CN111677306A - 一种大体积混凝土减温层结构 - Google Patents

Abstract

本发明大体积混凝土减温层结构，在大体积混凝土的内部设有至少一组减温层,减温层包括散热板组件和贯穿在散热板组件中的冷却管，散热板包括连为一体的多段横向支撑板和多段斜向支撑板，两块散热板对接形成散热板组件。在大体积混凝土内部设置减温层，增加了混凝土内部降温的均匀性，同时在减温层内部设置散热板且散热板之间安装冷却管，向冷却管内通入冷却水与混凝土层内部热量发生换热反应，从而快速降低混凝土内部温度，冷却管呈U型结构设置并呈蛇形结构排列，增加了接触面积的同时，可以对冷却水进行收集，升温后的冷却水经冷却器再次冷却后进入冷却水存储装置内进行利用，实现了水循环。

Description

一种大体积混凝土减温层结构

技术领域

本发明涉及混凝土结构技术领域，特别涉及一种大体积混凝土减温层结构。

背景技术

大体积混凝土浇筑后，水泥的水化热会导致混凝土内部温度显著升高， 最高温度通常可达到60-80°C， 有时甚至会超过90°C， 混凝土表面散热相对较快， 则混凝土内外产生温差， 使混凝土内部产生压应力， 外部产生拉应力， 而混凝土早期的弹性模量和抗拉强度均很低， 故混凝土表面易产生裂缝。 在养护降温期， 混凝土内部温度下降产生收缩变形， 但变形受到基础或其他约束的作用而导致内部裂缝的产生。在大体积混凝土施工过程中， 为了防止温度裂缝的产生或者降低混凝土温度裂缝产生的几率， 必须采取既能降低混凝土的最高水化温度，又能减小混凝土的内外温差的控温方法。

目前，工程建设中，控制混凝土裂缝产生的技术手段诸多，其中以水冷技术最为有效，传统的水冷技术存在一下问题：1、现有的水冷管在铺设过程中与混凝土的接触面积小，同时立面降温不均匀，冷却水在循环过程会升温，无法循环使用；2、传统的冷却管铺设时往往直接与混凝土层之间相互接触，容易造成磨损泄露，使冷却水渗入混凝土内部，破坏混凝土结构。因此，需要提供一种新的技术方案给予解决。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术存在的缺陷，提供一种能够快速降低混凝土内部温度、降低混凝土内外温差进而保证混凝土质量的大体积混凝土减温层结构。

本发明为实现上述目的采用的技术方案是：一种大体积混凝土减温层结构，在大体积混凝土的内部设有至少一组减温层，减温层呈竖向结构分布在大体积混凝土内部，减温层包括散热板组件和贯穿在散热板组件中的冷却管，每一组散热板组件由两块散热板对接形成，每一块散热板包括连为一体的多段横向支撑板和多段斜向支撑板，横向支撑板与斜向支撑板依次间隔设置，斜向支撑板分别倾斜的连接于横向支撑板的两端端部，相邻两段横向支撑板分别与其两端的斜向支撑板围成内槽与外槽，两块散热板内槽位置相互对应的对接形成一组散热板组件，同组散热板组件中两块散热板的内槽相互对接形成六边形的安装槽，安装槽为密封结构，同组散热板组件的外槽背对背设置，每组散热板组件的安装槽内设有一条连贯的冷却管，冷却管在散热板组件中环绕并贯穿每个安装槽，在由一个安装槽转入其相邻的上侧或下侧安装槽时冷却管弯曲呈U形结构，每一条冷却管的上部设有进水口且下部设有出水口，进水口和出水口均延伸至大体积混凝土外部，减温层还包括第一加固钢筋和第二加固钢筋，第一加固钢筋贯穿多组散热板组件位置相互对应的外槽，将相邻的散热板组件连为一体，第二加固钢筋设置在相邻两组散热板组件之间并第一加固钢筋交叉固定连接，在大体积混凝土外侧设有冷却水存储装置，冷却水存储装置的一端连接有进水管而另一端连接有出水管，进水管与冷却管的进水口相连接，出水管与冷却管的出水口相连接。

本发明的进一步技术方案是：在大体积混凝土的内部设有三组减温层, 三组减温层呈竖向结构等间距分布在大体积混凝土内部。

本发明的进一步技术方案是：所述冷却水存储装置内部安装有用于保证供水压力的增压泵，增压泵设置有两组并分别与进水管和出水管相连。

本发明的进一步技术方案是：所述进水管和出水管中分别连接有监控器，监控器包括温度传感器、流量传感器和流速传感器。

本发明的进一步技术方案是：所述冷却管是截面呈圆形结构的铜管，冷却管的U形弯折处是U形管通过螺纹结构与直管连接形成。

本发明的进一步技术方案是：所述散热板采用铜制成，横向支撑板和其两端的斜向支撑板之间形成等腰梯形支撑结构，两块散热板相互对接贴合后，在外槽内设有垫块，垫块套接在第一加固钢筋表面，且垫块上下端与外槽之间相互嵌合。

