能够确保降温层方便形成，实现降温。

通过上述技术方案，本实用新型的有益效果如下：

相比于现有技术，本实用新型通过设置多个测温点，进行混凝土承台内温度的测量，结合降温层，使得混凝土内部的温度能够及时得到降低，进而确保水化热散热均匀，减少温度裂缝的产生。

本实用新型中通过冷却层及测温点的布设，使得位置容易控制，施工方便，而且能有效的降低大体积承台混凝土内外温差，防止水化热引起的收缩开裂；能够严格监控大体积承台各个点位的循环水温度，防止水化热散热不均匀，产生裂缝；同时，还能够节约用水。

本实用新型中的冷却水管采用截面为圆形的钢管（直径为5cm，厚度为2.5mm），解决混凝土的内部中心温度大大高于周边温度的问题以及温度监控不严格的问题；而且所有的水管采用不锈钢材料制成，延长管道的使用寿命，增强其自身腐蚀性能。

附图说明

图1是本实用新型提供的降温层的结构示意图之一；

图2是本实用新型提供的降温层的结构示意图之二；

图3是本实用新型提供的测温点的结构示意图之一；

图4是本实用新型提供的测温点的结构示意图之二；

图5是本实用新型提供的实施例4中的浇注的结构示意图；

图6是本实用新型提供的实施例4中的降温层的结构示意图；

图中：

1、混凝土承台；2、测温点；3、降温层；4、测温管道；5、测温层；6、出水口；7、入水口；8、冷却钢管；9、出水管；10、进水管；11、水泵；12、水箱。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本实用新型进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本实用新型的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本实用新型的保护范围之内。

在本实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实用新型创造和简化描述，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实用新型创造的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

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，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型创造中的具体含义。

实施例1

参照附图1-4所示，本实施例中的一种基于大体积混凝土温度检测的冷却系统，用于混凝土承台1，包括若干的测温点2以及降温层3；设置时，测温点2垂直突出设置于混凝土承台1的表面设置，用于测量混凝土承台1内部的温度；而降温层3设置于混凝土承台1内部，用于混凝土承台1内部的降温；使用中，当测量的温度高于要求温度时，通过降温层3降温，使混凝土承台1内部降温以达到满足要求的温度。

本实施例中，测温点2处的温度，通过温度计直接测量，根据现有技术的理论，当混凝土承台1的内外温差大于25℃时，通过降温层3降温直到内外温差小于25℃；通过使其内外温差小于25℃，使得混凝土承台1的内部温度得到及时降低，避免了温度裂缝的产生，其中，外部温度是指环境温度，而内部温度则指测温点的温度。当有多个测温点时，可以一个一个测温点的调节，使得其测温点2所测得的混凝土承台1内部的温度与环境温度差小于25℃。

本实施例中，将测温点2与降温层3在混凝土承台1制备中预制进去，同时在混凝土承台1绑扎钢筋时进行固定绑扎，安装方便，位置易调。

本实施例中，混凝土承台1的高度大于等于1m。

实施例2

参照附图1-4所示，作为实施例1的进一步改进，本实施例中，

具体地，测温点2通过预制于混凝土承台1内的测温管道4形成，所述测温管道4突出于混凝土表面形成测温点2。本实施例中，通过预制形成的测温管道4，方便使用，同时可以利用测温管道4内的水等介质，间接测量混凝土承台1内的水。

使用本实施例时，测温点沿高度方向按附图4布置。测温管道4底部封闭，在砼浇筑后，在测温管道4内灌入清水进行热量交换。按照图4精准位置插入温度计。在出水口测温前将供水的水泵关闭，使测温管道4内水流停留在测温管道4内充分吸热，待15min以后，重新开机供水，水流涌出出水口5min后迅速测温，并记录数据，此时测温管道4内的水充分吸收混凝土水化热，以此确保出水口水温（即测温点2处的温度）与混凝土内部的实际温度接近或相同。当然，具体的水流涌出出水口的时间可根据实际情况进行计算（水流量）。本实施例中，测量时，测温管道4内注满水，其水温与混凝土承台1内部温度相近，方便测量。

