用于控制混凝土温度裂缝的智能控温系统
技术领域
本发明涉及建材材料技术领域，特别涉及一种用于控制混凝土温度裂缝的智能控温系统。
背景技术
地下空间的开发利用是城市发展到一定阶段的产物，在交通、贮藏、人防、商业等方面发挥着显著作用，如以地下轨道交通和隧道为主的交通项目，以城市的给排水、电力、通讯、燃气、采暖为主的综合管廊项目，以地下商场、地下停车场为代表的商业和便民项目，另外还有用于进行科学研究活动的抗干扰、防辐射地下实验室建设项目等。
地下空间开发的首要条件是解决地下水、地表水、市政管网漏水和毛细管水的渗入，确保工程不发生渗漏。然而，我国既有地下空间工程的渗漏率相当高，部分地区高达60%以上。
《地下工程防水技术规范》（GB50108-2008）提出地下结构应遵循的防水原则为：“以防为主，防排结合，刚柔并济，多道防线，因地制宜，综合治理”的原则。
混凝土由于温度应力等原因产生裂缝是施工中常见的问题。混凝土浇筑后，由于水泥水化是放热反应，在凝结硬化过程中，混凝土温度会逐渐升高，表层的水化热容易传递出去，内部的水化热难以传递出去，积累在内部，造成内部温度与表层温度出现温差。地下室混凝土侧墙沿水平方向长而薄，其上部与下部分别受梁板与基础底板约束，混凝土早期易出现温度收缩裂缝。混凝土开裂，地下水、雨水、地表水等流体，很容易进入到混凝土内部，进而引起钢筋锈蚀，钢筋锈蚀产物体积膨胀4~6倍，进一步加剧混凝土开裂，进而加剧钢筋锈蚀。所以，地下室侧墙混凝土温度收缩裂缝对结构的可靠性构成了严重的危害。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种用于控制混凝土温度裂缝的智能控温系统，将混凝土内外温差控制在合理范围内，从而降低由温度应力引起的混凝土开裂风险。
用于控制混凝土温度裂缝的智能控温系统，其特征在于，包括：可控温模板、导热流体贮存设备、循环泵、温度传感器、温差控制器，所述导热流体贮存设备通过导流管与可控温模板连通，所述循环泵设置在导流管上，所述温度传感器设置在可控温模板上，所述温度传感器、循环泵与温差控制器电联。
温差控制器，通过对温度差的监控判断，用于控制循环泵的开启和关闭；具体的，在本发明列举的实施例中，所述温差控制器控制循环泵关闭和开启的温度界限范围为20℃~25℃。
即根据具体工程和环境温度，设置混凝土内部和表面温差在20℃~25℃范围内。高温环境混凝土浇注时，导热流体贮存设备冷却装置和循环泵开启；当混凝土内部和表面温差超过设置温度时，导热流体贮存设备冷却装置和循环泵关闭；当混凝土内部和表面温差小于设置值时，导热流体贮存设备冷却装置和循环泵再次开启。低温环境下混凝土浇注时，导热流体贮存设备加热装置和循环泵开启；当混凝土内部和表面温差小于设置值时，导热流体贮存设备加热装置和循环泵关闭；当混凝土内部和表面温差高于设置值时，导热流体贮存设备加热装置和循环泵再次开启。
温度传感器，和温差控制器电性相连，位于模板内部和混凝土内部，用于输出模板内部和混凝土内部的温度信号至温差传感器；具体的，所述温度传感器包括中间传感器和边缘传感器，所述中间传感器设置在浇筑空间内的混凝土中心位置，所述边缘传感器设置在金属板上。优选中温温度传感器；
循环泵，和温差传感器、导热流体贮存设备连接，用于控制导热流体从导热流体贮存设备到模板内部或外侧的流动速度和流量。
导热流体，位于可控温模板内部或外侧以及导热流体贮存设备中，用来为可控温模板升温或降温；
导热流体贮存设备，包括容器、加热装置和冷却装置，用于贮存、加热、冷却导热流体；
可控温模板，使混凝土结构、构件按规定的位置、几何尺寸成形，保持其正确位置，并能承受建筑模板自重及作用在其上的外部荷载，用来将混凝土内部的热量传导到外部，或者加热混凝土表面温度，以减小混凝土内部和表面的温差。
