基于熱管的混凝土澆筑結構的制作方法

本實用新型屬于混凝土澆筑領域，具體提供一種基于熱管的混凝土澆筑結構。

背景技術：

隨著社會的發展，混凝土已成為了一種不可或缺的建筑材料。混凝土(具體指混凝土中的水泥)在使用過程中會與水發生水化反應并釋放熱量，對于尤其是大體積的工程，比如大壩、橋墩、基礎等，水化熱來不及釋放就會越積越多很容易導致混凝土膨脹開裂導致毀滅性的后果。

目前，較為成熟的大體積混凝土澆筑降溫方法主要有四種。第一種，用鍍鋅鐵管輔以流水，并在鐵管外壁上設置多個散熱片分布板，在散熱片分布板上設置多個散熱片，以增加鐵管的吸熱和散熱面積，進而能夠快速降低大體積混凝土內部的水化熱。第二種，通過預埋冷卻循環水管，將溫感元件、流量控制器、儲水箱、加熱散熱控制器等與溫控系統相連接，從而實現大體積混凝土施工的自動控溫，進而達到降低大體積混凝土內部的水化熱的目的。第三種，用溫差控制器來檢測混凝土澆筑時釋放的熱量，通過相連的導管和水泵來降低大體積混凝土內部的水化熱。第四種，通過分層振搗澆筑的方法來降低大體積混凝土內部的水化熱。

但是，前三種方法均是通過水來降低大體積混凝土內部的水化熱的，不僅過程較為復雜，而且對水的需求量極大，在水資源匱乏的地方無法實施，若是將水進行循環利用，則會大大增加施工成本。第四種方法雖然對水的需求量小，但是對振搗要求較高，需要等待混凝土初凝的時間，以便控制分層位置，施工過程復雜，工作量大，并且散熱速度較慢。若是對混凝土的初凝時間控制不好，還會出現混凝土分層現象，這是工程建設中堅決杜絕出現的現象。

技術實現要素：

為了解決現有技術中的上述問題，即為了解決現有技術中混凝土澆筑通過大量的水消除水化熱時浪費水資源且受限于環境因素的問題，以及通過分層振搗澆筑的方法來消除水化熱時工作量大、散熱速度慢和容易出現混凝土分層現象的問題，本實用新型提供了一種基于熱管的混凝土澆筑結構，所述澆筑結構包括：被澆筑的混凝土；熱管，其一端被埋置于所述混凝土中，另一端從所述混凝土中伸出。

在上述澆筑結構的優選技術方案中，所述混凝土澆筑結構包括支撐件，所述熱管與所述支撐件固定連接。

在上述澆筑結構的優選技術方案中，所述混凝土澆筑結構包括鋼筋，所述鋼筋用作所述支撐件。

在上述澆筑結構的優選技術方案中，所述鋼筋與所述熱管通過捆綁的方式固定連接，或者所述鋼筋與所述熱管通過焊接的方式固定連接。

在上述澆筑結構的優選技術方案中，所述熱管的直徑比所述鋼筋的直徑大3～10mm。

在上述澆筑結構的優選技術方案中，所述熱管的數量為多個，所述多個熱管均勻分布于所述混凝土內部。

在上述澆筑結構的優選技術方案中，所述熱管為碳鋼熱管。

本實用新型的基于熱管的混凝土澆筑結構能夠將混凝土澆筑過程中產生的水化熱高效地從埋置于混凝土中的熱管的一端傳導至伸出混凝土的熱管的另一端，從而避免了混凝土因內部水化熱積聚過多而造成的混凝土膨脹開裂現象，并且由于熱管在工作中不需要消耗水，因此，本實用新型的基于熱管的混凝土澆筑結構還能夠節約水資源。

在另一方面本實用新型還提供了一種基于熱管的混凝土結構澆筑的降溫方法，該降溫方法包括以下步驟：選擇熱管；將所述熱管固定到待澆筑混凝土的目標位置；進行混凝土澆筑。

在上述降溫方法的優選技術方案中，“選擇熱管”的步驟進一步包括：根據混凝土結構的體積、混凝土的種類和混凝土的澆注速度中的至少一項來選擇相應規格的熱管和/或熱管的數量。

