一种降低混凝土基础收缩差的装置和方法技术领域
本发明涉及土木工程技术领域，尤其涉及一种降低混凝土基础收
缩差的装置和方法。
背景技术
为减小大体积混凝土温度应力，降低新浇混凝土的开裂风险，多
采用分层浇筑措施，该方法适用于大体积混凝土施工，一般要求层间
浇筑间隔控制在7～10天以内，避免新老混凝土之间收缩差过大，相互
约束引起新浇混凝土开裂。而实际工程中，由于多为钢筋混凝土结构
且尺寸较大，绑扎钢筋、清理模板、预埋件安装等多道工序后，层间
浇筑间隔往往大于15天甚至达到数月，极大地增大了新浇混凝土开裂
风险。
目前，已有采用预埋热电阻丝将老混凝土升温降低收缩差的技术，
但预埋电阻丝增加一套电热系统和导线，对混凝土浇筑存在干扰，并
且电加热易出现电阻丝局部温度过高的问题，电阻丝与混凝土接触面
积小，传热效率不佳。
因此，针对上述问题，需要提供一种利用已有冷却水管反向通热
水给老混凝土升温，降低新老混凝土间收缩差的装置和方法。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是提供一种降低混凝土基础收缩差的装
置和方法，利用已有冷却水管反向通热水，给先浇筑的下层混凝土层
升温，以达到降低后浇筑的上层混凝土层和先浇筑的下层混凝土层基
础温差的目的，使后浇筑的上层混凝土层和先浇筑的下层混凝土层温
度变形趋于同步，降低后浇筑的上层混凝土层受约束程度，从而解决
温度应力水平高，后浇筑的上层混凝土层开裂风险大的问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种降低混凝土基础收缩
差的装置，包括第一冷却水管和第二冷却水管，所述第一冷却水管连
接有热水循环水箱，所述第二冷却水管连接有冷水循环水箱，热水循
环水箱和冷水循环水箱通过阀门连通；所述热水循环水箱内设有电热
管，所述电热管穿过所述热水循环水箱的侧壁并连接有温控开关；
还包括温度采集系统，所述温度采集系统包括控制系统和与控制
系统电连接的测温元件，所述控制系统与所述温控开关电连接。
优选的，前述第一冷却水管和所述第二冷却水管均为蛇形管路。
优选的，前述第一冷却水管和所述第二冷却水管分别通过循环水
泵与所述热水循环水箱和冷水循环水箱连接。
优选的，前述温控开关为控温式继电器。
优选的，前述热水循环水箱箱体上设有保温结构。
本发明还提供了一种降低混凝土基础收缩差的方法，包括如下步
骤：
S1、对下层混凝土层进行浇筑，在下层混凝土层浇筑前沿水平方
向预埋第一冷却水管，所述第一冷却水管的数量至少为一根，且各第
一冷却水管相互层叠布置于下层混凝土层表面至一定深度之间的区域
内，并在冷却水管周边预埋测温元件；
S2、使用加热管加热热水循环水箱内的水温，并保持所述热水循
环水箱内的水温恒定，通过第一冷却水管对下层混凝土层的温度加热
一段时间；
S3、当检测到下层混凝土层内部温度达到预定温度并稳定时，浇
筑上层混凝土层，并在浇筑前沿水平方向预埋第二冷却水管，所述第
二冷却水管至少为一根，且各第二冷却水管相互层叠，在所述第二冷
却水管周围预埋测温元件；
S4、当上层混凝土层内测定的温度达到预设温度时，所述控制系
统控制所述温控开关断开，电热管停止对热水循环水箱内的水加热；
S5、打开阀门，将冷水循环水箱内的水接入热水循环水箱，使热
水循环水箱和冷水循环水箱内的水温同步下降。
优选的，前述步骤S1中，所述一定深度为混凝土横向宽度的0.2
倍。
优选的，前述步骤S2中，所述第一冷却水管对下层混凝土层的温
度加热的时间为3-5天。
优选的，前述步骤S2中，所述热水循环水箱保持恒温的方法为，
连通温控式继电器，对热水循环水箱内的水加热；当热水循环水箱内
的水达到预设温度时，断开温控式继电器，停止对热水循环水箱内的
水加热；当温度降低到预设温度以下，连通控温式继电器，再次对热
水循环水箱内的水加热。
优选的，前述测温元件分别设置于所述上层混凝土层和下层混凝
土层竖直方向的中部。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有如下优点：
本发明提供了一种降低混凝土基础收缩差的装置，其中，热水循
环水箱和冷水循环水箱通过阀门连通；热水循环水箱内设有电热管，
电热管穿过热水循环水箱的侧壁并连接有温控开关；还包括温度采集
系统，温度采集系统包括控制系统和与控制系统电连接的测温元件，
控制系统与所述温控开关电连接。
基于本发明提供的降低混凝土基础收缩差的装置，本发明还提供
了一种降低混凝土基础收缩差的方法，利用第一冷却水管反向通热水，
给先浇筑的下层混凝土层升温，以达到降低后浇筑的上层混凝土层和
先浇筑的下层混凝土层基础温差的目的，使后浇筑的上层混凝土层和
先浇筑的下层混凝土层的温度变形趋于同步，降低后浇筑的上层混凝
土层受约束程度，从而解决温度应力水平高，以及后浇筑的上层混凝
土层开裂风险大的问题。
综上所述，本发明利用大体积混凝土常用的冷却水管系统作为加
热系统，降低了系统实施的难度；利用电热管控温，利用加热后的水
作为热介质，对下层混凝土层加热温和均匀，降低了系统风险。
本发明提供的系统布置灵活，改造工作量小，实现难度低，在原
用冷却系统的基础上几乎不增加设备成本，适用场合广泛，有效解决
大体积混凝土质量控制实际问题。
附图说明
图1是本发明降低混凝土基础收缩差的装置结构示意图。
