一种应用于寒冷条件下混凝土入模温度控制系统

技术领域

本申请属于水泥混凝土技术领域，具体涉及一种应用于寒冷条件下混凝土入模温度控制系统。

背景技术

过低的温度经常造成混凝土现浇构件的早期冻害，极大地降低了工程的安全性和耐久性，显著影响工程建设质量。长时间的持续负低温、大温差、降雪以及反复的冰冻，经常会造成建筑施工的质量事故。另外，一些地区的城市建设也因为寒冷的冬季而不得进行施工，严重地妨碍了建设步伐，加长了施工周期，增加了资金和管理成本，延长了投资回收期和降低了规避宏观风险的能力，从而造成了资金周转率的降低和施工费用的大幅增加。因此，如何规避寒冷环境对混凝土施工的不利影响以及加快桩基施工，是严寒地区降低工程建设成本和保证工程质量的关键，也越来越受到建筑行业的重视。

在气温异常寒冷、冬季时间长的俄罗斯、西伯利亚等北部地区，为满足工程进度的需要，必须在寒冷环境下进行桩基和混凝土工程的施工。

目前来说，在寒冷环境下混凝土的施工中如何采用一种应用于寒冷条件下混凝土入模温度控制的技术以能有效的控制混凝土入模温度，减少大体积混凝土裂缝，保证混凝土后期强度和耐久性满足要求是亟待解决的技术问题。

发明内容

针对上述现有技术的缺点或不足，本申请要解决的技术问题是提供一种应用于寒冷条件下混凝土入模温度控制系统，本申请设计简单，在寒冷条件下能够对实体工程有效地控制混凝土温度，减少大体积混凝土结构的裂缝，保证混凝土结构的质量。

为解决上述技术问题，本申请通过以下技术方案来实现：

本申请提出了一种应用于寒冷条件下混凝土入模温度控制系统，所述控制系统包括：加热装置，所述加热装置布置于待浇筑的钢筋上并与所述钢筋连接，所述加热装置通过电缆与供电母线连接，其中，所述加热装置被浇筑于混凝土结构内。

进一步地，上述的控制系统，其中，所述加热装置包括多个加热丝，所述加热丝通过电缆与所述供电母线导通。

进一步地，上述的控制系统，其中，还包括与发电机连接的自动变压器，所述自动变压器与所述供电母线导通设置。

进一步地，上述的控制系统，其中，还包括数字万用表，所述数字万用表导通设置在所述加热装置和所述供电母线之间。

进一步地，上述的控制系统，其中，还包括用于测量所述混凝土结构内部温度的温度传感器，所述温度传感器与所述加热装置连接后并浇筑于所述混凝土结构内。

进一步地，上述的控制系统，其中，还包括与所述温度传感器配合使用的数字温度计。

进一步地，上述的控制系统，其中，所述加热装置的外表面包覆有绝缘线。

进一步地，上述的控制系统，其中，所述混凝土结构浇筑完成后，其表面还覆盖有防水层。

进一步地，上述的控制系统，其中，所述防水层上还铺设有保温层。

进一步地，上述的控制系统，其中，基于室外温度以及供电母线的电压，确定所述加热丝截面的直径、所述加热丝的长度以及相邻所述加热丝铺设的间距。

与现有技术相比，本申请具有如下技术效果：

本申请能有效地控制混凝土初凝和终凝所需温度，避免混凝土早期受冻，保障混凝土早期强度，减少大体积混凝土裂缝，保证混凝土后期强度和耐久性满足要求。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1：本申请应用于寒冷条件下混凝土入模温度控制系统结构示意图；

图2：本申请中加热装置安装时的结构示意图；

图3：本申请中混凝土结构的剖视图；

图4：本申请中混凝土结构内部温度监测记录曲线图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如图1和图2所示，在本申请的其中一个实施例中，一种应用于寒冷条件下混凝土入模温度控制系统，所述控制系统包括：加热装置1，所述加热装置1布置于待浇筑的钢筋上并与所述钢筋连接，所述加热装置1通过电缆2与供电母线4连接，其中，所述加热装置1被浇筑于混凝土结构3内。本实施例通过在混凝土入模前布设加热装置1，能有效地控制混凝土初凝和终凝所需温度，避免混凝土早期受冻，保障混凝土早期强度，减少大体积混凝土裂缝，保证混凝土后期强度和耐久性满足要求。

为提高防水保温效果，所述混凝土结构3浇筑完成后，其表面还覆盖有防水层7，其中，所述防水层7优选地包括防水薄膜等现有材料，如聚乙烯薄膜等，见图3所示。

进一步地，如图3所示，所述防水层7上还铺设有保温层8，以进一步加强保温效果，其中，所述保温层8包括但不限于矿棉板等。

本实施例还包括与发电机6连接的自动变压器5，所述自动变压器5与所述供电母线4导通设置，见图1所示。其中，所述自动变压器5用于调节控制电压，优选地，在本实施例中，所述自动变压器5的最大功率为80kW。