在上述降溫方法的優選技術方案中，所述混凝土結構包括鋼筋，在將所述熱管固定到待澆筑混凝土的目標位置的步驟之前執行將所述熱管與所述鋼筋固定的步驟。

在上述降溫方法的優選技術方案中，所述熱管的直徑比所述鋼筋的直徑大3～10mm。

在上述降溫方法的優選技術方案中，“將所述熱管與所述鋼筋固定”的步驟進一步包括：通過焊接或捆綁的方式將所述熱管固定到鋼筋上。

在上述降溫方法的優選技術方案中，所述目標位置是地基，“將所述熱管固定到待澆筑混凝土的目標位置”的步驟進一步包括：將所述熱管埋置到所述地基中。

在上述降溫方法的優選技術方案中，所述地基是土基。

在上述降溫方法的優選技術方案中，所述熱管是碳鋼熱管。

本實用新型的基于熱管的混凝土結構澆筑的降溫方法，通過將熱管固定到目標位置，進而對目標位置進行混凝土澆筑，使得混凝土在澆筑過程中產生的水化熱能夠通過熱管及時高效地傳導出去。由于熱管在工作中不需要消耗水，因此，通過本實用新型的降溫方法還能夠節約水資源，即使在沒有水資源的環境中，也能夠通過本實用新型及時將混凝土澆筑過程中產生的水化熱傳導出去，避免了混凝土澆筑過程中因內部水化熱積聚過多而造成的混凝土開裂現象。

附圖說明

圖1是本實用新型以混凝土澆筑基礎為例的基于熱管的大體積混凝土澆筑結構的示意圖；

圖2是本實用新型以混凝土澆筑基礎為例的基于熱管的大體積混凝土澆筑結構沿圖2中C-C方向的剖視圖；

圖3是本實用新型實施例的基于熱管的大體積混凝土結構澆筑的降溫方法的步驟流程圖；

圖4是本實用新型實施例的基于熱管的大體積混凝土結構澆筑的降溫方法的水化熱傳導原理圖。

附圖標記列表：

1、鋼筋；2、碳鋼熱管；3、混凝土基礎；4、混凝土墊層；5、土壤。

具體實施方式

下面參照附圖來描述本實用新型的優選實施方式。本領域技術人員應當理解的是，這些實施方式僅僅用于解釋本實用新型的技術原理，并非用于限制本實用新型的保護范圍。例如，雖然說明書是以碳鋼熱管為例來對本實用新型的基于熱管的大體積混凝土結構澆筑的降溫方法進行介紹的，但是很明顯本實用新型的降溫方法還可以采用其他的熱管，如銅熱管，本領域技術人員可以根據需要對其作出調整，以便適應具體的應用場合。

熱管是一種具有極高導熱性能的傳熱元件，它通過在全封閉真空管內的液體的蒸發與凝結來傳遞熱量，它利用毛細作用等流體原理，起到類似冰箱壓縮機制冷的效果。具有很高的導熱性、優良的等溫性、熱流密度可變性、熱流方向的可逆性、可遠距離傳熱、恒溫特性(可控熱管)、熱二極管與熱開關性能等一系列優點。

本實用新型的基于熱管的混凝土澆筑結構尤其適用于大體積的混凝土澆筑結構，其主要包括被澆筑的混凝土、鋼筋和熱管，其中，熱管通過焊接或捆綁的方式與鋼筋固定連接為一個整體結構。進一步，熱管優選地為碳鋼熱管，以便減少澆筑結構的成本。更進一步，根據實際工程需要該鋼筋既可以是均勻布置的鋼筋組，也可以是固定為一個整體的鋼筋籠，或者本領域技術人員還可以根據需要選用其他裝置或材料與碳鋼熱管固定連接，作為碳鋼熱管的支撐件能夠防止碳鋼熱管在被混凝土澆筑時因混凝土的作用力而發生移動。

進一步，在對大體積混凝土結構進行澆筑前，連接為一個整體結構的碳鋼熱管和鋼筋被埋置在地基中。具體地，將碳鋼熱管的一端埋置于地基中，在條件允許的情況下，碳鋼熱管的埋置應盡量深些，以便提高碳鋼熱管與地基的接觸面積，進而提高碳鋼熱管的散熱效率。

下面結合圖1和圖2所示的鋼筋混凝土基礎柱來對本實用新型的基于熱管的大體積混凝土澆筑結構進行詳細說明。

如圖1和圖2所示，鋼筋1與碳鋼熱管2的上部分固定連接，碳鋼熱管2的下部分被深埋于地基(圖1中所示的土壤5)中。為了增加鋼筋混凝土基礎柱的穩定性，在鋼筋混凝土基礎柱的下端設置有混凝土基礎3，進一步，為了增加混凝土基礎3與土壤5之間的平整度，在混凝土基礎3與土壤5之間還設置有混凝土墊層4。

