一种大体积混凝土的快速浇筑及温控方法与流程

本发明属于混凝土浇筑技术领域，尤其涉及一种大体积混凝土的快速浇筑及温控方法。

背景技术：

目前，目前大体积混凝土施工后常常出现裂缝，如大坝、锚碇、桥墩等，温度荷载是导致大体积混凝土开裂的重要原因，因此在此类工程中混凝土的施工期温度控制是设计和施工的一项非常重要的内容。目前常用的温控手段有可概括为四个方面：控制浇筑温度、水管冷却、仓面散热和表面保温。这几个方面的措施综合使用对防止裂缝出现有明显的作用，但大体积混凝土的裂缝仍经常出现，影响工程的正常施工进度和安全运行。主要的原因存在于这些措施的组合不够合理，比如水管布置太希疏、冷却水温偏高，表面保温材料的厚度和保温时间不合理，过于依赖仓面散热等等。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有的大体积混凝土温控效果不佳，同时浇筑后会出现裂缝。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种大体积混凝土的快速浇筑及温控方法。

本发明是这样实现的，一种大体积混凝土的快速浇筑及温控方法，所述大体积混凝土的快速浇筑及温控方法包括以下步骤：

步骤一，按预定配比称取细骨料、粉煤灰、水泥、混合纤维、粗骨料、石膏、氧化石墨烯、减水剂，并对相应原材料进行冷却处理；同时利用温度传感器测量各原材料的温度数据；

步骤二，结合各原材料的配比数据，将冷却后的氧化石墨烯加水，升温至75～90℃，置于超声机中以20khz～100khz的超声频率超声分散30～45min，得到氧化石墨烯水溶液；

步骤三，将氧化石墨烯水溶液、粉煤灰、石膏加入搅拌机中进行搅拌，并以喷雾的形式加入水，搅拌均匀，得第一混合料；

步骤四，向第一混合料中缓慢加入水泥，并加入适量水搅拌混合均匀，得第二混合料；向第二混合料中边搅拌边加入减水剂、混合纤维以及石膏，搅拌均匀后，得到第三混合料；向第三混合料中加入粗骨料和细骨料，搅拌均匀，养护成型即可得混凝土；

步骤五，将配置好的混凝土划分成多个区域，并于各个区域内预设设置温度传感器及压力传感器；并利用预先设置的温度传感器检测划分的各区域混凝土的温度；

步骤六，基于测定的各区域混凝土的温度铺设降温管道；将步骤四得到的混凝土通过混凝土运输车进行运输，在运输过程中，将所运输的混合物持续搅拌，搅拌不低于2～3转/min，在卸料前4～7min，以转速不低于6～8转/min的转速搅拌100～150s；

步骤七，利用凝土浇筑设备进行混凝土的浇筑，并对浇筑的混凝土进行二次投料；设置振捣参数，同时根据待绑扎钢筋间的间距、振捣棒外径及振捣棒作用半径确定各振捣点的位置；

步骤八，在确定的振捣点的位置预埋辅助件；在向钢筋中浇筑混凝土，将振捣棒贴在辅助件的一侧进行振捣，振捣密实后将振捣棒贴在辅助件的另一侧进行振捣，振捣完毕后拔出辅助件；

步骤九，利用设置于各监测区域的温度传感器实时监测浇筑过程中混凝土的温度变化；利用压力传感器实施监测混凝土的应力监测；

步骤十，利用温度传感器测量环境温度以及降温管道进水口、出水口的温度，当环境温度高出预设阈值或管道出水口温度高出阈值时，则通过增大进水口水流量以及降低进水口水温度的方式进行进一步降温；知道管道出水口温度处于预设阈值范围内；

步骤十一，当步骤九监测的相关温度以及应力数据超出预设的范围后，则利用铺设的降温管道进行冷却降温。

进一步，步骤二中，所述混凝土按质量份数计，由细骨料30～35份、粉煤灰20～30份、水泥15～20份、混合纤维10～15份、粗骨料10～15份、石膏10～15份、氧化石墨烯2～6份、减水剂1～3份以及余量水组成。

进一步，所述减水剂为微胶囊型聚羧酸系减水剂，所述微胶囊型聚羧酸系减水剂的制备方法为：将具有孔隙的载体在聚羧酸系减水剂溶液中搅拌分散，浸泡20～24h，经过滤、喷雾干燥即得微胶囊型聚羧酸系减水剂。

