一种混凝土动态控温装置及方法与流程

专利2025-04-20  19


本发明涉及混凝土浇筑,具体为一种混凝土动态控温装置及控温方法。


背景技术:

1、混凝土作为一种多相复合型材料,在土木工程领域的应用不胜枚举,随着时代的发展,我国的超长大面积大体积混凝土工程日益增多,由于其尺寸较大、浇筑量大的工程特点,使得其内部水泥水化放热较为集中,故而温升较快。又由于混凝土的导热性能较差,导致内外温差极易增大,因此而产生的温度裂缝会严重影响构件的耐久性及安全性。

2、现有技术中,如cn 117846336 a公开一种大体积混凝土温度自适应控制的装置,cn 117215344a、cn 212425888u、cn 219476034u等对比文件均是对外部系统进行改进,即增加传感器以及提升其智能性,但并没有考虑如何采用物理结构的改进上增加提高动态控温的性能。


技术实现思路

1、发明目的:本发明针对上述现有技术中龄期配筋混凝土控温系统结构复杂的问题,构建了一种混凝土动态控温装置,在此基础上,还公开了一种混凝土动态控温方法。

2、技术方案:本发明的一方面,提供一种混凝土动态控温装置,该装置被浇筑在早龄期配筋混凝土中,所述装置包括套筒,所述套筒包裹于分布钢筋的外表面,所述套筒外表面设置有控温结构,所述控温结构设置为从套筒上端分布至套筒下端的螺旋状结构,所述螺旋状结构包括端a和与所述端a相对的端b,所述端a附着在所述套筒的外表面,所述端b为沿端a向所述套筒的外部方向逐渐紧缩呈现闭合的尖端结构,所述端a与端b之间形成容置空间,所述端a为具有一定宽度且顺着所述套筒外表面设置的平面。

3、进一步的,包括:

4、所述套筒的厚度设置为4~6mm,其由内外两层复合加工而成。

5、进一步的,包括:

6、所述套筒的外层采用优质柔软的交联聚烯烃材料,靠近所述分布钢筋的内层采用热熔胶,其与所述分布钢筋有良好的粘接力。

7、进一步的,包括:

8、所述套筒在早龄期配筋混凝土水化放热时,受热收缩,其整个固定在分布钢筋上。

9、进一步的,包括:

10、所述容置空间填充相变材料和高分子化合物,所述相变材料填充在所述容置空间的中心处,所述高分子化合物包裹在所述相变材料外层,并与所述套筒固定在一起。

11、进一步的,包括:

12、所述相变材料为20号低熔点石蜡,其储能能力大于等于160kj/kg,控制相变温度阈值在20±2℃。

13、进一步的,包括:

14、所述高分子化合物采用epdm橡胶,其填充厚度为1~3mm。

15、另一方面,本发明还提供一种混凝土动态控温系统,该系统包括如上述所述的控温装置、传感器组件以及处理器,所述传感器组件设置在控温装置中,用于实时监测控温装置的温度,所述处理器用于根据监测的实时温度判断是否达到养护温度。

16、最后,本发明还提供一种如上述所述的混凝土动态控温装置实现的控温方法,该方法包括以下步骤:

17、s1开始浇筑混凝土,混凝土水化放热,所述套筒(1)受热收缩吸附在分布钢筋层;

18、s2判断养护温度是否在20±2℃范围内,若是,则继续养护,否则,进入步骤s3;

19、s3养护温度是否高于22℃,若是,则相变材料融化吸热后,继续养护,否则,相变材料凝固放热,后转到步骤s4;

20、s4继续判断养护温度是否在20±2℃范围内,若是,则继续养护,否则,跳转到步骤s3。

21、有益效果:相比现有技术,本发明具有以下优点:

22、(1)本发明的控温结构采用螺旋鳍状附着在套筒上,且螺旋鳍状的外部带肋,这样的结构一方面带肋本身就增大了接触面积,且钢筋是热的良导体,能帮助热量传导更均匀,使得相变材料反应更均匀;其次,带肋结构有利于钢筋和混凝土之间的粘结;