本发明的进一步技术方案是：所述散热板组件的安装槽在对接处涂抹有一层密封胶，安装槽整体呈中部高两端低的倾斜状。

本发明的进一步技术方案是：所述冷却管与安装槽竖直向两侧壁相互接触，冷却管与安装槽上下两端侧壁形成用于散热的缝隙。

本发明的进一步技术方案是：所述出水管与冷却水存储装置之间连接有冷却器，冷却器是列管式冷却器或板式冷却器或风冷式冷却器。

本发明大体积混凝土减温层结构具有如下有益效果：

1、本发明在大体积混凝土内部等间距设置三组减温层，增加了混凝土内部降温的均匀性，同时在减温层内部设置散热板且散热板之间安装冷却管，向冷却管内通入冷却水与混凝土层内部热量发生换热反应，从而快速降低混凝土内部温度，冷却管连贯的环绕在散热板的安装槽内，增加了接触面积的同时，可以对冷却水进行收集，升温后的冷却水经冷却器再次冷却后进入冷却水存储装置内进行利用，实现了水循环。

2、本发明的散热板包括横向支撑板和斜向支撑板，横向支撑板与斜向支撑板之间平滑过渡一体成型，且形成内槽与外槽，两块散热板的内槽相互对接形成六边形的安装槽，冷却管安装在安装槽内，保证了冷却管的稳定性，同时安装槽呈密封结构，与冷却管之间的缝隙可以用于散热，即使冷却管局部泄漏后也可以阻隔冷却水流进混凝土中，泄漏的水可由沿倾斜的安装槽向两侧流出，减少了对混凝土的损坏。

下面结合附图和实施例对本发明大体积混凝土减温层结构作进一步的说明。

附图说明

图1是本发明大体积混凝土减温层结构的整体结构示意图；

图2是减温层在大体积混凝土中的示意图；

图3是减温层在大体积混凝土中侧向的示意图；

图4是散热板的局部示意图；

图5是散热板组件的局部示意图；

图6是一个安装槽的放大示意图；

图7是减温层内部剖面示意图；

附图标号说明：1-冷却水存储装置,2-出水管,3-进水管,4-大体积混凝土,5-冷却管,6-进水口,7-出水口,8-散热板,9-横向支撑板,10-斜向支撑板,11-内槽,12-外槽,13-第一加固钢筋,14-第二加固钢筋,15-垫块,16-冷却器,17-监控器,18-安装槽,19-密封胶,20-减温层，21-散热板组件。

具体实施方式

如图1至图7所示，本发明大体积混凝土减温层结构，在大体积混凝土4的内部设有至少一组减温层20,减温层20呈竖向结构分布在大体积混凝土4内部。在本实施例中，如图2所示，在大体积混凝土4的内部设有三组减温层20, 三组减温层20呈竖向结构等间距分布在大体积混凝土4内部，当然也可以根据大体积混凝土4的实际厚度设置其它数量的减温层，只要能够达到在要求的时间内降低混凝土内部温度即可。

减温层20包括散热板组件21和贯穿在散热板组件21中的冷却管5。减温层20也可以包括多组散热板组件21，若包括多组散热板组件21，则多组散热板组件21相互平行设置。如图4、5所示，每一组散热板组件21由两块散热板8对接形成，每一块散热板8包括连为一体的多段横向支撑板9和多段斜向支撑板10，横向支撑板9与斜向支撑板10依次间隔设置，斜向支撑板10分别倾斜的连接于横向支撑板9的两端端部，相邻两段横向支撑板9分别与其两端的斜向支撑板10围成内槽11与外槽1212。两块散热板8内槽11位置相互对应的对接形成一组散热板组件21，同组散热板组件21中两块散热板8的内槽11相互对接形成六边形的安装槽18，安装槽18为密封结构，同组散热板组件21的外槽12背对背设置。在本实施例中，散热板8采用铜制成，横向支撑板9和其两端的斜向支撑板10之间形成等腰梯形支撑结构，两块散热板8相互对接贴合后，在外槽12内设有垫块15，垫块15上下端与外槽12之间相互嵌合。等腰梯形的支撑结构其支撑效果好，同时垫块15与外槽12之间相互嵌合，保证了支撑强度，避免外槽12发生形变。散热板8的斜向支撑板10为倾斜状增加散热板8与混凝土的接触面积，便于吸收混凝土中的热量。如图6所示，散热板组件21的安装槽18在对接处涂抹有一层密封胶19，安装槽18整体呈中部高两端低的倾斜状。密封胶19涂抹在散热板8的连接处和内槽11表面，使安装槽18整体呈完整的密封结构，管道破裂造成的漏水无法渗透，涂抹密封胶19后安装槽18形成中部高两端低的倾斜状态，安装槽18呈倾斜状设置会把积水向两侧导出，从而减少了混凝土内部的损坏。

