一种大体积混凝土降温装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种用于大体积混凝土降温的装置，属于大体积混凝土降温技术领域。


背景技术：

2.目前在建筑施工中常常涉及到大体积混凝土施工。大体积混凝土内的温度应力是引发混凝土自身开裂的常见原因之一，特别是在大体积混凝土施工期间，混凝土水化会形成大量热量，如果不能有效均匀的散热，则将形成较大的温度应力，从而致使混凝土发生开裂而降低施工质量。由此可见，对大体积混凝土进行温度控制可以直接影响大体积混凝土施工的质量。而当前业界普遍的做法是在大体积混凝土内部预埋用于散热的冷却水管，这种已有做法需要在现场配备水泵、水箱等设备，并且需要不停的抽水换水，十分繁琐，费时费力，施工成本较高。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种大体积混凝土降温装置，其对大体积混凝土实现了有效降温的目的，施工成本低，操作便捷，适于推广。
4.为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：
5.一种大体积混凝土降温装置，其特征在于：它包括薄壁钢管，其中：薄壁钢管内灌入温度传导液，薄壁钢管的顶部连接有翅片管，处于薄壁钢管内的底部的温度传导液被密封在薄壁钢管与翅片管形成的密闭腔内。
6.本实用新型的优点是：
7.本实用新型利用温度传导液汽化吸热、液化回流的物理原理，对大体积混凝土实现了有效降温，降温效果好，且本实用新型无需现场配备其它设备，施工成本低，操作便捷，省时省力。
附图说明
8.图1是本实用新型大体积混凝土降温装置的一较佳实施例结构示意图。
9.图2是图1中的a部分的放大示意图。
10.图3是本实用新型大体积混凝土降温装置的另一较佳实施例结构示意图。
11.图4是本实用新型大体积混凝土降温装置的使用说明示意图。
具体实施方式
12.如图1至图4，本实用新型大体积混凝土降温装置包括在浇筑大体积混凝土50之前预埋的薄壁钢管10，即在浇注混凝土之前先将薄壁钢管10与浇筑钢筋(图中未示出)绑扎固定，其中：在大体积混凝土50浇筑完成后薄壁钢管 10的顶部露出大体积混凝土50，薄壁钢管10内灌入温度传导液30，薄壁钢管 10露出大体积混凝土50的顶部连接有翅片管20，处于
薄壁钢管10内的底部的温度传导液30被密封在薄壁钢管10与翅片管20形成的密闭腔内。
13.在实际设计中，如图1和图3，翅片管20包括呈“1”字状的直管21，直管21的底口敞开、顶口封闭，直管21的外侧从上到下螺旋状地设有翅片22。翅片管20的直管21采用圆管制作，翅片管20为本领域的已有部件。
14.在本实用新型中，如图1，薄壁钢管10为底口封闭、顶口敞开、呈“1”字状的竖管，竖管的顶部露出浇筑完成后的大体积混凝土50。或者，如图3，为了更好地传导混凝土内部的温度，薄壁钢管10可包括间隔分布的多个底口封闭、顶口敞开、呈“1”字状的竖管11，各竖管11的顶口通过相应连接管 12与用于露出大体积混凝土50外的外露竖管13连接，外露竖管13的顶口敞开来与翅片管20连接。在实际中，薄壁钢管10采用圆管制作。
15.在这里，预埋的薄壁钢管10接触混凝土的面积越大，降温能力越强，其中，连接管12可倾斜设计(如图3)，或者设计成圆盘状等，不受局限，连接管12的结构形状只要设计成利于温度传导液30汽化上升至翅片管20内即可。
16.在实际设计中，如图3，当薄壁钢管10包括多个竖管11时，根据实际情况，有些竖管11的顶口通过连接管12与外露竖管13连接，有些竖管11的顶口直接与外露竖管13连接。
17.对于混凝土厚度大于2m、体量较大的大体积混凝土，较佳的方案是，在混凝土内对薄壁钢管10进行多层设置，即：各薄壁钢管10的各竖管11在浇注大体积混凝土50之前预埋的深度不完全相同，或说，各薄壁钢管10的各竖管11的长度不完全相同。换句话说，根据大体积混凝土的体量，从混凝土表面向下分多个深度位置，每个深度位置设置一层竖管11，一层竖管11至少设有一竖管11，请参考图3来理解，如图3，图中示出了在大体积混凝土中的三个深度位置上各设置一竖管11的情形。
18.在实际设计中，薄壁钢管10的管壁厚度小于翅片管20的管壁厚度，薄壁钢管10的管壁厚度设计为2mm～3mm为宜。
19.在实际设计时，各竖管11与大体积混凝土50边缘之间相距的距离大于等于1.5m，各竖管11之间的间距为0.8m左右，各竖管11与大体积混凝土50 底面之间相距的距离大于等于0.5m，各竖管11之间呈梅花形布置。进一步来说，薄壁钢管10露出大体积混凝土50的长度设计为0.2m，翅片管20的长度设计为1m。
20.如图2，在实际设计中，薄壁钢管10与翅片管20之间插接的同时垫设有橡胶垫40来增强稳固性，并且，橡胶垫40的这种方式更加简便，易于翅片管 20的拆卸，成本也低。当然，薄壁钢管10与翅片管20之间还可通过粘接等方式进行连接，不受局限。
21.在本实用新型中，温度传导液30为因混凝土浇注入模升温后达到沸点汽化吸收热量、上升至翅片管20内，继而在翅片管20内与环境温度接触降温至低于沸点变成液体回流至薄壁钢管10内，如此循环反复来达到对大体积混凝土50降温目的的材料。在实际设计中，温度传导液30选用三氯三氟乙烷为宜。三氯三氟乙烷(化学式为cfc
