[发明专利]空气能相变材料大体积混凝土控温系统及其施工方法

说明书

本发明公开了空气能相变材料大体积混凝土控温系统及其施工方法，包括智能控温感应调节装置、控温相变材料水溶液输送管线、相变材料投加器、空气能制冷装置、加压泵和过滤装置，控温相变材料水溶液输送管线包括冷却系统管道、输水管线、设置在大体积混凝土表面散热管网以及预埋在大体积混凝土内部的至少一条降温管路。本发明设计合理，相变材料可以循环使用，降低了成本，加大了循环水的热熔的同时增强了循环水控温系统的控温效率。埋设降温管路，实现了对单条降温管路的温度监控；按照实际处理水量的需求加设空气能制冷装置，技术具有普适性和灵活性，有较高的推广使用价值。本发明提供的施工方法施工成品质量高。

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，特别是空气能相变材料大体积混凝土控温系统及其施工方法。

背景技术

通常情况下，单边长度大于一米的混凝土构件称为大体积混凝土。大体积混凝土浇筑后，水泥基内的胶凝材料水化放热进而引起温度升高，在混凝土体积较大的情况下，聚集在其内部的水化热不易散发出去，内部温度升高，但表面温度因散热较快而较低，所以容易造成内外显著的温差，使混凝土表面形成温度拉应力，在早期抗拉强度较低的情况下，会在大体积混凝土表面形成裂缝，裂缝不仅会降低结构的承载力，而且对结构的防水、抗腐蚀等性能产生较大的影响。因此，必须控制大体积混凝土的内部温度的升高，从而降低其内外温差，减小结构裂缝。

减少大体积混凝土构件表面或者内部出现裂缝的方法，除了通过调整混凝土配合比，采用低水化热的水泥的方式来降低混凝土内部温度的升高的方式以外，目前控制混凝土内部温度过高还可以采用循环冷却水管法，利用冷却水管法具有布管方便，经济适用等特点得到了广泛的应用。

相变材料是指随温度变化而改变物质状态并能吸收或释放能量的物质，转变物理性质的过程称为相变过程，这时相变材料将吸收或释放大量的潜热。以固－液相变为例，在加热到熔化温度时，就产生从固态到液态的相变，熔化的过程中，相变材料吸收并储存大量的潜热；当相变材料冷却时，储存的热量在一定的温度范围内要散发到环境中去，进行从液态到固态的逆相变。在这两种相变过程中，所储存或释放的能量称为相变潜热。物理状态发生变化时，材料自身的温度在相变完成前几乎维持不变，形成一个宽的温度平台，虽然温度不变，但吸收或释放的潜热却相当大。

目前，多采用将相变材料应用于混凝土的温控技术主要是将相变材料直接掺加到混凝土中，在混凝土升温过程中，相变材料发生固—液相变，吸收水化反应产生的热量，控制温度的上升速度，从而降低混凝土内外的温差。相变材料的加入使大体积混凝土的温度场分布更均匀合理。

但是现有技术存在的问题是：第一，运用循环冷却水管法因冷却水温度过低，从而使冷却水管与混凝土之间的温差过大，引起冷却水管周围混凝土拉应力过大，造成大体积混凝土内部的贯穿开裂；第二，工程施工过程中水循环需要大量的流动水资源，资源浪费，成本增大；第三，降温过程中人工干预控制的程度有限，且效果并不理想。

发明内容

本发明的目的是提供空气能相变材料大体积混凝土控温系统及其施工方法，要解决大体积混凝土施工过程中，混凝土的内部温度和外部温差过大，容易出现结构裂缝，水资源浪费过大，降温过程中混凝土温度场分布不均等技术问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明一方面提供空气能相变材料大体积混凝土控温系统，包括智能控温感应调节装置、控温相变材料水溶液输送管线、相变材料投加器3、加压泵5、过滤装置6和至少一台空气能制冷装置4，

控温相变材料水溶液输送管线包括冷却系统管道11、输水管线、设置在大体积混凝土9表面散热管网12以及预埋在大体积混凝土9内部的至少一条降温管路10；