一种混凝土智能动态温控方法技术

本发明专利技术提供一种混凝土智能动态温控方法，通过布设冷却水管，实现温控，通过布设温度传感器测量混凝土实时温度，通过温度传感器采集的温度进行状态判别，并给出不同的温度调方法，实现动态温控，提高了通水水温与混凝土内部温度场的适应性，避免出现温度裂缝，对于混凝土温度施工具有较强的指导意义。凝土温度施工具有较强的指导意义。凝土温度施工具有较强的指导意义。

【技术实现步骤摘要】
一种混凝土智能动态温控方法


[0001]本专利技术涉及工程施工领域，具体涉及一种混凝土智能动态温控方法。

技术介绍

[0002]混凝土是现代工程中最常见的建筑施工材料，其广泛应用在水利、土木、交通、建筑等领域，混凝土中的胶凝材料由于会发生水化反应，在浇筑完成后产生一定的热量，上述热量聚集在混凝土结构内部，容易造成混凝土内部温度过高，而表面温度过低，内外温差会造成混凝土出现一定的温度应力，对于结构尺寸较大的大体积混凝土，更是加剧这种温度应力，一旦温度应力超过混凝土的抗拉极限，则会产生温度裂缝，影响结构的正常使用。
[0003]对于混凝土结构，尤其是大体积混凝土工程，采取必要的温控措施进行温度控制，具有十分重要的现实意义。目前的温控措施大多采用优化混凝土配比、覆盖保温材料、通冷却水管、跳仓、分层分块等方法，对于冷却水管，可以较好的带走内部产生的热量，减少内外温差，因此，得到较为广泛的应用。
[0004]冷却水管可以降低混凝土内部热量，但现阶段混凝土的冷却水管冷却均是控制进水口和出水口温度，大多采用定量定温的方法，并没有采用动态温控，这种温控方法虽然也会导致混凝土具有较好的温控效果，但是却也容易造成混凝土内部的局部温度梯度过大造成破坏。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对现有技术的问题，提供一种混凝土智能动态温控方法。
[0006]本专利技术提供一种混凝土智能动态温控方法，所述混凝土为大体积混凝土，在混凝土浇筑期间埋设冷却水管，所述冷却水管包括进水口和出水口，在所述混凝土中埋设多个温度传感器，所述混凝土层高不低于1m，且不超过2m，且为长方体结构，所述长方体的最大边长不超过20m；所述动态温控方法包括如下步骤：S1：地基处理，并在处理完的地基上设置砂垫层，在所述砂垫层上设置碎石垫层，在所述碎石垫层上设置多个纵向钢筋，所述纵向钢筋依次穿过碎石垫层和砂垫层，并伸入至地基中，在所述纵向钢筋上绑扎形成钢筋笼；S2：在所述钢筋笼中设置两层冷却水管，所述冷却水管蛇形布置，其分别与钢筋固定连接，所述冷却水管分别位于所述混凝土的上部和下部，且距离混凝土的底部和顶部的尺寸均不小于20cm；每层所述冷却水管均包括进水口和出水口，所述进水口设置有第一水箱，所述进水口与所述第一水箱通过水泵连接，所述出水口设置有第二水箱，所述第一水箱中设置有温度计、加热装置和制冷装置；S3：在所述混凝土的中层位置处设置若干温度传感器，所述温度传感器包括中心温度传感器和周边温度传感器，所述周边温度传感器对称布置，共设置为4个，分别位于所述混凝土中层的四个边长方向上，所述周边温度传感器距离所述混凝土表面距离不小于10cm，所述温度传感器均固定在钢筋笼上，固定方式为：在钢筋笼上设置定位杆，所述定位
杆上固定塑料套筒，所述塑料套筒内设置温度传感器，所述温度传感器均通过通讯线与混凝土外部的测温装置连接；S4：待温度传感器、冷却水管布置完成后，浇筑混凝土，获取温度传感器的温度值，并启动水泵进行通水冷却，进行动态温控，所述动态温控的方法包括如下步骤：S41：在中心温度传感器的升温阶段，获取中心温度传感器的温度，作为第一标准温度，令第一标准温度减去第一设定值为第一最低温度，令第一标准温度减去第二设定值为第一最高温度，若第一水箱中的温度计获取的温度低于第一最低温度，则启动加热装置，若第一水箱中的温度计获取的温度高于最高温度，则启动制冷装置，若第一水箱中的温度计获取的温度位于第一最低温度和第一最高温度之间，则正常工作即可；S42：在中心温度传感器的降温阶段，获取4个周边温度传感器的温度，取其平均值，作为第二标准温度，令第二标准温度减去第三设定值为第二最低温度，令第二标准温度减去第四设定值为第二最高温度，若第二水箱中的温度计获取的温度低于第二最低温度，则启动加热装置，若第二水箱中的温度计获取的温度高于第二最高温度，则启动制冷装置，若第二水箱中的温度计获取的温度位于第二最低温度和第二最高温度之间，则正常工作即可；S5：待混凝土养护至设计要求时，拆除第一水箱、第二水箱、温度计、加热装置和制冷装置，并切断冷却水管的进水口和出水口以及温度传感器连接的通讯线，并对切断处进行封堵即可完成。
[0007]作为优选，所述加热装置为电热丝，所述制冷装置可以为风冷装置，也可以选择为水泵连接的冷水水源。
