[发明专利]一种梯度式混凝土水管控制系统及控制方法

说明书

本发明涉及土建工程领域，特别涉及一种梯度式混凝土水管控制系统及控制方法。本发明提供的梯度式混凝土水管控制系统及控制方法。在混凝土升温阶段，能以最快的效率尽量降低混凝土中心温度，降低最高温度20℃~25℃，等效降低混凝土的绝热温升，降低开裂风险；在混凝土降温阶段，能通过调节混凝土不同位置的水管水温，降低混凝土的降温速率，实现混凝土的降温速率≤3.0℃/天，减小收缩形变的冲击，降低开裂风险；同时，本发明提供的混凝土水管控制系统可以自动读取混凝土内部各测温点温度，根据混凝土内部各部分的实际温度调整各水管进水温度，最大程度降低混凝土内、中、外、空气间的温度梯度，降低开裂风险。

技术领域

本发明涉及土建工程领域，特别涉及一种梯度式混凝土水管控制系统及控制方法。

背景技术

混凝土裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象；混凝土裂缝的主要原因是混凝土浇筑后，大体积混凝土水化时产生的大量水化热得不到散发，使得外层混凝土与混凝土内部产生温度梯度，从而造成温度应力，出现裂缝；另外混凝土浇筑后，混凝土表面水分蒸发过快，造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩，而此时混凝土强度低，不能抵抗这种变形应力而导致开裂；这种裂缝的存在不仅会影响建筑物的寿命、外形美观，还会使内部的钢筋或其他材料腐蚀，降低材料的稳定性从而影响建筑物的承载能力和抗渗能力；严重影响混凝土结构的使用，如何最大程度的减少或者避免产生温度裂缝这一工程实际问题便摆在了人们的面前。

一般的，传统的大体积混凝土结构(大体积混凝土结构指预计因胶凝材料水化热等因素引起混凝土温度变化导致裂缝，或结构断面最小尺寸等于或大于一定尺寸的混凝土结构)中，其不同区域的温度和该区域距离混凝土结构表面的深度距离呈正相关，一般的，距离混凝土结构表面距离越大(即深度越大)，其温度越高；目前针对这种大体积混凝土结构的降温方法是在浇筑混凝土之前按不同高度分层布置循环水管，水管采用蛇形回路布置，之后在循环水管内通入冷却水，最后把循环水管进行灌浆封闭，各层布制的冷水管单独控制启闭，而采用现有冷却方式会导致在任一高度的水管同时穿过混凝土的高温、中温、低温区，难以实现对混凝土降温的精细控制。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术混凝土冷却技术中，同一循环水管会同时穿过混凝土结构中不同温度的各个区域，造成无法对混凝土降温进行精细控制的问题，本发明将混凝土结构根据其升温过程中各区域温度的不同，将其划分为不同的温区，并针对各个温区采用区分控制的梯度式混凝土水管智能监控系统。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种梯度式混凝土水管控制系统，根据预设温度差，将混凝土结构划分为两个以上的温区，所述预设温度差为5度以下；

所述控制系统包括，

温度传感器，设置在混凝土结构中，用于探测混凝土结构不同位置的温度；

循环水管，与温区数量相同，且一一对应的设置在各个温区中；

循环水控单元，与循环水管的数量相同且一一对应；用于为所述循环水管提供循环水；

控制单元，用于接收各个温度传感器检测到的混凝土温度，以及，控制循环水控单元向循环水管输入指定温度的冷却水。

一些实施例中，将所述混凝土结构按照深度划分为三个温区，分别为距离混凝土结构表面第一深度范围的低温区，距离混凝土结构表面第二深度范围的中温区，以及位于混凝土结构中心区域的高温区；第二深度大于第一深度，且三个温区包含了混凝土结构的所有区域

所述循环水管至少包括设置于高温区的内层水管、设置于中温区的中层水管以及设置于低温区的外层水管；

所述循环水控单元至少包括与内层水管连接的内层水控单元，与中层水管连接的中层水控单元以及与外层水管连接的外层水控单元。

进一步的，所述循环水管在混凝土内按照S型路径布置。