進一步參閱圖1和圖2，碳鋼熱管2均勻地分布在鋼筋混凝土基礎柱的內部，以便用最少數量的碳鋼熱管2就能夠將鋼筋混凝土基礎柱澆筑過程中產生的水化熱及時傳導至土壤5中。

進一步，如圖3所示，本實用新型的基于熱管的大體積混凝土結構澆筑的降溫方法主要包括：步驟S100，選擇熱管；步驟S200，將熱管固定到鋼筋上；步驟S300，將熱管和鋼筋一同固定到地基上；步驟S400，進行混凝土澆筑。

具體地，在步驟S100中，根據不同的工程選擇不同規格的熱管及其數量。更具體地，根據工程中混凝土的體積大小、澆筑時水化熱產生的速度和水化熱總量確定熱管的規格和數量。進一步，混凝土澆筑時水化熱產生的速度和水化熱總量可根據混凝土結構的體積、混凝土的種類和混凝土的澆注速度中的至少一項獲取。熱管優選地是碳鋼熱管，以便能夠降低熱管的使用成本，或者本領域技術人員也可以根據實際需要選用其他規格的熱管，如銅熱管。此外，為了方便碳鋼熱管的固定(詳細請參閱下文)碳鋼熱管的直徑優選地大于鋼筋直徑的3～10mm，或者本領域技術人員可以根據實際需要選擇其他直徑的碳鋼熱管，如小于鋼筋直徑的碳鋼熱管。

具體地，在步驟S200中，將碳鋼熱管通過焊接或捆綁(綁接)的方式固定到鋼筋上，或者本領域技術人員也可以根據實際情況通過其他的連接方式將碳鋼熱管與鋼筋進行固定，如在碳鋼熱管上設置卡扣件，通過卡構件將碳鋼熱管卡扣在鋼筋上。進一步，為了提高碳鋼熱管的吸熱效率，將所有碳鋼熱管均勻分布在混凝土結構中，優選地每根鋼筋上最多固定一根碳鋼熱管，當碳鋼熱管的數量超過鋼筋的數量時，可以通過其他方式將碳鋼熱管固定于鋼筋之間，如在兩根鋼筋之間橫架一根鋼筋，將碳鋼熱管固定到該橫架的鋼筋上。本領域技術人員能夠理解的是，在實際施工過程中，鋼筋通常以鋼筋籠或鋼筋架的形式出現。

具體地，在步驟S300中，將碳鋼熱管遠離鋼筋的一端與鋼筋一同埋置在地基中，本領域技術人員容易理解的是，在實際施工過程當中，該地基通常為土基。本領域技術人員還能夠理解的是，碳鋼熱管和鋼筋既可以是豎直埋置于地基中，也可以傾斜或水平的埋置于地基中。

具體地，在步驟S400中，在碳鋼熱管和鋼筋被埋置、固定到地基中后，對裸露在地基外的碳鋼熱管和鋼筋以及其外圍澆筑混凝土。混凝土澆筑過程中內部水化產生的熱量會通過碳鋼熱管傳導至地基中。

下面結合圖4對本實用新型的基于熱管的大體積混凝土結構澆筑的降溫方法的工作原理進行詳細說明。

如圖4所示，在用混凝土澆筑綁定有熱管的鋼筋籠時，由于混凝土的水化會產生大量的熱，尤其是對于大體積的混凝土結構，內部的熱量如果來不及散發，會使混凝土結構膨脹開裂進而影響混凝土結構的質量。進一步，水化產生的熱量的小部分通過混凝土結構的表面散發到空氣中，水化產生的熱量的大部分通過碳鋼熱管傳導至地基中。所以，碳鋼熱管的設置能夠高效地將混凝土結構內部產生的水化熱及時傳導出去，避免了混凝土結構因內部熱量過高而膨脹開裂致使混凝土結構質量降低的現象。

在本實用新型的優選實施方案中，通過熱管將混凝土結構的內部和地基進行連通，使得混凝土在澆筑過程中內部產生的水化熱能夠及時高效地傳導至地基中，減少了混凝土澆筑過程中消除水化熱的工作量，提高了混凝土的澆注效率，且不需要額外消耗水資源。

至此，已經結合附圖所示的優選實施方式描述了本實用新型的技術方案，但是，本領域技術人員容易理解的是，本實用新型的保護范圍顯然不局限于這些具體實施方式。在不偏離本實用新型的原理的前提下，本領域技術人員可以對相關技術特征作出等同的更改或替換，這些更改或替換之后的技術方案都將落入本實用新型的保護范圍之內。