‑
113)在常温下为无色透明液体，无毒、无腐蚀、不燃，稳定性高，能溶于醇、醚等溶剂，特别能溶解油脂和润滑油，沸点(在 101.3kpa的条件下)为47.57℃。当然，温度传导液30也可使用其它具有类似三氯三氟乙烷物理特性的材料。
22.本实用新型利用了温度传导液30，特别是三氯三氟乙烷在沸点47.57℃时汽化大量吸热的物理特性，将在大体积混凝土内吸收的热量带到大体积混凝土外散发至大气中，同时在大气中降温液化又变为液态返回至大体积混凝土50 内部继续吸热，如此往复来达
到对大体积混凝土降温的目的。
23.具体来说，在浇筑大体积混凝土时，混凝土浇注的入模温度通常在5℃～30 ℃之间，混凝土在凝固过程中会发生水化反应，大量放热。对于混凝土表面，其与大气直接接触，温度容易散发，但混凝土内部的温度难以释放，会上升得非常高，足以达到三氯三氟乙烷的沸点。因此，基于薄壁钢管10的热传导作用，三氯三氟乙烷在混凝土内部温度的作用下达到沸点，汽化吸收大量热量，沿着薄壁钢管10上升至翅片管20内。由于翅片管20与环境或说大气的接触面积大，因此降温速度非常快，当三氯三氟乙烷的温度降低至低于沸点时，三氯三氟乙烷液化形成液体，顺着翅片管20回流至薄壁钢管10内，继续在混凝土热量的作用下再次汽化吸热，如此循环反复，最终使得大体积混凝土50内部温度降低至预定温度(预定温度低于温度传导液30的沸点)，从而达到对大体积混凝土50内部降温的效果。
24.使用时，按照如下步骤来使用本实用新型大体积混凝土降温装置，步骤包括：
25.1)在浇筑大体积混凝土50之前，在浇筑钢筋上绑扎固定好薄壁钢管10 以及温度传感器(图中未示出)；
26.2)往各薄壁钢管10内灌入温度传导液30；
27.3)在各薄壁钢管10露出浇筑钢筋的顶部上安装好翅片管20；
28.4)支设模板，然后浇注混凝土，完成大体积混凝土50的浇筑；
29.5)大体积混凝土50借由温度传导液30实现降温；
30.6)当借由温度传感器检测到大体积混凝土50的内部温度降低至预定温度 (预定温度低于温度传导液30的沸点)后，降温过程自动停止，此时拆卸下翅片管20即可。
31.举例：
32.采用图1示出的本实用新型大体积混凝土降温装置对大体积混凝土进行降温作业，如图4，其中，温度传导液30选用三氯三氟乙烷(沸点47.57℃)。在实际测量时，仅示意性地在某一位置竖向开设测温孔，并且在测温孔内相对于混凝土的上层、中层和下层分别安装温度传感器来实施测温。另外，在混凝土内部安装用于测量入模温度的温度传感器，以及在现场安装用于测量环境温度的温度传感器。通过本实用新型大体积混凝土降温装置实施降温后得到下表所列数据：
33.[0034][0035]
从上表可以发现，混凝土浇注时的入模温度为12.8℃，在混凝土浇筑完成后，混凝土随着水化作用开始升温，请参见上表，从第一天至第三天，混凝土的中层、下层温度逐渐上升。在第二天时，混凝土的中层温度便上升超过了三氯三氟乙烷的沸点47.57℃，于是，薄壁钢管10内的三氯三氟乙烷开始发挥作用，汽化、大量吸热并上升，同时将热量带到翅片管20内与环境接触而散发掉，在热量散发的同时又降温形成液体，于是三氯三氟乙烷回流至薄壁钢管10 内，如此循环反复，最终使得大体积混凝土50的内部温度得到降低，达到降温目的。参见上表，由于混凝土自身的升温作用，从第一天开始到第三天，三氯三氟乙烷的降温效果并没有显现出来，第三天时，混凝土内部的最高温度达到了60.6℃，但是，随着三氯三氟乙烷的降温作用时间的增加，请参见上表，从第四天开始，混凝土内部，即混凝土的中层和下层开始了持续降温，此降温过程一直延续至混凝土的内部温度趋于稳定(上表仅示意性地示出七天的降温过程)。并且，在降温过程中，混凝土的降温速率(降温速率不宜过
大)及混凝土里表温差均满足了目前施工规范的要求，可见，本实用新型大体积混凝土降温装置确实对大体积混凝土能够实现有效的降温。
[0036]
这里需要提及的是，对于混凝土的上层，即混凝土表面，由于其与大气直接接触，温度容易散发，因此其降温不依赖于本实用新型大体积混凝土降温装置。
[0037]
本实用新型的优点是：
[0038]
1、本实用新型利用温度传导液汽化吸热、液化回流的物理原理，对大体积混凝土实现了有效降温，降温效果好，且本实用新型无需现场配备其它设备，施工成本低，操作便捷，省时省力。
[0039]
2、本实用新型主要依靠温度传导液本身物理特性进行循环往复的主动降温，不需要过多的人工干预，且当混凝土内部温度不足以影响大体积混凝土的施工质量时，温度传导液会自动停止作用，省时省力。
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3、本实用新型现场易于操作，翅片管可重复使用，三氯三氟乙烷材料易得，稳定性高，材料成本大大降低。
[0041]
以上所述是本实用新型较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本实用新型的精神和范围的情况下，任何基于本实用新型技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本实用新型保护范围之内。