一种石墨烯抗冰拨智能温控结构的制作方法

1.本发明涉及坝体保温层抗冰拨技术领域，尤其涉及一种石墨烯抗冰拨智能温控结构。


背景技术：

2.大体积混凝土已广泛应用于建筑工程中，特别是在水利工程中的水利枢纽工程常常被采用。大体积混凝土工程除了在施工过程中，要克服混凝土浇筑初期水热化产生温度梯度问题，而且也必须克服在后期温差较大环境条件下，由于混凝土为不良导体，所形成的较大温度梯度问题，从而避免混凝土产生裂缝，对坝体形成较大的危害。
3.后期温控的方式目前一般采用各类保温板和聚氨酯保温的方式，效果较好的聚氨酯喷涂无缝式保温层比较好，但也均存在着各种因素导致坝体基层与保温层不断脱落的现象，其原因主要是：1、保温受水压影响，长期处于蠕动变形的状态，保温层完全依靠与坝体的粘结强度承受拉伸力，因此，保温层与坝体间的牢固程度受到了极大的影响，而导致脱落；2、由于所处的地里位置处于高寒地区，冬季水面结冰现象不可避免，而冰体与坝体的结合处的粘结，也同样会随着水位的升降，而产生冰体对保温层的拉拔作用力，也就是冰拨现象，而导致严重破坏保温层和导致保温层的脱落。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种石墨烯抗冰拨智能温控结构，所述结构通过石墨烯发热结构系统层的设置消除了冰拨的作用，避免了大坝保温失控而导致的裂缝危害。
5.为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
6.本发明提供了一种石墨烯抗冰拨智能温控结构，包括在坝体1的基面上依次层叠设置的聚氨酯保温层2、石墨烯发热结构系统层、找平层9和一布二涂聚脲层10；
7.所述石墨烯发热结构系统层连接温度控制装置。
8.优选的，所述石墨烯发热结构系统层包括紧密设置的石墨烯发热结构系统单元；
9.每个石墨烯发热结构系统单元的尺寸为3m*3m。
10.优选的，所述每个石墨烯发热结构系统单元包括层叠设置的塑胶布3和石墨烯发热膜5；
11.所述石墨烯发热膜5与塑胶布3接触的所在面设置有铝箔反射膜4。
12.优选的，所述坝体1的表面设置有坝面预留螺栓7；所述坝面预留螺栓7依次穿过坝体1、聚氨酯保温层2和石墨烯发热结构系统。
13.优选的，所述石墨烯抗冰拨智能温控结构还包括平面紧固夹板6；
14.所述平面紧固夹板6通过套穿在所述坝面预留螺栓7上紧固每个所述石墨烯发热结构系统层的四个角。
15.优选的，所述聚氨酯保温层2的水位变化区以下的底部设置有铝合金t形型材防浮力加固件14。
16.优选的，所述每个石墨烯发热结构系统单元的塑胶布3的四角均设置有直孔，所述直孔带有铅锌扣眼。
17.优选的，所述平面紧固夹板6设置有不锈钢螺栓8；
18.所述不锈钢螺栓8穿过所述平面紧固夹板6、石墨烯发热膜5和铝箔发射膜4后套入到所述铅锌扣眼中。
19.优选的，所述温度控制装置包括电源线缆桥架11、坝顶分控箱12和总控箱13。
20.优选的，所述聚氨酯保温层2的表面平整度<5mm。
21.本发明提供了一种石墨烯抗冰拨智能温控结构，包括在坝体1的基面上依次层叠设置的聚氨酯保温层2、石墨烯发热结构系统层、找平层9和一布二涂聚脲层10；所述石墨烯发热结构系统层连接温度控制装置。本发明所述聚氨酯保温层具有优越的保温性能。所述聚氨酯保温层的设置可以表面坝体外表面的温度与坝体内温度产生的梯度的影响；同时为了解决冰拨力对保温层的破坏，在聚氨酯保温层表面设置石墨烯发热结构系统层，由于石墨烯具有良好的强度、柔韧度、导电导热和较高的安全特性，特别是发热速度能在通电后的5～10分钟左右，热量即可传递到表面，具有非常好的热传导性能，可以消除了冰拨的作用，避免了大坝保温失控而导致的裂缝危害。
附图说明
22.图1为本发明所述石墨烯抗冰拨智能温控结构的结构示意图；
23.图2为本发明所述石墨烯抗冰拨智能温控结构的平面系统示意图；
24.其中，1
‑
坝体，2
‑
聚氨酯保温层，3
‑
塑胶布，4
‑
铝箔反射膜，5
‑
石墨烯发热膜，6
‑
平面紧固夹板，7
‑
坝面预留螺栓，8
‑
不锈钢螺栓，9
‑
找平层，10
‑
一布二涂聚脲层，11
‑
电源线缆桥架，12
‑
坝顶分控箱，13
‑
总控箱和14
‑
铝合金t形型材防浮力加固件。
具体实施方式
25.本发明提供了一种石墨烯抗冰拨智能温控结构，包括在坝体1的基面上依次层叠设置的聚氨酯保温层2、石墨烯发热结构系统层、找平层9和一布二涂聚脲层10；
26.所述石墨烯发热结构系统层连接温度控制装置。
27.在本发明中，所述坝体1的基面应保持干燥和洁净，并符合聚氨酯喷涂所要求的基面要求。
28.作为本发明的一个具体实施例，所述坝体1的表面设置有坝面预留螺栓7，所述坝面预留螺栓7依次穿过坝体1、聚氨酯保温层2和石墨烯发热结构系统。所述坝面预留螺栓7的长度大于聚氨酯保温层和石墨烯发热结构系统层的总厚度。