[0008]作为优选，所述加热装置、制冷装置、温度计以及温度传感器均与所述控制装置连接，所述控制装置分别获取温度传感器和温度计的温度数据，并控制加热装置或制冷装置工作或不工作。
[0009]作为优选，中心温度传感器的升温阶段及降温阶段的判断方法为：如果中心温度传感器连续1小时获取的平均温度高于前1小时获取的平均的温度，则为升温阶段；若不满足，则为降温阶段。
[0010]作为优选，温度传感器获取温度的所述频率不大于1min，每小时获取的温度点数据不小于60个。
[0011]作为优选，所述两层冷却水管沿混凝土厚度中层面对称布置。
[0012]本专利技术的工作原理和有益效果如下：混凝土尤其是大体积混凝土在浇筑完成后，会在内部产生较大的热量，由于混凝土是不良的热导体，所以在不断产生热量的同时，也会对外进行扩散、散热，但是散热的速率小于产热速率，所以早期其中心处于升温阶段；随着水化反应的进行，其产热速率逐渐减低，散热速率大于产热速率，所以中心处于降温阶段，混凝土早期一般处于升温阶段，而浇筑完成一定时间后（一般3
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7d）则进入降温阶段，对于升温阶段和降温阶段应当采取不同的温控措施。
[0013]本专利技术的重要专利技术点之一就是根据中心温度传感器获取的温度状态，判定其升温阶段或降温阶段，对于简单判别，也可以根据经验认为中心点温度达到峰值前为升温阶段，达到峰值后为降温阶段；升温阶段混凝土内部温度高，此时需要通水降低内部温度，但是通
水温度不宜过低，过低的通水温度会使得水管处混凝土温度与水管温度产生较大的梯度，引起局部破坏，所以在升温阶段既要控制较低的通水温度，带走产生的热量，同时也要控制不要出现过低温度，引起局部破坏；此时衡量的标准温度是中心温度传感器的实测温度，其作为升温阶段的衡量标准；降温阶段由于水化反应趋于平缓，此时控制的通水温度主要用于避免出现较大的温度梯度，标准温度为周边温度传感器的平均温度，其代表混凝土接近表面处的温度，其受外界气温的影响会产生一定的波动，采用此标准温度，可以适应混凝土降温阶段的温度变化，从而提高温控效果。
[0014]在升温阶段需要带走内部热量，避免水化反应产生的热量聚集，因此判断依据可以为第一水箱，即进水口的温度值；而在降温阶段，混凝土水化反应强度降低，产热作用平和，可以选择第二水箱，即出水口的温度作为判断依据。
[0015]本专利技术的动态温控中，所述通水温度受混凝土内部实测温度和通水温度的影响，从而采取动态的进水温度控制模式，这种模式可以较好的适应混凝土内部温度，避免温度造成的局部破坏，可以提高温控浇筑质量，避免温度梯度造成的破坏。
[0016]采用控制装置进行分析计算，实现智能温控技本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混凝土智能动态温控方法，所述混凝土为大体积混凝土，在混凝土浇筑期间埋设冷却水管，所述冷却水管包括进水口和出水口，在所述混凝土中埋设多个温度传感器，所述混凝土层高不低于1m，且不超过2m，且为长方体结构，所述长方体的最大边长不超过20m；所述动态温控方法包括如下步骤：S1：地基处理，并在处理完的地基上设置砂垫层，在所述砂垫层上设置碎石垫层，在所述碎石垫层上设置多个纵向钢筋，所述纵向钢筋依次穿过碎石垫层和砂垫层，并伸入至地基中，在所述纵向钢筋上绑扎形成钢筋笼；S2：在所述钢筋笼中设置两层冷却水管，所述冷却水管蛇形布置，其分别与钢筋固定连接，所述冷却水管分别位于所述混凝土的上部和下部，且距离混凝土的底部和顶部的尺寸均不小于20cm；每层所述冷却水管均包括进水口和出水口，所述进水口设置有第一水箱，所述进水口与所述第一水箱通过水泵连接，所述出水口设置有第二水箱，所述第一水箱中设置有温度计、加热装置和制冷装置；S3：在所述混凝土的中层位置处设置若干温度传感器，所述温度传感器包括中心温度传感器和周边温度传感器，所述周边温度传感器对称布置，共设置为4个，分别位于所述混凝土中层的四个边长方向上，所述周边温度传感器距离所述混凝土表面距离不小于10cm，所述温度传感器均固定在钢筋笼上，固定方式为：在钢筋笼上设置定位杆，所述定位杆上固定塑料套筒，所述塑料套筒内设置温度传感器，所述温度传感器均通过通讯线与混凝土外部的测温装置连接；S4：待温度传感器、冷却水管布置完成后，浇筑混凝土，获取温度传感器的温度值，并启动水泵进行通水冷却，进行动态温控，所述动态温控的方法包括如下步骤：S41：在中心温度传感器的升温阶段，获取中心温度传感器的温度，作为第一标准温度，令第一标准温度减去第一设定值为第一最低温度，令第一标准温度减去第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：王凯，王远志，郑向歌，王艺荣，王利卿，李戈，郑武强，王磊，张钧宇，杨欲晓，李俊颖，周黎明，
申请(专利权)人：河南水利与环境职业学院，
类型：发明
国别省市：