基于热管的混凝土浇筑结构的制作方法

本实用新型属于混凝土浇筑领域，具体提供一种基于热管的混凝土浇筑结构。

背景技术：

随着社会的发展，混凝土已成为了一种不可或缺的建筑材料。混凝土(具体指混凝土中的水泥)在使用过程中会与水发生水化反应并释放热量，对于尤其是大体积的工程，比如大坝、桥墩、基础等，水化热来不及释放就会越积越多很容易导致混凝土膨胀开裂导致毁灭性的后果。

目前，较为成熟的大体积混凝土浇筑降温方法主要有四种。第一种，用镀锌铁管辅以流水，并在铁管外壁上设置多个散热片分布板，在散热片分布板上设置多个散热片，以增加铁管的吸热和散热面积，进而能够快速降低大体积混凝土内部的水化热。第二种，通过预埋冷却循环水管，将温感元件、流量控制器、储水箱、加热散热控制器等与温控系统相连接，从而实现大体积混凝土施工的自动控温，进而达到降低大体积混凝土内部的水化热的目的。第三种，用温差控制器来检测混凝土浇筑时释放的热量，通过相连的导管和水泵来降低大体积混凝土内部的水化热。第四种，通过分层振捣浇筑的方法来降低大体积混凝土内部的水化热。

但是，前三种方法均是通过水来降低大体积混凝土内部的水化热的，不仅过程较为复杂，而且对水的需求量极大，在水资源匮乏的地方无法实施，若是将水进行循环利用，则会大大增加施工成本。第四种方法虽然对水的需求量小，但是对振捣要求较高，需要等待混凝土初凝的时间，以便控制分层位置，施工过程复杂，工作量大，并且散热速度较慢。若是对混凝土的初凝时间控制不好，还会出现混凝土分层现象，这是工程建设中坚决杜绝出现的现象。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有技术中混凝土浇筑通过大量的水消除水化热时浪费水资源且受限于环境因素的问题，以及通过分层振捣浇筑的方法来消除水化热时工作量大、散热速度慢和容易出现混凝土分层现象的问题，本实用新型提供了一种基于热管的混凝土浇筑结构，所述浇筑结构包括：被浇筑的混凝土；热管，其一端被埋置于所述混凝土中，另一端从所述混凝土中伸出。

在上述浇筑结构的优选技术方案中，所述混凝土浇筑结构包括支撑件，所述热管与所述支撑件固定连接。

在上述浇筑结构的优选技术方案中，所述混凝土浇筑结构包括钢筋，所述钢筋用作所述支撑件。

在上述浇筑结构的优选技术方案中，所述钢筋与所述热管通过捆绑的方式固定连接，或者所述钢筋与所述热管通过焊接的方式固定连接。

在上述浇筑结构的优选技术方案中，所述热管的直径比所述钢筋的直径大3～10mm。

在上述浇筑结构的优选技术方案中，所述热管的数量为多个，所述多个热管均匀分布于所述混凝土内部。

在上述浇筑结构的优选技术方案中，所述热管为碳钢热管。

本实用新型的基于热管的混凝土浇筑结构能够将混凝土浇筑过程中产生的水化热高效地从埋置于混凝土中的热管的一端传导至伸出混凝土的热管的另一端，从而避免了混凝土因内部水化热积聚过多而造成的混凝土膨胀开裂现象，并且由于热管在工作中不需要消耗水，因此，本实用新型的基于热管的混凝土浇筑结构还能够节约水资源。

在另一方面本实用新型还提供了一种基于热管的混凝土结构浇筑的降温方法，该降温方法包括以下步骤：选择热管；将所述热管固定到待浇筑混凝土的目标位置；进行混凝土浇筑。

在上述降温方法的优选技术方案中，“选择热管”的步骤进一步包括：根据混凝土结构的体积、混凝土的种类和混凝土的浇注速度中的至少一项来选择相应规格的热管和/或热管的数量。