图中：1：下层混凝土层；2：第一冷却水管；3：热水循环水箱；
4：加热管；5：控温式继电器；6：循环水泵；7：上层混凝土层；8：
第二冷却水管；9：冷水循环水箱；10：控制系统；11：阀门；12：测
温元件。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结
合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、
完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不
是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没
有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明
保护的范围。
实施例一
如图1所示，本发明实施例提供的一种降低混凝土基础收缩差的
装置，包括第一冷却水管2和第二冷却水管8，第一冷却水管2和第二
冷却水管8均为蛇形管路。其中，第一冷却水管2和第二冷却水管8
均为现有技术中已有的冷却水管系统，降低了系统实施的难度和成本。
第一冷却水管2连接有热水循环水箱3，第二冷却水管8连接有冷
水循环水箱9，第一冷却水管2和第二冷却水管8分别通过循环水泵6
与热水循环水箱3和冷水循环水箱9连接。热水循环水箱3和冷水循
环水箱9通过阀门11连通。本实施例中，将热水循环水箱3和冷水循
环水箱9联通，保障了先浇筑的下层混凝土层1和后浇筑的上层混凝
土层7温度变化的同步性。
其中，热水循环水箱3箱体上设有保温结构，热水循环水箱3内
设有电热管4，电热管4穿过热水循环水箱3的侧壁并连接有温控开关，
温控开关为控温式继电器5。本实施例中，在热水循环水箱3加入了加
热控温装置，即控温式继电器5，使第一冷却水管2和热水循环水箱3
构成了加热控温型水循环系统，保障混凝土升温的持续性和可控性。
还包括温度采集系统，温度采集系统包括控制系统10和与控制系
统10电连接的测温元件12，控制系统10与控温式继电器5电连接。
本实施例中，采用测温元件12监控获得控制参数，保障加热在混凝土
可承受范围内，系统安全性提高。
使用时，第一冷却水管2设置于先浇筑的下层混凝土层1内部，
第二冷却水管8设置于后浇筑的上层混凝土层7内部，测温元件12分
别设置于先浇筑的下层混凝土层1和后浇筑的上层混凝土层7竖直方
向的中部。其他设备均设置于先浇筑的下层混凝土层1和后浇筑的上
层混凝土层7的外部。
实施例二
本发明实施例提供了一种降低混凝土基础收缩差的方法，包括如
下步骤：
S1、对下层混凝土层1进行浇筑，在下层混凝土层1浇筑前沿水
平方向预埋第一冷却水管2，第一冷却水管2的数量至少为一根，且各
第一冷却水管2相互层叠布置于下层混凝土层1表面至一定深度之间
的区域内，一定深度为混凝土横向宽度的0.2倍，需要说明的是，这个
区域即为强约束区。然后在第一冷却水管2周边预埋测温元件12，测
温元件12分别设置于下层混凝土层1竖直方向的中部，测温元件12
用于监测内部最高温度Tmax和实时温度Tt，以便后续利用。
S2、在上、下层混凝土层浇筑间隔时间过长时，例如大于15天时，
使用加热管4加热热水循环水箱3内的水温，并保持热水循环水箱3
内的水温恒定，通过第一冷却水管2对下层混凝土层1的温度加热一
段时间；第一冷却水管2对下层混凝土层1的温度加热的时间为3-5
天。热水循环水箱3保持恒温的方法为，连通温控式继电器5，对热水
循环水箱3内的水加热；当热水循环水箱3内的水达到预设温度时，
断开温控式继电器5，停止对热水循环水箱3内的水加热；当温度降低
到预设温度以下，连通控温式继电器5，再次对热水循环水箱3内的水
加热。
S3、通过测温元件12监测升温效果，当检测到下层混凝土层1内
部温度达到预定温度并稳定时，其中，稳定的标准为一天温度变化不
超过1℃，浇筑上层混凝土层7，并在浇筑前沿水平方向预埋第二冷却
水管8，第二冷却水管8至少为一根，且各第二冷却水管8相互层叠，
在第二冷却水管8周围预埋测温元件12；测温元件12分别设置于上层
混凝土层7竖直方向的中部。浇筑上层混凝土层7时，热水循环水箱3
内的加热管4和控温式继电器5持续工作，保持下层混凝土层1芯部
温度稳定。
S4、当上层混凝土层4内测定的温度达到预设温度时，控制系统
10控制控温式继电器5断开，电热管4停止对热水循环水箱3内的水
加热；
S5、打开阀门11，将冷水循环水箱9内的水接入热水循环水箱3，
使热水循环水箱3和冷水循环水箱9内的水温同步下降，便与水温快
速调节和切换。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而
非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领
域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技
术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修
改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方
案的精神和范围。