[实用新型]一种大体积混凝土结构表面放热系数确定的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及混凝土结构表面保温效果的确定的技术领域，具体地说，是涉及一种大体积混凝土结构表面放热系数确定的装置，适用于大体积混凝土结构温控防裂措施的制定、表面保温效果的评价。

背景技术

大坝、水闸、渡槽等水利工程由于混凝土用量大、体积大，再加上混凝土是热性材料，施工时由于水泥水化反应发热，温度升高，同时混凝土又受周围环境的影响，表面温度同内部温度有差别，形成内外温差。工程经验表明，周围环境温度变化越剧烈、内外温差越大，混凝土越容易产生裂缝，这些裂缝的出现既影响结构外形美观，又严重影响工程的工作性、耐久性和安全性。

目前工程界为防止这种温度裂缝的产生，一般是采取表面保温的方法措施，即在混凝土表面贴保温板来减小内外温差，降低开裂的风险。但是针对不同地区的工程，保温材料和保温厚度的选择是一个重要的环节，它涉及到保温效果和经济费用两方面的问题；材料厚，效果相对较好但是不经济，材料薄，虽然经济但是不能起到良好的保温效果。因此，选择适度保温材料厚度就成为工程设计人员要考虑的问题。保温厚度和效果的科学表述和温控防裂数值计算的精确与否，都涉及到混凝土表面放热系数，这个系数成为问题的关键。

混凝土表面放热系数的取得一般是通过经验公式计算或者专用仪器获得。经验公式计算的表面放热系数不能模拟实际工程环境、不能反映混凝土实际情况，往往和实际有较大出入；专用仪器非常昂贵且很难普及。此外，当不采取表面保温措施时，经验公式和专业仪器都没有区分不同结构面的表面放热系数的差别，而且在本技术领域中，普遍认为放热系数和结构面方位没有关系，实际上对于竖直面和水平面而言，放热系数是有所不同的，但是区别如何，怎样能够获得不同结构面方位放热系数并得到实测验证，这种方法在现有技术中是没有的。这些问题都使得现有技术中对于混凝土结构的保温措施设计存在盲目性。因此，寻求大体积混凝土结构表面放热系数确定的装置和方法，对工程经济合理的保温措施的制定、保温效果的监控和温控防裂的研究具有重要意义和工程价值。

实用新型内容

本实用新型的目的在于改进现有确定混凝土表面放热系数中的不足，提供一种从反映工程实际、经济合理有效方面入手，确定混凝土的表面放热系数，包括有表面保温和无表面保温时表面放热系数的装置。

本实用新型的目的是这样实现的：

本实用新型提供的大体积混凝土结构表面放热系数确定的装置，包括一个风道，该风道设置一个进风口和一个出风口，使得该风道中可以形成一由进风口到出风口的气流方向，在所述进风口上设置一风源；在该风道中设置一支座用于放置混凝土试件，在放置混凝土试件位置的相对于气流的上风口一侧设置一试件前端分流墩，在相对于气流的下风口的一侧设置一试件尾端分流墩；在该风道中还设置测温探头，该测温探头包括环境温度测温探头和试件表面温度测温探头。

具体地，所述试件表面温度测温探头包括设置在所述试件的水平面的测温探头和/或设置在所述试件的竖直面的测温探头。

所述风道的具体结构优选为：包括截面较小的直管段、截面较大的直管段和截面渐变段，截面大小不同的两个直管段通过所述截面渐变段密封地连接成一体；所述支座设置在截面较大的直管段中。

所述前端分流墩优选为朝向来风风向的弧面为椭圆形柱面，在来风方向上的是椭圆形柱体的短轴，前端分流墩朝向来风风向的弧面也可以是圆柱体面，因此，短轴是长轴的0.8-1倍为优选方案。该比值增大可以减小阻力系数，但会增加接触面积。因此，实际设计中不能太小，也不能太大。

前端分流墩的短轴与试件的宽度相等。

所述尾端分流墩为圆柱形柱面。

尾端分流墩的直径与试件的宽度相等。

本实用新型提供的大体积混凝土结构表面放热系数确定的装置是用来进行放热系数确定的如下方法的，该方法是通过将混凝土试件设置在所述装置中的所述风道中，用所述风源向试件吹风，通过测试风速对混凝土结构表面放热系数的影响而确定和验证放热系数。

所述方法具体的可以是：

步骤1：启动风道中设置的风源，向试件提供一设定风速的气流；

步骤2：检测和记录不同风速时的混凝土表面温度，反演出混凝土表面放热系数，回归分析出风速和混凝土表面的相关规律。

反演混凝土表面放热系数时，分成试件上设置保温材料和不设置保温材料两种情形；

(1)试件上设置保温材料的情形：

混凝土表面放热系数和风速的关系为：