如图3、7所示，每组散热板组件21的安装槽18内设有一条连贯的冷却管5，冷却管5在散热板组件21中环绕并贯穿每个安装槽18，在由一个安装槽18转入其相邻的上侧或下侧安装槽18时冷却管5弯曲呈U形结构。其中冷却管5是截面呈圆形结构的铜管，冷却管5的U形弯折处是U形管通过螺纹结构与直管连接形成,铜管的管径为50mm，管径50mm能够有效保证降温效果。冷却管5与安装槽18竖直向两侧壁相互接触，冷却管5与安装槽18上下两端侧壁形成用于散热的缝隙，冷却管5与安装槽18上下两端侧壁不全面贴合，形成缝隙方便热量的流通，方便散热。每一条冷却管5的上部设有进水口6且下部设有出水口7，进水口6和出水口7均延伸至大体积混凝土4外部，为清楚显示进水口6和出水口7图2中仅示意一个进水口6和一个出水口7, 若减温层包括多组散热板组件21，则每一组散热板组件21中会贯穿一条冷却管5,此时则每条冷却管5会有一个进水口6和一个出水口7。

如图7所示，减温层20还包括第一加固钢筋13和第二加固钢筋14，第一加固钢筋13贯穿多组散热板组件21位置相互对应的外槽12，垫块15套接在第一加固钢筋13表面，第一加固钢筋13将相邻的散热板组件21连为一体，增加了散热板8的稳定性同时保证了大体积混凝土4的结构强度。第二加固钢筋14设置在相邻两组散热板组件21之间并第一加固钢筋13交叉固定连接，第二加固钢筋14与第一加固钢筋13通过焊接方式连接，第二加固钢筋14进一步增加了散热板8的稳定性。

如图1所示，在大体积混凝土4外侧设有冷却水存储装置1，冷却水存储装置1的一端连接有进水管3而另一端连接有出水管2，进水管3与冷却管5的进水口6相连接，出水管2与冷却管5的出水口7相连接。冷却水通过进水管3进入冷却管5内，散热板8吸收热量与冷却管5之间发生换热反应，冷却水将热量带走，使混凝土内部快速降温，从而减少内外的温度差，通过冷却水通过出水口7流出，从而重新流入冷却水存储装置1内部，实现水循环。冷却水存储装置1内部安装有用于保证供水压力的增压泵（图中未示出），增压泵设置有两组并分别与进水管3和出水管2相连，增压泵保证了供水压力。在进水管3和出水管2中分别连接有监控器17，监控器17包括温度传感器、流量传感器和流速传感器（图中未示出），温度传感器、流量传感器、流速传感器为现有直接购买的设备，在此不做详细说明。出水管2与冷却水存储装置1之间连接有冷却器16，冷却器16是列管式冷却器或板式冷却器或风冷式冷却器，列管式冷却器、板式冷却器、风冷式冷却器为现有直接购买的设备，在此不做详细说明。温度传感器监测进水管3和出水管2的温差，方便进行降温，如可根据水温差控制冷却器16的工作。流量传感器用于监测水量控，流量传感器实时监测进水口6和出水口7的水流量，计算差值，从而检测冷却管5是否漏水，流速传感器的设置保证了冷却水的稳定性输出。冷却器16可以对升温后的冷却水进行再次降温，避免长时间使用，冷却水整体温度过高，影响降温效果。

本发明在大体积混凝土4内部等间距设置三组减温层20，增加了混凝土内部降温的均匀性，散热板8由横向支撑板9和斜向支撑板10组成，横向支撑板9与斜向支撑板10之间形成的外槽12增加了与混凝土之间的接触面积，提高了散热效率，同时两组内槽11之间形成六边形结构的安装槽18，方便冷却管5的安装，从而减少冷却管5的磨损并增加了稳定性，冷却管5插接在安装槽18内，整体呈蛇形结构排列，增加了与散热板8之间的接触面积，提高了散热效果，第一加固钢筋13和第二加固钢筋14安装在散热板8之间且第一加强钢筋贯穿散热板8外槽12，增加了散热板8的稳定性同时保证了大体积混凝土4的结构强度，冷却水存储装置1的进水管3与出水管2分别与冷却管5的进水口6和出水口7相连通，冷却水通过进水管3进入冷却管5内，散热板8吸收热量与冷却管5之间发生换热反应，冷却水将热量带走，使混凝土内部快速降温，从而减少内外的温度差，冷却水通过出水口7流出，从而重新流入冷却水存储装置1内部，实现水循环，有效节约了资源。