进一步地，还包括数字万用表，所述数字万用表导通设置在所述加热装置1和所述供电母线4之间。其中，所述数字万用表用于测量电路的电压和电流。

本实施例还包括温度传感器，所述温度传感器与所述加热装置1连接后并浇筑于所述混凝土结构3内。其中，所述温度传感器用于测量所述混凝土结构3内部温度。

进一步地，还包括与所述温度传感器配合使用的数字温度计，所述数字温度计用于测量混凝土结构3的内部温度。

其中，在本实施例中，所述加热装置1优选地包括多个加热丝，所述加热丝通过电缆2与所述供电母线4导通。由于所述加热丝在通电过程中，不能直接暴露在空气中，否则容易导致所述加热丝无法快速散热而烧坏，所以，在本实施例中，通过设置电缆2将所述加热丝从待浇筑混凝土结构3中引出。

优选地，所述加热装置1的外表面包覆有绝缘线，优选地，所述加热丝的外表面包覆有绝缘线，其中，所述绝缘线可以是编织线，也可以是聚丙烯缠绕线等。

为进一步扩大所述加热丝的布设范围，本实施例中，所述加热丝的端部还可设置分线器，通过所述分线器可形成多支分支电路。

还需要说明地是，在本实施例中，为保证加热的高效进行，通常需要基于室外温度以及供电母线4的电压，确定所述加热丝截面的直径、所述加热丝的长度以及相邻所述加热丝铺设的间距。具体地，可参见下述表1，其中，本实施例以所述加热丝截面的直径为1.2mm为例进行举例说明，其中每段所述加热丝的长度不得超过下述表1规定的数值，否则加热丝容易过热烧坏，从而导致该段加热丝断路。

表1加热丝相关指标参数

其中，在具体施工作业中，可参照上述需采用加热丝的相关参数，上述仅为采用加热丝截面的直径为1.2mm的情况进行的举例说明，并不对本申请的保护范围造成限定。

下文将进一步阐述本实施例的具体操作步骤：

步骤一，将选取的加热装置1(如加热丝)固定在钢筋上，根据外部温度以及供电母线4的电压，确定所述加热丝截面的直径、所述加热丝的长度以及相邻所述加热丝铺设的间距，具体地，可参见上述表1所示。

步骤二，将所述加热丝通过电缆2从待浇筑混凝土结构3中引出，可避免所述加热丝在通电过程中因直接暴露于空气中而导致的无法快速散热而被烧坏等情况发生。

步骤三，可采用分线器将所述电缆2同供电母线4连接，并将供电母线 4同自动变压器5连接。

步骤四，电缆2连接节点应经过仔细隔离：混凝土结构3浇筑前，采用兆欧表检查母线是否与地面短路；通电前，须检查各连接处的正确性，检查触点、电缆等。

步骤五，混凝土结构3浇筑1.5-2h后接通电流对混凝土结构3进行加热。

步骤六，通过预埋在混凝土结构3内的温度传感器对混凝土结构3的进行温度监测。温度测量点的数量平均设定为每50平方米至少一个点，温度传感器布置在结构厚度中部区域，且其接头处应远离钢筋。

步骤七，根据温度监测结果，改变电压或关闭部分电热丝来调节混凝土的加热温度。

步骤八，待混凝土结构3浇筑完毕后，可在其表面覆盖防水层7，并铺设50mm厚的保温层8。其中，所述防水层7优选地包括防水薄膜等现有材料，如聚乙烯薄膜等，所述保温层8包括但不限于矿棉板等。

步骤九，在加热混凝土结构3时，须监控触点、电缆等的状况。如果发现故障，请立即关闭电压并修复故障。测量供电电路中的电流和电压，每班至少两次，并且在加热混凝土开始的前三个小时内，每小时测量1次。

步骤十，上述加热装置1的拆卸和以上顺序相反。

为了直观地反应出混凝土结构3加热的效果，本实施例将试验段结构分为采用电加热段和普通段(暖棚法)，其中混凝土入模温度13℃，电加热在加热72h后关闭，混凝土内部温度监测数据如下表2及图4所示：

表2混凝土结构的温度监测记录表

通过上述表2及图4所示的混凝土结构3内部温度监测数据，可知，本实施例通过设置加热装置1，相对于普通段温度，具有明显的加热效果，本实施例通过在混凝土结构浇筑前布设加热装置1，能有效地控制混凝土初凝和终凝所需温度，避免混凝土早期受冻，保障混凝土早期强度，减少大体积混凝土裂缝，保证混凝土后期强度和耐久性满足要求。

在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非限定，参照较佳实施例对本申请进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本申请技术方案的精神和范围，均应涵盖在本申请的权利要求范围内。