可以设置多个测温点2，对于每个测温点2，都要和外部温度（即环境温度）对比，从而进行调控。

本实施例中的测温频率及温度调节：混凝土第一次浇筑基本完成时即可开始监测，第1～4d，每小时测温1次，第5～10d，每2小时测温1次。

进一步地,本实施例中，测温管道4形成若干测温层5，相邻测温层5之间相差2-3m。通过多个测温层5，实现多个高度的测量，确保实现全面测温。

实施例3

作为实施例2的进一步扩展，本实施例中,若干所述测温层5中，每一层测温层5均包括若干测温点2，相邻测温点2之间的连续形成W型的测温区域。通过W型的测温区域，可以实现同一测温层5不同高度和位置的温度测量，进一步扩大了测量范围。此时，如果温度不同，可调节不同水箱的循环水温，调整不同部位的温度。本实施例中，测温管是一根，只是测温时温度计放置的位置不同；利用绳子的长度来确定。即绳子通过升降，到达测温点，然后温度计对测温点进行测温。

本实施例中，W型的测温区域中，相邻测温点2的水平距离为3-5m；优选2.5m。通过这么近的测温点2距离，增加测温位置，避免遗漏。本实施例中，为了增加测温点2，在W型的测温区域中，相邻测温点2的垂直距离为0.8-1.2m。通过这样距离的布设，使得混凝土承台1多个位置被测温，监控位置多，混凝土承台1内部能够得到及时有效降低。

参照附图3-4所示，本实施例中，测温层5通过采用D=50mm的钢管埋设形成，其底部封闭，提前布设到混凝土承台1内，使用时注满水。本实施例中，每个测温层5中，测温点2距离混凝土承台1的表面高度为20cm；两侧的测温点2距离混凝土成体1边缘的距离为2m，相邻的测温点2之间的间距为4.2m；当高度高于5m时，有多个测温层5，相邻测温层5之间的距离为1.5m。

本实施例中，测温点2突出于混凝土承台1表面15-25cm。

实施例4

作为上述实施例的任一一种扩展，本实施例中，降温层3为若干层，相邻的降温层3之间垂直设置。即降温层3通过横向和竖向间隔设置，形成互相垂直的结构。

对于每个降温层3，均设有出水口6和入水口7，出水口6和入水口7通过出水管9、进水管10、水泵11以及水箱12连接后形成循环水管。

降温层3通过采用φ50mm的冷却钢管8连接形成，冷却钢管8距混凝土承台顶面和底面均为0.5m，且每层冷却管间距为1m，采用φ50mm钢管，距承台边的最小距离为0.5m。在宽度范围内距离混凝土承台1边缘分别为0.75m和0.5m，降温层3中，横向设置的冷却钢管8的间距为0.5m。冷却钢管8直线段连接及弯头处连接均采用丝头连接，连接时在冷却管丝头位置缠生料带确保接头不渗水。在承台钢筋绑扎过程中用定位筋固定 好冷却水管位置。入水口7、出水口6均留在混凝土承台1顶面。为确保不渗水，混凝土浇筑前需要冷却钢管8通水进行试验，确保不渗水。

参照附图6所示，本实施例中，冷却钢管8铺设于混凝土承台1内部，用于混凝土承台1内部的散热，所述冷却钢管8的两端分别连接出水管9和进水管10，所述进水管10上设有循环水泵11，所述进水管10的一端与出水管9的一端分别设置于水箱12内，形成循环水管。

使用本实用新型时，包括以下步骤：

首先，将测温点2、测温管道4、测温层5、出水口6、入水口7、冷却钢管8形成的降温层3、出水管9、进水管10、水泵11以及水箱12等按照之前的顺序及位置进行安装；

如图1所示，具体地，冷却钢管8在高度范围内分层设置，不同层冷却水管相互垂直布置，需不需要设置冷却钢管8主要是看属不属于大体积混凝土，如果属于，一般情况下是距离混凝土承台1的底面和顶面0.5m处分别布设一层降温层3，中间的冷却钢管8相距1m。对于高于3m的混凝土承台，需要多个降温层3，其设置则是一层横桥向布设，另一层顺桥向布设（即竖向布设），依次类推，每一个降温层3分别有入水口7和出水口6。为确保不渗水，混凝土浇筑前需要通水进行试验，确保不渗水。