在上述降温方法的优选技术方案中，所述混凝土结构包括钢筋，在将所述热管固定到待浇筑混凝土的目标位置的步骤之前执行将所述热管与所述钢筋固定的步骤。

在上述降温方法的优选技术方案中，所述热管的直径比所述钢筋的直径大3～10mm。

在上述降温方法的优选技术方案中，“将所述热管与所述钢筋固定”的步骤进一步包括：通过焊接或捆绑的方式将所述热管固定到钢筋上。

在上述降温方法的优选技术方案中，所述目标位置是地基，“将所述热管固定到待浇筑混凝土的目标位置”的步骤进一步包括：将所述热管埋置到所述地基中。

在上述降温方法的优选技术方案中，所述地基是土基。

在上述降温方法的优选技术方案中，所述热管是碳钢热管。

本实用新型的基于热管的混凝土结构浇筑的降温方法，通过将热管固定到目标位置，进而对目标位置进行混凝土浇筑，使得混凝土在浇筑过程中产生的水化热能够通过热管及时高效地传导出去。由于热管在工作中不需要消耗水，因此，通过本实用新型的降温方法还能够节约水资源，即使在没有水资源的环境中，也能够通过本实用新型及时将混凝土浇筑过程中产生的水化热传导出去，避免了混凝土浇筑过程中因内部水化热积聚过多而造成的混凝土开裂现象。

附图说明

图1是本实用新型以混凝土浇筑基础为例的基于热管的大体积混凝土浇筑结构的示意图；

图2是本实用新型以混凝土浇筑基础为例的基于热管的大体积混凝土浇筑结构沿图2中C-C方向的剖视图；

图3是本实用新型实施例的基于热管的大体积混凝土结构浇筑的降温方法的步骤流程图；

图4是本实用新型实施例的基于热管的大体积混凝土结构浇筑的降温方法的水化热传导原理图。

附图标记列表：

1、钢筋；2、碳钢热管；3、混凝土基础；4、混凝土垫层；5、土壤。

具体实施方式

下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非用于限制本实用新型的保护范围。例如，虽然说明书是以碳钢热管为例来对本实用新型的基于热管的大体积混凝土结构浇筑的降温方法进行介绍的，但是很明显本实用新型的降温方法还可以采用其他的热管，如铜热管，本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合。

热管是一种具有极高导热性能的传热元件，它通过在全封闭真空管内的液体的蒸发与凝结来传递热量，它利用毛细作用等流体原理，起到类似冰箱压缩机制冷的效果。具有很高的导热性、优良的等温性、热流密度可变性、热流方向的可逆性、可远距离传热、恒温特性(可控热管)、热二极管与热开关性能等一系列优点。

本实用新型的基于热管的混凝土浇筑结构尤其适用于大体积的混凝土浇筑结构，其主要包括被浇筑的混凝土、钢筋和热管，其中，热管通过焊接或捆绑的方式与钢筋固定连接为一个整体结构。进一步，热管优选地为碳钢热管，以便减少浇筑结构的成本。更进一步，根据实际工程需要该钢筋既可以是均匀布置的钢筋组，也可以是固定为一个整体的钢筋笼，或者本领域技术人员还可以根据需要选用其他装置或材料与碳钢热管固定连接，作为碳钢热管的支撑件能够防止碳钢热管在被混凝土浇筑时因混凝土的作用力而发生移动。

进一步，在对大体积混凝土结构进行浇筑前，连接为一个整体结构的碳钢热管和钢筋被埋置在地基中。具体地，将碳钢热管的一端埋置于地基中，在条件允许的情况下，碳钢热管的埋置应尽量深些，以便提高碳钢热管与地基的接触面积，进而提高碳钢热管的散热效率。

下面结合图1和图2所示的钢筋混凝土基础柱来对本实用新型的基于热管的大体积混凝土浇筑结构进行详细说明。

如图1和图2所示，钢筋1与碳钢热管2的上部分固定连接，碳钢热管2的下部分被深埋于地基(图1中所示的土壤5)中。为了增加钢筋混凝土基础柱的稳定性，在钢筋混凝土基础柱的下端设置有混凝土基础3，进一步，为了增加混凝土基础3与土壤5之间的平整度，在混凝土基础3与土壤5之间还设置有混凝土垫层4。

