[发明专利]一种用于大体积混凝土内部降温及加湿的养护装置和方法

说明书

本发明涉及的一种用于大体积混凝土内部降温及加湿的养护装置和方法，养护装置包括空气制冷机、雾化器和冷气管道；冷气管道包括冷气主管道和多条均匀预埋在混凝土中的迂回的冷气埋管，空气制冷机的出气口和雾化器的排雾口与冷气主管道相连，冷气主管道同时连接多条冷气埋管，冷气埋管的进口设置控制阀门；冷气埋管管壁设置多个通气孔；本发明采用低温雾化水汽代替制冷水作为冷媒，实现内部降温和湿养护的双重效果，可同时减少干燥收缩和温度收缩有效实现抗裂；现场无需大规模存储冷却水的工程设施；制冷空气制备效率高，成本低；施工冷却期间无爆管风险；混凝土凝结后降温期结束后，冷却管中可以直接灌水，进一步通过渗水继续进行湿养护。

技术领域

本发明属于建筑领域，具体涉及一种用于大体积混凝土内部降温及加湿的养护装置和方法。

背景技术

如今，裂缝仍然是困扰大体积混凝土结构的顽疾。研究和实践表明，温度应力是导致大体积混凝土施工期乃至运行期开裂的最主要原因。在施工期，混凝土中的胶凝材料的水化反应产生大量的热会引起结构温度上升，温升带来的内外温差变形在自约束作用下产生的温度应力容易造成结构表面裂缝，此外，结构后期整体降温温差在外约束作用下产生的温度应力容易引起结构贯穿性裂缝。因此，控制混凝土早期水化温升是防裂的最重要措施之一。

通水冷却经过数十年的工程实践验证和研究，已经被证明是一种行之有效的温控措施之一。最早在1931年，美国垦务局对Owyhee拱坝进行了混凝土水管冷却的现场试验，取得了令人满意的效果。1935年Hoover拱坝开始施工，全面采用水管冷却，取得了良好的效果，冷却水管开始在全世界范围内推广。1956年我国在兴建造洪甸拱坝时就开始采用水管冷却。在长期经验积累及理论研究过程中，人们对水管冷却的施工工艺有了更深刻的认识，早期的水管冷却大部分使用铁管，近年来塑料管也开始被广泛使用起来，如二滩拱坝使用了高聚乙烯水管取得了较好的效果。虽然通水冷却在冷却效果方面取得了具有较好的效果，但其水管布置、制冷成本等方面存在诸多不足。尤其是对于渡槽、边墙、底板等薄壁结构，布置水管后混凝土仍然会出现较多的裂纹。因为除了温度应力外、干缩应力也是混凝土结构的致裂因素之一。

混凝土干缩是由混凝土水分的丧失造成的，混凝土在干燥的空气中硬化，水分逐渐蒸发就容易产生干缩。混凝土表面在干燥空气的影响下水分挥发后容易产生干缩裂纹，因此传统的观点都认为只需对其表面就行加湿处理而无需对混凝土内部加湿，所以在混凝土内部只采取通冷却水冷却减少因温升产生的裂纹，且冷却水管在埋设过程中接头需要采用胶带缠裹，防止漏水。现有技术中缺少在混凝土内部同时冷却和加湿养护的装置和方法。

中国专利CN102094528B公开了一种大体积混凝土冷却水管布置方法，包括以下步骤：a、采用实测或温度场数值仿真技术得出大体积混凝土的温度场分布情况，画出温度场的等温线图；b、沿等温线或接近等温线布置冷却水管，将进水设置在混凝土温度最高的区域，水管间距根据等温线间距布置或近似等间距布置。该专利提供的一种大体积混凝土冷却水管布置方法，克服了等间距布置冷却水管的缺点，能有效减小混凝土内部温度差异，减小混凝土内部温度应力，防止温升裂缝的产生，但是对于混凝土内部的干缩裂缝并没有较好的控制方法。

中国专利CN206486448U公开了一种大体积混凝土的风冷控温装置。所述冷却装置包括由风机和通风管道组成的风冷机构、加湿机构和温度监测机构，通风管道穿过混凝土且一端通过变径连接件与风机连接，加湿机构包括湿度控制箱，湿度控制箱的水雾出口处设有湿气输送主管，湿气输送主管通过支管与通风管道连接，温度监测机构包括数条数据线和设置于混凝土内部、上表面及外界的测温构件，测温构件分别通过数据线与温度采集器连接，信号通过无线数据传输至控制终端。该专利中通风管道对大体积混凝土进行通风降温并实现数据监控，对大体积混凝土的温度裂缝进行有效控制，提高了工程质量。其中设置了加湿机构，但是由于输送管道内部并没有开设通气孔，加湿机构并不能对混凝土内部进行加湿养护。

发明内容