冷却钢管8采用φ50mm钢管，距承台边的最小距离为0.5m。在宽度范围内距离承台边缘分别为0.75m和0.5m，冷却钢管8布设横向间距为0.5m。冷却钢管8直线段连接及弯头处连接均采用丝头连接，连接时在冷却管丝头位置缠生料带确保接头不渗水。在承台钢筋绑扎过程中用定位筋固定好冷却水管位置。出水口6和入水口7均留在混凝土承台1的顶面。如图1-2所示。

冷却钢管8的长度约为19.8m，

其次，开始浇注，参照附图5所示，为有效降低大体积承台混凝土内部水化热，降低收缩裂缝产生的概率，本承台混凝土浇筑分两次，第一次浇筑高度为2m，第二次浇筑高度为3m。即第二次的浇注高度大于第一次的浇注高度；当前大体积承台的混凝土浇筑一般分为两次，具体浇筑高度根据项目实际情况确定。本实施例中，由于墩身预埋筋底部距离承台底2m，为方便施工所以先浇筑2m再浇筑3m。

同等方量的混凝土，分开浇筑时两次产生的水化热之和与一次浇筑的水化热相同，由于分批次浇筑，第一次浇筑的混凝土内部水化热散失之后再浇筑第二次，与一次性浇筑相比，每次内部产生的水化热相对较小。

再次，参照附图6所示，大体积的混凝土承台1每次开始浇筑后，冷却钢管8就通水循环；混凝土承台边设置4个容量不小于5m³（高1m，宽2m，长2.5m）的钢板水箱12，并配备2辆洒水车随时补水以满足承台冷却水循环，水箱12中设置循环水泵11对冷却钢管8供水，出水管9和进水管10直接接入水箱12中，使其循环水和砼及时进行热交换，逐步升温。本实施例中，洒水车是向水箱12内补充水，是为了确保循环水温度保持在一定温度，防止循环水温过高，起不到降低内部水化热的作用；而冷却钢管8是在钢筋绑扎过程中同步施工的；整个混凝土承台1浇筑完成后，对冷却钢管8进行压浆处理，不需要拿出来。

当冷却钢管8以及测温管道4均采用钢管，当两种钢管底部封闭，在砼浇筑后，在冷却钢管内灌入清水进行热量交换。按照图3-4中的测温点2布置图精准位置插入温度计。测温点2形成的W型结构，可以测试不同位置的温度，如果温度不同，可调节不同水箱的循环水温，调整不同部位的温度。测温管道4可以为一个，然后温度计连接有绳子，当需要测量不同高度位置时的温度时，利用绳子的长度来确定放置温度计（此时混凝土承台1较窄）。对于多个测温点2，每个位置的温度都要和外部温度对比，从而进行调控。

本实施例中，测温管到4和冷却钢管8的材质一样，只是底端封闭，安装冷却管的同时布设到承台内，同时里面注满水，与冷却钢管8不互相通水。

测温管道4单独连接有测温管道水泵和测温管道水管，其与冷却钢管8的水泵水管区分，测温管道4的出水口测温前将测温管道的供水水泵关闭，使测温管道4内水流停留在使测温管道4内充分吸热，待15min以后，重新开泵供水，水流涌出测温管道4的出水口5min后迅速测温，并记录数据，此时冷却管内的水充分吸收混凝土水化热，进而可以确保出水口水温与混凝土内部的实际温度接近或相同。

对于大体积混凝土承台1内部温度采用垂直方向测量，再加以综合分析，依据分析结果调整循环水温。参照附图3所示，当混凝土承台1较宽时，测温管道4可以为多个，具体是在纵桥方向（即垂直方向，几何中的Y轴方向）所示采用D=50mm的钢管埋设5个测温管道4，在测温管道4的管口高出混凝土承台1表面20cm形成测温点，在混凝土承台1的两侧，测温点2距离混凝土承台1边缘2m，中间3个测温点的间距为4.2m。测温点2沿高度方向（即几何中Z轴方向）按图4布置。测温管道4的底部封闭，在砼浇筑后，在测温管道4内灌入清水进行热量交换。按照测温点布置图精准位置插入温度计。出水口测温前将供水水泵关闭，使管内水流停留在管内充分吸热，待15min以后，重新开机供水，水流涌出出水口5min后迅速测温，并记录数据，以此确保出水口水温与混凝土内部的实际温度接近或相同。