进一步参阅图1和图2，碳钢热管2均匀地分布在钢筋混凝土基础柱的内部，以便用最少数量的碳钢热管2就能够将钢筋混凝土基础柱浇筑过程中产生的水化热及时传导至土壤5中。

进一步，如图3所示，本实用新型的基于热管的大体积混凝土结构浇筑的降温方法主要包括：步骤S100，选择热管；步骤S200，将热管固定到钢筋上；步骤S300，将热管和钢筋一同固定到地基上；步骤S400，进行混凝土浇筑。

具体地，在步骤S100中，根据不同的工程选择不同规格的热管及其数量。更具体地，根据工程中混凝土的体积大小、浇筑时水化热产生的速度和水化热总量确定热管的规格和数量。进一步，混凝土浇筑时水化热产生的速度和水化热总量可根据混凝土结构的体积、混凝土的种类和混凝土的浇注速度中的至少一项获取。热管优选地是碳钢热管，以便能够降低热管的使用成本，或者本领域技术人员也可以根据实际需要选用其他规格的热管，如铜热管。此外，为了方便碳钢热管的固定(详细请参阅下文)碳钢热管的直径优选地大于钢筋直径的3～10mm，或者本领域技术人员可以根据实际需要选择其他直径的碳钢热管，如小于钢筋直径的碳钢热管。

具体地，在步骤S200中，将碳钢热管通过焊接或捆绑(绑接)的方式固定到钢筋上，或者本领域技术人员也可以根据实际情况通过其他的连接方式将碳钢热管与钢筋进行固定，如在碳钢热管上设置卡扣件，通过卡构件将碳钢热管卡扣在钢筋上。进一步，为了提高碳钢热管的吸热效率，将所有碳钢热管均匀分布在混凝土结构中，优选地每根钢筋上最多固定一根碳钢热管，当碳钢热管的数量超过钢筋的数量时，可以通过其他方式将碳钢热管固定于钢筋之间，如在两根钢筋之间横架一根钢筋，将碳钢热管固定到该横架的钢筋上。本领域技术人员能够理解的是，在实际施工过程中，钢筋通常以钢筋笼或钢筋架的形式出现。

具体地，在步骤S300中，将碳钢热管远离钢筋的一端与钢筋一同埋置在地基中，本领域技术人员容易理解的是，在实际施工过程当中，该地基通常为土基。本领域技术人员还能够理解的是，碳钢热管和钢筋既可以是竖直埋置于地基中，也可以倾斜或水平的埋置于地基中。

具体地，在步骤S400中，在碳钢热管和钢筋被埋置、固定到地基中后，对裸露在地基外的碳钢热管和钢筋以及其外围浇筑混凝土。混凝土浇筑过程中内部水化产生的热量会通过碳钢热管传导至地基中。

下面结合图4对本实用新型的基于热管的大体积混凝土结构浇筑的降温方法的工作原理进行详细说明。

如图4所示，在用混凝土浇筑绑定有热管的钢筋笼时，由于混凝土的水化会产生大量的热，尤其是对于大体积的混凝土结构，内部的热量如果来不及散发，会使混凝土结构膨胀开裂进而影响混凝土结构的质量。进一步，水化产生的热量的小部分通过混凝土结构的表面散发到空气中，水化产生的热量的大部分通过碳钢热管传导至地基中。所以，碳钢热管的设置能够高效地将混凝土结构内部产生的水化热及时传导出去，避免了混凝土结构因内部热量过高而膨胀开裂致使混凝土结构质量降低的现象。

在本实用新型的优选实施方案中，通过热管将混凝土结构的内部和地基进行连通，使得混凝土在浇筑过程中内部产生的水化热能够及时高效地传导至地基中，减少了混凝土浇筑过程中消除水化热的工作量，提高了混凝土的浇注效率，且不需要额外消耗水资源。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。