一种大体积混凝土高效降温装置的制作方法

本发明属于大体积混凝土工程技术领域，尤其涉及的是一种大体积混凝土高效降温装置。

背景技术：

近几年来，随着我国城市化进程的发展，各项基础设施陆续开工建设，大型结构、构造物不断增多，对于可以广泛用于大型现代化工程的建筑材料需求也日益增多。其中，混凝土结构以因为其承载力大、耐久性好、易于施工、价格低廉等原因，而在大型工程中广泛使用。大体积混凝土作为构造物中的主要承重结构，可以很好的发挥其优势，在超高层建筑底板、桥梁桥墩桥台、水利大坝、港口设施、原子核反应站等构造物中大量使用。

在我国，根据《大体积混凝土施工规范》(gb50496-2009)规定，对大体积混凝土的定义为：混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1米的大体量混凝土，或预计会因混凝土胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土。

大体积混凝土结构几何尺寸较大，混凝土浇筑以后，水泥进行水化反应，发出的热量很难通过混凝土表面排出，内部温度急剧快速上升；当成型一定时间后，温度开始逐渐降低，此时混凝土弹性模量比较大，在一定的约束条件下，由于温度梯度，会产生相当大的温度拉应力。

被动式通水冷却是大体积混凝土温控防裂的一项主要措施，目前主要采用不锈钢光面冷却水管系统，其热交换有限，降温效率低，降温幅度小。因此，需要改变冷却水管的结构，采用翅片冷却水管扩大了混凝土与水管的接触面积，加快了散热速度。翅片间距越小，高度越大，接触面积也越大。但为了使水泥浆体可以自由流入到翅片间隔之中，翅片间距不宜小于粗骨料的小粒径，实现大体积混凝土高效降温装置。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种大体积混凝土高效降温装置。本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，改进冷却水管的表面结构，增大冷却水管热交换接触面积，并建立一套以通水时间、通水流量和通水温度为变量的高效降温机制，实现大体积混凝土内部温度精准高效降温，达到大体积混凝土理想温控范围。

本发明的技术方案如下：

一种大体积混凝土高效降温装置，其中，包括控制服务器、冷却水循环机、冷却水管装置、数据采集仪、温度传感器、数字温度计相互通讯及相互连接；所述控制服务器与所述冷却水循环机连接，所述冷却水管装置与数字温度计连接，所述数字温度计及温度传感器与数据采集仪连接；所述温度传感器及冷却水管装置埋设于混凝土的降温块体内；所述温度传感器，用于测量混凝土的降温块体内的内外温度，同时传给数据采集仪进行数据采集。

上述中，所述的冷却水管装置为不锈钢材质的u型翅片冷水水管。

上述中，所述冷却循环水机，包括冷却水供给箱、压力泵和热机；所述的控制服务器接收数据采集仪的数据，同时根据数据采集仪的数据，向冷却水循环机发出响应命令。

上述中，所述响应命令包括：控制服务器控制热机供应适当温度的冷却水，和/或指导压力泵控制冷却循环水机的进管冷却水管的流量。

上述中，还包括数字流量计，所述数字流量计及数字温度计相连接，所述数字流量计及数字温度计设置在冷却循环水机的进管上，用于对冷却循环水机的进管的冷却水流量和温度进行测量，同时传给数据采集仪进行数据采集；所述数字温度计还设置在冷却循环水机的出管上，用于对冷却循环水机的出管的冷却水温度测量，同时传给数据采集仪进行数据采集。

上述中，还包括进出口水温数字温度计，进出口水温数字温度计与温度传感器相连接，温度传感器将冷却循环水机的进出口水温数字温度计采集的信息传入数据采集仪后，通讯给所述控制服务器，控制服务器实时冷却水供给箱的温度和冷却循环水机的进出口水管流量的精准调控。

采用上述方案与现有技术相比本发明的有益效果是：采用翅片冷却水管扩大了混凝土与水管的接触面积，加快了散热速度，可实现高效热量外输出；可通过通水流量和通水温度自动精准调控，实现混凝土内部温度发展可控，实现大体积混凝土内部温度精准高效降温，使得大体积混凝土理想温控范围。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明冷却水管不锈钢翅片正视图。