本实施例中的测温频率及温度调节具体为：混凝土承台1第一次浇筑基本完成时即可开始监测，第1～4d，每小时测温1次，第5～10d，每2小时测温1次。

测温过程中：混凝土承台1的内外温差不大于25℃，保证冷却钢管8的入水口7和出水口6的温差控制在10℃以内，且冷却钢管8的水温与内部混凝土承台1的温差不大于20℃，通水冷却时间不小于10d，降温速率不大于2℃/天。养护水温与混凝土表面温差不大于15℃。

当测温过程中，内外温差大于25℃时，在水箱12内补充冷水，直到内外温差小于25℃；冷却钢管8的出水口6和入水口7的温差大于10℃时，提升水箱12内水温；降温速率大于2℃/天时，降低循环水的速度；冷却钢管8的水温与内部混凝土承台1的温差大于20℃时，提升水箱12内水温；解决的方法要根据现场实际情况进行确定，因此没有论述。

本实施例中，通过上述温度差，能够防止裂缝的产生；这些温差是现有技术的规定；同时温差通过测试内部温度、进出水口等温度进行比对，如果内外温差大于25℃时，在水箱12内补充冷水，直到承台混凝土的内部温度与环境温度的温差小于25℃。

本实用新型中通过冷却钢管8布设路径及温度监控布设位置（即测温点2）的布置，不仅容易控制，施工方便，而且能有效的降低大体积承台混凝土内外温差，防止水化热引起的收缩开裂；能够严格监控大体积承台各个点位的循环水温度，防止水化热散热不均匀，产生裂缝；同时，还能够节约用水。其冷却钢管8采用截面为圆形的钢管（直径为5cm，厚度为2.5mm），解决混凝土的内部中心温度大大高于周边温度的问题以及温度监控不严格的问题；而且所有的水管采用不锈钢材料制成，延长管道的使用寿命，增强其自身腐蚀性能。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于大体积混凝土温度检测的冷却系统，用于混凝土承台（1），其特征在于，包括：

测温点（2），所述测温点（2）垂直突出于混凝土承台（1）的表面设置，用于测量混凝土承台（1）内部的温度；

降温层（3），所述降温层（3）设置于混凝土承台（1）内部，用于混凝土承台（1）内部的降温；

当测量的温度高于要求温度时，通过降温层（3）降温，使混凝土承台（1）内部降温以达到满足要求的温度。

2.根据权利要求1所述的一种基于大体积混凝土温度检测的冷却系统，其特征在于,所述测温点（2）通过预制于混凝土承台（1）内的测温管道（4）形成，所述测温管道（4）突出于混凝土表面形成所述测温点（2）。

3.根据权利要求2所述的一种基于大体积混凝土温度检测的冷却系统，其特征在于,所述测温管道（4）形成若干测温层（5），相邻测温层（5）之间相差2-3m。

4.根据权利要求3所述的一种基于大体积混凝土温度检测的冷却系统，其特征在于,若干所述测温层（5）中，每一层测温层（5）均包括若干测温点（2），相邻测温点（2）之间的连续形成W型的测温区域。

5.根据权利要求4所述的一种基于大体积混凝土温度检测的冷却系统，其特征在于,所述W型的测温区域中，相邻测温点（2）的水平距离为3-5m。

6.根据权利要求1所述的一种基于大体积混凝土温度检测的冷却系统，其特征在于,所述测温点（2）突出于混凝土承台（1）表面15-25cm。

7.根据权利要求1所述的一种基于大体积混凝土温度检测的冷却系统，其特征在于,所述降温层（3）为若干层，相邻的降温层（3）之间垂直设置。

8.根据权利要求7所述的一种基于大体积混凝土温度检测的冷却系统，其特征在于,每个降温层（3）均设有出水口（6）和入水口（7），所述出水口（6）和入水口（7）连接后形成循环水管。

9.根据权利要求7所述的一种基于大体积混凝土温度检测的冷却系统，其特征在于,若干降温层（3）中，最顶部的降温层（3）和最底部的降温层（3）距离混凝土承台（1）上表面和下表面的距离相同，且该距离小于若干降温层（3）中相邻降温层（3）的距离。

10.根据权利要求9所述的一种基于大体积混凝土温度检测的冷却系统，其特征在于,所述降温层（3）通过直径为50mm的冷却钢管（8）连接形成。