23、(2)本发明操作简易,将钢筋与空气和水隔绝开,降低钢筋腐蚀的可能性,通过相变材料相变形态的改变,使混凝土与钢筋的温度在混凝土养护过程中处于相对稳定状态,智能调节温度,降低温度裂缝产生与发展的可能性,增强早龄期配筋混凝土的耐久。



技术特征:

1.一种混凝土动态控温装置,该装置被浇筑在早龄期配筋混凝土(3)中,其特征在于,所述装置包括套筒(1),所述套筒(1)包裹于分布钢筋(2)的外表面,所述套筒(1)外表面设置有控温结构(4),所述控温结构(4)设置为从套筒(1)上端分布至套筒(1)下端的螺旋状结构,所述螺旋状结构包括端a(41)和与所述端a(41)相对的端b(42),所述端a(41)附着在所述套筒(1)的外表面,所述端b(42)为沿端a(41)向所述套筒(1)的外部方向逐渐紧缩呈现闭合的尖端结构,所述端a(41)与端b(42)之间形成容置空间(43),所述端a(41)为具有一定宽度且顺着所述套筒(1)外表面设置的平面。

2.根据权利要求1所述的混凝土动态控温装置,其特征在于,所述套筒(1)的厚度设置为4~6mm,其由内外两层复合加工而成。

3.根据权利要求2所述的混凝土动态控温装置,其特征在于,所述套筒(1)的外层采用优质柔软的交联聚烯烃材料,靠近所述分布钢筋(2)的内层采用热熔胶,其与所述分布钢筋(2)有良好的粘接力。

4.根据权利要求3所述的混凝土动态控温装置,其特征在于,所述套筒(1)在早龄期配筋混凝土(3)水化放热时,受热收缩,其整个固定在分布钢筋(2)上。

5.根据权利要求1所述的混凝土动态控温装置,其特征在于,所述容置空间(43)填充相变材料和高分子化合物,所述相变材料填充在所述容置空间(43)的中心处,所述高分子化合物包裹在所述相变材料外层,并与所述套筒(1)固定在一起。

6.根据权利要求5所述的混凝土动态控温装置,其特征在于,所述相变材料为20号低熔点石蜡,其储能能力大于等于160kj/kg,控制相变温度阈值在20±2℃。

7.根据权利要求5所述的混凝土动态控温装置,其特征在于,所述高分子化合物采用epdm橡胶,其填充厚度为1~3mm。

8.一种混凝土动态控温系统,其特征在于,该系统包括权利要求1-7任一项所述的控温装置、传感器组件以及处理器,所述传感器组件设置在控温装置中,用于实时监测控温装置的温度,所述处理器用于根据监测的实时温度判断是否达到养护温度。

9.一种根据权利要求1-7任一项所述的混凝土动态控温装置实现的控温方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:


技术总结
本发明提供一种混凝土动态控温装置,该装置被浇筑在早龄期配筋混凝土中,包括套筒,套筒包裹于分布钢筋的外表面,套筒外表面设置有控温结构,控温结构设置为从套筒上端分布至套筒下端的螺旋状结构,其包括端A附着在套筒的外表面,端B为沿端A向所述套筒的外部方向逐渐紧缩呈现闭合的尖端结构,端A与端B之间形成容置空间,端A为具有一定宽度且顺着套筒外表面设置的平面。本发明的控温结构采用螺旋鳍状附着在套筒上,且螺旋鳍状的外部带肋,这样的结构一方面带肋本身就增大了接触面积,且钢筋是热的良导体,能帮助热量传导更均匀,使得相变材料反应更均匀;其次,带肋结构有利于钢筋和混凝土之间的粘结。

技术研发人员:贲树俊,胡东康,胡楠,赵海涛,陈硕,康鹏飞,徐忞慧,王小耿
受保护的技术使用者:南通电力设计院有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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