29.作为本发明的一个具体实施例，所述聚氨酯保温层2的表面平整度<5mm；所述聚氨酯保温层2的材料为硬质聚氨酯泡沫；在本发明中，所述聚氨酯保温层2的厚度优选按照本领域技术人员熟知的针对不同地理位置不同极端气候的情况而选择不同厚度的聚氨酯保温层的常识进行选择。
30.在本发明中，所述聚氨酯保温层2优选通过喷涂的方式制备得到，其中未喷涂有聚氨酯保温层的坝面预留螺栓7应保证干净且螺纹不受损害。
31.作为本发明的一个具体实施例，所述石墨烯发热结构系统层包括紧密设置的石墨
烯发热结构系统单元；每个石墨烯发热结构系统单元的尺寸为3m*3m。
32.作为本发明的一个具体实施例，所述每个石墨烯发热结构系统单元包括层叠设置的塑胶布3和石墨烯发热膜5；
33.所述石墨烯发热膜5与塑胶布3接触的所在面设置有铝箔反射膜4。
34.作为本发明的一个具体实施例，所述每个石墨烯发热结构系统单元的塑胶布3的厚度为2mm，平面尺寸为3m*3m；所述塑胶布3的四角均设置有直孔，所述直孔带有铅锌扣眼。所述直孔的直径
35.作为本发明的一个具体实施例，所述石墨烯发热结构系统层通过石墨烯发热膜电线与所述温度控制装置连接；所述石墨烯发热膜电线固定在所述塑胶布3上。
36.在本发明中，所述石墨烯发热膜5的功率优选≤120w，更优选为120w。
37.作为本发明的一个具体实施例，所述温度控制装置包括电源线缆桥架11、坝顶分控箱12和总控箱13。所述温度控制装置通过电缆控制线与所述石墨烯抗冰拨智能温控结构连接；所述电缆控制线优选为铜芯电缆线。
38.作为本发明的一个具体实施例，在水平方向上，每30m设置一个温度控制单元体；各个温度控制单元体设置在位于坝顶位置的坝顶分控箱12中。所述石墨烯发热结构系统层和各个温度控制单元体之间的石墨烯发热膜电线通过电源线缆桥架11进行整合。
39.作为本发明的一个具体实施例，所述各个温度控制单元内，预设温控探针，并随电缆控制线布设温控线。
40.作为本发明的一个具体实施例，所述总控制箱13设置在坝体安防控制室内；所述总控室外部设置室外温度探测器，并连接到所述总控制箱13中；所述总控制箱13匹配pc端，可根据不同的气候情况和温控探针数据，自动在不同时间调整石墨烯发热温度数据。同时可兼顾检测电流、电压和功率等运行情况。
41.作为本发明的一个具体实施例，所述石墨烯抗冰拨智能温控结构还包括平面紧固夹板6；
42.所述平面紧固夹板6通过套穿在所述坝面预留螺栓7上紧固每个所述石墨烯发热结构系统层的四个角。
43.作为本发明的一个具体实施例，所述平面紧固夹板6设置有不锈钢螺栓8；
44.所述不锈钢螺栓8穿过所述平面紧固夹板6、石墨烯发热膜5和铝箔发射膜4后套入到所述铅锌扣眼中。
45.作为本发明的一个具体实施例，所述平面紧固夹板6的边长为250mm，厚度为3mm。
46.作为本发明的一个具体实施例，所述不锈钢螺栓8的直径与所述铅锌扣眼的直径相匹配。
47.作为本发明的一个具体实施例，所述找平层9的材料为丙乳砂浆，厚度≥20mm。
48.在本发明中，所述找平层9的施工优选按照专业施工方案进行作业，并做好填缝和养护处理。
49.在本发明中，所述找平层9可以提高聚氨酯保温层与所述石墨烯发热结构系统层的外力抵抗能力。
50.作为本发明的一个具体实施例，所述一布二涂聚脲层10包括耐碱玻纤网格布和位于所述耐碱玻纤网格布两侧的聚脲层；所述耐碱玻纤网格布的单位面积质量≥160g/m2；断
裂强力经纬向≥1500n/50m；所述聚脲层的材料为单组分(脂肪族)聚脲防护涂料ⅱ型。
51.作为本发明的一个具体实施例，所述一布二涂聚脲层10的总厚度≥2mm。
52.在本发明中，所述一布二涂聚脲层10优选在所述找平层9的基面涂布一层聚脲层后，将耐碱玻纤网格布贴覆压实，然后在所述耐碱玻纤网格布的基面再涂布一层聚脲至表面不能露出网眼。所述一布二涂聚脲层10能够确保石墨烯抗冰拨智能温控结构整体不渗水和外表面的憎水性，减少冰体与坝面的表面能和摩擦系数。
53.作为本发明的一个具体实施例，所述聚氨酯保温层2的水位变化区以下的底部设置有铝合金t形型材防浮力加固件14。所述铝合金t形型材防浮力加固件14设置与所述聚氨酯保温层的下部；所述铝合金t形型材防浮力加固件14与所述坝体之间还压覆有耐碱玻纤网格布，在完成聚氨酯保温层2、石墨烯发热结构系统层、找平层9之后，实施一布二涂聚脲层10时，将网格布上翻随聚脲层的施工将网格布压覆于聚脲层之间，使聚氨酯保温层2、石墨烯发热结构系统层、找平层9均包覆于一布二涂聚脲层之下，使之成为一个无缝隙整体结构的包裹体。所述该设置可以将聚氨酯保温层与坝体紧固的连接为一体，且能够使包体的保温结构和石墨烯发热结构体的牢固程度得到多层次的强化。
54.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。