图3为本发明冷却水管不锈钢翅片断面图。

图4为本发明中混凝土最高内部温度对照示意图。

图中：1-降温测试块体，2-冷却水管，3-温度传感器，4-冷却循环水机，5-数字温度计，6-数据采集仪，7-控制服务器，8-数据连接线，10-不锈钢钢管，20-翅片；d-翅片间距，h-翅片高度。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1所示，本发明的大体积混凝土高效降温装置，包括：降温测试块体1，冷却水管装置2，温度传感器3，冷却循环水机4，数字温度计5，数据采集仪6，控制服务器7，数据连接线8。其中降温块体1为浇筑的混凝土降温块体，内埋设冷却水管2和温度传感器3，混凝土内部如图1所示；冷却循环水机4与降温测试块体1内的冷却水管2连接；冷却循环水机4与数字温度计5连接；控制服务器1为一台装有控制服务软件的电脑与数据采集软件的装置，控制服务器1与数据采集仪6和冷却循环水机4连接；冷却水管装置2出水口与进出口水温监测传感器3连接；冷却循环水机4出口水经过降温测试块体1后回流至冷却循环水机4，形成循环。

本发明提供的一种大体积混凝土高效降温装置，其中，包括控制服务器7、冷却水循环机4、冷却水管装置2、数据采集仪6、温度传感器3、数字温度计5相互通讯及相互连接；所述控制服务器7与所述冷却水循环机4连接，所述冷却水管装置2与数字温度计5连接，所述数字温度计5及温度传感器3与数据采集仪6连接；所述温度传感器3及冷却水管装置2埋设于混凝土的降温块体1内；所述温度传感器3，用于测量混凝土的降温块体内的内外温度，同时传给数据采集仪6进行数据采集。所述的冷却水管装置4为不锈钢材质的u型翅片冷水水管。所述冷却循环水机4，包括冷却水供给箱、压力泵和热机；所述的控制服务器7接收数据采集仪的数据，同时根据数据采集仪6的数据，向冷却水循环机4发出响应命令。所述响应命令包括：控制服务器7控制热机供应适当温度的冷却水，和/或指导压力泵控制冷却循环水机4的进管冷却水管的流量。

上述装置中，还包括数字流量计，所述数字流量计及数字温度计5相连接，所述数字流量计及数字温度计5设置在冷却循环水机4的进管上，用于对冷却循环水机4的进管的冷却水流量和温度进行测量，同时传给数据采集仪6进行数据采集；所述数字温度计5还设置在冷却循环水机4的出管上，用于对冷却循环水机4的出管的冷却水温度测量，同时传给数据采集仪6进行数据采集。

上述装置中，还包括进出口水温数字温度计，进出口水温数字温度计与温度传感器3相连接，温度传感器3将冷却循环水机4的进出口水温数字温度计采集的信息传入数据采集仪6后，通讯给所述控制服务器7，控制服务器7实时冷却水供给箱的温度和冷却循环水机的进出口水管流量的精准调控。

本装置使用时，将被冷却混凝土配合比的等比例胶凝材料，搅拌200l～300l，利用混凝土水化热分析仪器，分析放热速率与放热总量，以4小时为一个单位，建立通水与通水温度的降温机制，并自动传入控制服务器7。

进一步地，控制服务器7会自动给冷却循环水机4内的水进行温度调控，根据控制服务器7给予指令调节冷却循环水机4内的水泵电流从而通水流量，冷却水进入u型管道带走热量后回流至冷却循环水机4内，进行降温处理。

进一步地，本装置运行的整个过程中，温度传感器3实时监测并由数据采集仪6采集后传输至控制服务器7，同时控制服务器7根据温度变化自动选择降温机制，形成循环闭路，智能控温系统。

上述中，冷却水管2为不锈钢翅片结构，具体结构图2及图3所示，图2为不锈钢翅片正视图，翅片20，翅片高度h，翅片间距d；所述图3为不锈钢翅片截面图，其结构不锈钢钢管10，翅片20。翅片间距d，翅片高度h扩大了混凝土与水管的接触面积，加快了散热速度，可实现高效热量外输出。

图4为对照组、光面冷却水管和翅片冷却水管降温效果图。

按照上述图4，可很好说明，从最大降温温度来看，在不通水的情况下，混凝土最大温升有24.4℃；在使用光面水管进行冷却的情况下，混凝土最大温升下降到14.4℃；在使用翅片水管进行冷却的情况下，混凝土最大温升只有11.6℃，效率提高20%。

采用上述方案与现有技术相比本发明的有益效果是：采用翅片冷却水管扩大了混凝土与水管的接触面积，加快了散热速度，可实现高效热量外输出；可通过通水流量和通水温度自动精准调控，实现混凝土内部温度发展可控，实现大体积混凝土内部温度精准高效降温，使得大体积混凝土理想温控范围。

按照上述实施例，便可很好地实现本发明。值得说明的是，基于上述设计原理的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本发明所公开的结构基础上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本发明一样，故其也应当在本发明的保护范围内。