具体的，所述可控温模板包括金属板以及固定在金属板外侧的导热金属管，所述导热金属管通过管口连接件与导流管连通，所述金属板选用导热系数高、密度低、强度高的金属材料。所述金属板包括两组，两组金属板通过紧固件连接，两组金属板之间构成浇筑空间，所述浇筑空间内浇筑混凝土。
优选的，所述导热金属管的输入端设管口连接件，所述输入端包括外圈管和较短的内圈管，所述外圈管设置有内螺纹，所述内圈管端口处设置有斜边，所述管口连接件包括连接输入端的第一接口、连接外接流体管的第二接口，所述第二接口的直径大于第一接口的直径，所述第一接口突出管口连接件，第一接口包括螺纹区，所述螺纹区设置有与外圈管的内螺纹相匹配的外螺纹，所述第一接口连接在输入端的外圈管和内圈管之间，所述外圈管靠近端口处设置有紧固把手，所述第二接口通过卡箍连接外接流体管。
优选的，所述第一接口与输入端之间的连接处设置有密封垫。
优选的，所述紧固区外表面设置有凸起，增大表面粗糙度。
所述用于控制混凝土温度裂缝的智能控温系统，循环泵流量可调，最低流量100L/min。
所述用于控制混凝土温度裂缝的智能控温系统，导热流体优选比热大的流体和常温液-液相变材料。
所述导热流体与可控温模板之间有尽可能大的接触面积，且导热流体流速易控、易调。具体的，所述导热金属管呈S型分布在金属板上，所述导热金属管上设调节阀门。
所述用于控制混凝土温度裂缝的智能控温系统，导热流体贮存设备的容器根据模板大小和混凝土体积确定，不少于3m3。
所述用于控制混凝土温度裂缝的智能控温系统，金属板优选导热系数高、密度低、强度高的金属材料。
根据本发明实施例的用于控制混凝土温度裂缝的智能控温系统，结构简单，安装方便，温度控制稳定。
有益效果：采用中间温度传感器和边缘温度传感器分别测量浇筑之后混凝土内外的温度，分析到的温度差，通过温差控制器来分析温度差，进而实现对循环泵的开关以及流量大小调节。整个系统实现完全智能自动化工作。
附图说明
图1为本发明连接结构图。
图2为本发明管口连接件结构图。
其中：1、温差控制器 2、温度传感器 21、中间传感器 22、边缘传感器 3、循环泵4、导热流体贮存设备 5、导热流体 6、可控温模板 7、混凝土 8、螺纹区 9、垫圈 10、紧固把手 11、管口连接件 1101、第一接口 1102、第二接口 1103、过渡区 12、卡箍 13、外接流体管 14、内圈管 1401、斜边 15、外圈管。
具体实施方式
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，在图中可能未示出某些公知的部分。
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。在下文中描述了本发明的许多特定的细节，例如部件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本发明。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本发明。
如图1至图2所示，用于控制混凝土温度裂缝的智能控温系统，其特征在于，包括：可控温模板6、导热流体贮存设备4、循环泵3、温度传感器2、温差控制器1，所述导热流体贮存设备4通过导流管与可控温模板6连通，所述循环泵3设置在导流管上，所述温度传感器2设置在可控温模板6上，所述温度传感器2、循环泵3与温差控制器1电联。
温差控制器1，通过对温度差的监控判断，用于控制循环泵3的开启和关闭；具体的，在本发明列举的实施例中，所述温差控制器1控制循环泵3关闭和开启的温度界限为10℃、25℃，即混凝土7内部和表面温差高于25℃，循环泵3开启；混凝土7内部和表面温差低于10℃时，循环泵3关闭。