以上实施例仅为本发明的较佳实施例，本发明的结构并不限于上述实施例列举的形式，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种大体积混凝土减温层结构，其特征在于，在大体积混凝土（4）的内部设有至少一组减温层（20）,减温层（20）呈竖向结构分布在大体积混凝土（4）内部，减温层（20）包括散热板组件（21）和贯穿在散热板组件（21）中的冷却管（5），每一组散热板组件（21）由两块散热板（8）对接形成，每一块散热板（8）包括连为一体的多段横向支撑板（9）和多段斜向支撑板（10），横向支撑板（9）与斜向支撑板（10）依次间隔设置，斜向支撑板（10）分别倾斜的连接于横向支撑板（9）的两端端部，相邻两段横向支撑板（9）分别与其两端的斜向支撑板（10）围成内槽（11）与外槽（12），两块散热板（8）内槽（11）位置相互对应的对接形成一组散热板组件（21），同组散热板组件（21）中两块散热板（8）的内槽（11）相互对接形成六边形的安装槽（18），安装槽（18）为密封结构，同组散热板组件（21）的外槽（12）背对背设置，每组散热板组件（21）的安装槽（18）内设有一条连贯的冷却管（5），冷却管（5）在散热板组件（21）中环绕并贯穿每个安装槽（18），在由一个安装槽（18）转入其相邻的上侧或下侧安装槽（18）时冷却管（5）弯曲呈U形结构，每一条冷却管（5）的上部设有进水口（6）且下部设有出水口（7），进水口（6）和出水口（7）均延伸至大体积混凝土（4）外部，减温层（20）还包括第一加固钢筋（13）和第二加固钢筋（14），第一加固钢筋（13）贯穿多组散热板组件（21）位置相互对应的外槽（12），将相邻的散热板组件（21）连为一体，第二加固钢筋（14）设置在相邻两组散热板组件（21）之间并第一加固钢筋（13）交叉固定连接，在大体积混凝土（4）外侧设有冷却水存储装置（1），冷却水存储装置（1）的一端连接有进水管（3）而另一端连接有出水管（2），进水管（3）与冷却管（5）的进水口（6）相连接，出水管（2）与冷却管（5）的出水口（7）相连接。

2.如权利要求1所述的大体积混凝土减温层结构，其特征在于，在大体积混凝土（4）的内部设有三组减温层（20）, 三组减温层（20）呈竖向结构等间距分布在大体积混凝土（4）内部。

3.如权利要求1所述的大体积混凝土减温层结构，其特征在于，所述冷却水存储装置（1）内部安装有用于保证供水压力的增压泵，增压泵设置有两组并分别与进水管（3）和出水管（2）相连。

4.如权利要求1所述的大体积混凝土减温层结构，其特征在于，所述进水管（3）和出水管（2）中分别连接有监控器（17），监控器（17）包括温度传感器、流量传感器和流速传感器。

5.如权利要求1所述的大体积混凝土减温层结构，其特征在于，所述冷却管（5）是截面呈圆形结构的铜管，冷却管（5）的U形弯折处是U形管通过螺纹结构与直管连接形成。

6.如权利要求1所述的大体积混凝土减温层结构，其特征在于，所述散热板（8）采用铜制成，横向支撑板（9）和其两端的斜向支撑板（10）之间形成等腰梯形支撑结构，两块散热板（8）相互对接贴合后，在外槽（12）内设有垫块（15），垫块（15）套接在第一加固钢筋（13）表面，且垫块（15）上下端与外槽（12）之间相互嵌合。

7.如权利要求1所述的大体积混凝土减温层结构，其特征在于，所述散热板组件（21）的安装槽（18）在对接处涂抹有一层密封胶（19），安装槽（18）整体呈中部高两端低的倾斜状。

8.如权利要求1所述的大体积混凝土减温层结构，其特征在于，所述冷却管（5）与安装槽（18）竖直向两侧壁相互接触，冷却管（5）与安装槽（18）上下两端侧壁形成用于散热的缝隙。

9.如权利要求1所述的大体积混凝土减温层结构，其特征在于，所述出水管（2）与冷却水存储装置（1）之间连接有冷却器（16），冷却器（16）是列管式冷却器或板式冷却器或风冷式冷却器。

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