温度传感器2，和温差控制器1电性相连，位于模板内部和混凝土7内部，用于输出模板内部和混凝土7内部的温度信号至温差传感器；具体的，所述温度传感器2包括中间传感器21和边缘传感器22，所述中间传感器21设置在浇筑空间内的混凝土7中心位置，所述边缘传感器22设置在金属板上。优选中温温度传感器2；
循环泵3，和温差传感器、导热流体贮存设备4连接，用于控制导热流体从导热流体贮存设备4到模板内部或外侧的流动速度和流量，循环泵3流量可调，最低流量100L/min。
导热流体，位于可控温模板6内部或外侧以及导热流体贮存设备4中，用来为可控温模板6升温或降温；
导热流体贮存设备4，包括容器、加热装置和冷却装置，用于贮存、加热、冷却导热流体；所述用于控制混凝土7温度裂缝的智能控温系统，导热流体贮存设备4的容器根据模板大小和混凝土7体积确定，不少于3m3。
可控温模板6，使混凝土7结构、构件按规定的位置、几何尺寸成形，保持其正确位置，并能承受建筑模板自重及作用在其上的外部荷载，用来将混凝土7内部的热量传导到外部，或者加热混凝土7表面温度，以减小混凝土7内部和表面的温差。
具体的，所述可控温模板6包括金属板以及固定在金属板外侧的导热金属管，所述导热金属管通过管口连接件11与导流管连通，所述金属板选用导热系数高、密度低、强度高的金属材料。所述金属板包括两组，两组金属板通过紧固件连接，两组金属板之间构成浇筑空间，所述浇筑空间内浇筑混凝土7。金属板优选导热系数高、密度低、强度高的金属材料。
优选的，所述导热金属管的输入端设管口连接件11，所述输入端包括外圈管15和较短的内圈管14，所述外圈管15设置有内螺纹，所述内圈管14端口处设置有斜边1401，所述管口连接件11包括连接输入端的第一接口1101、连接外接流体管13的第二接口1102，所述第二接口1102的直径大于第一接口1101的直径，所述第一接口1101突出管口连接件11，第一接口1101包括螺纹区8，所述螺纹区8设置有与外圈管15的内螺纹相匹配的外螺纹，所述第一接口1101连接在输入端的外圈管15和内圈管14之间，所述外圈管15靠近端口处设置有紧固把手10，所述第二接口1102通过卡箍12连接外接流体管13。
优选的，所述第一接口1101与输入端之间的连接处设置有密封垫。
优选的，所述紧固区外表面设置有凸起，增大表面粗糙度。
所述用于控制混凝土温度裂缝的智能控温系统，。
所述用于控制混凝土温度裂缝的智能控温系统，导热流体优选比热大的流体和常温液-液相变材料。
所述导热流体与可控温模板6之间有尽可能大的接触面积，且导热流体流速易控、易调。具体的，所述导热金属管呈S型分布在金属板上，所述导热金属管上设调节阀门。
具体工作原理：附图示出了用于控制混凝土7温度裂缝的智能控温系统示意图。其中信号传输用虚线表示，箭头代表信号传输方向；导热流体传输用实线表示，箭头代表导热流体传输方向。
两个中温温度传感器22一个位于混凝土77内部，一个位于可控温模板66靠近混凝土77一侧，温度传感器22的温度信号传送至温差控制器11，温差控制器1给出开启或关闭信号给循环泵3。当混凝土7内部和表面温差高于25℃，循环泵3开启；混凝土7内部和表面温差低于10℃时，循环泵3关闭。循环泵3流量可调，最低流量100L/min。
导热流体4在导热流体贮存设备45、经过循环泵33，到达可控温模板66外侧表面或内部，导热流体4与可控温模板66之间有尽可能大的接触面积，且导热流体流速易控、易调。导热流体4优选比热大的流体和常温液-液相变材料。
综上，本发明达到预期目的。