进一步，步骤三中，所述将氧化石墨烯水溶液、粉煤灰、石膏加入搅拌机中进行搅拌的条件为：设置搅拌速度为350～600r/min，搅拌时间为6～10min。

进一步，步骤四中，所述养护成型的方法，包括：

(1)将搅拌均匀的混合物浇筑在待成型模具中，进行常温下30-45min的预养护；

(2)使用90-100℃蒸汽养护槽蒸汽养护50-80min；

(3)冷却至常温，60-80min后进行脱模，即可。

进一步，步骤六中，所述基于测定的各区域混凝土的温度铺设降温管道的方法，包括：

获取各个区域的混凝土温度数据以及待浇筑的混凝土厚度数据，根据各区域的温度以及厚度数据确定铺设的降温水管的层数，温度越高，厚度越大，则层数越多。

进一步，所述降温水管为hdpe管或黑铁管，所述降温水管管径为42.5×3.25mm；所述降温水管长度为150～200m，所述降温水管间距为0.9m。

进一步，步骤七中，所述利用凝土浇筑设备进行混凝土的浇筑的方法，包括：

(i)浇筑前，在预设的混凝土浇筑区域边缘设置挡板；

(ii)浇筑时，使从混凝土泵的泵管出料口喷出的混凝土喷到迟滞区范围内；所述迟滞区即为挡板；

(iii)根据浇筑区域的面积采用分层连续浇筑的方法进行浇筑。

进一步，所述凝土浇筑设备包括第一出料口和第二出料口；浇筑时，从第一出料口流出的粒径20～30mm石子的混凝土落入结构混凝土侧的挡板内，从第二出料口流出的粒径10～20mm石子的混凝土落入面层混凝土侧的挡板内。

进一步，所述分层连续浇筑每层厚度为30～35cm。

结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明通过添加减水剂以及混合纤维，利于提高混凝土的耐久性、有利于分散混凝土的定向应力，使得混凝土的韧性增强，进而使得混凝土在受压时不容易开裂，使得混凝土的使用寿命延长，有利于提高制得的混凝土的抗拉强度以及耐久性能。

本发明将原材料混合分批搅拌能够他提高混凝土密实度、抗压强度以及抗拉强度。

本发明通过改善混凝土配方，同时结合实时检测原材料、浇筑的温度以及应力变化，并利用降温管道，通过调节水流量以及水温的方式实时改善混凝土浇筑的温度，同时结合天气以及管道温度进行适应性的水温调节，能够有效控制混凝土的浇筑温度，避免温度过高，能够均匀的改善混凝土的温度，提高温控的有效性，避免出现裂缝等，实现大体积混凝土的快速浇筑。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的大体积混凝土的快速浇筑及温控方法流程图。

图2是本发明实施例提供的利用冷却后的原材料结合各原材料的配比数据进行混凝土配置方法流程图。

图3是本发明实施例提供的养护成型的方法流程图。

图4是本发明实施例提供的利用凝土浇筑设备进行混凝土的浇筑的方法流程图。

图5是本发明实施例提供的对混凝土进行振捣的方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种大体积混凝土的快速浇筑及温控方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。

如图1所示，本发明实施例提供的大体积混凝土的快速浇筑及温控方法包括以下步骤：

s101，获取混凝土的原材料，并对相应原材料进行冷却；同时利用温度传感器测量各原材料的温度数据；

s102，利用冷却后的原材料结合各原材料的配比数据进行混凝土的配置；

s103，将配置好的混凝土划分成多个区域，并于各个区域内预设设置温度传感器及压力传感器；并利用预先设置的温度传感器检测划分的各区域混凝土的温度；

s104，基于测定的各区域混凝土的温度铺设降温管道，并将得到的混凝土通过混凝土运输车进行运输；利用凝土浇筑设备进行混凝土的浇筑；

s105，对浇筑的混凝土进行二次投料及振捣；并利用设置于各监测区域的温度传感器实时监测浇筑过程中混凝土的温度变化；利用压力传感器实施监测混凝土的应力监测；

s106，当s105监测的相关温度以及应力数据超出预设的范围后，则利用铺设的降温管道进行冷却降温。

本发明实施例提供的步骤s102中，所述混凝土按质量份数计，由细骨料30～35份、粉煤灰20～30份、水泥15～20份、混合纤维10～15份、粗骨料10～15份、石膏10～15份、氧化石墨烯2～6份、减水剂1～3份以及余量水组成。

本发明实施例提供的减水剂为微胶囊型聚羧酸系减水剂，所述微胶囊型聚羧酸系减水剂的制备方法为：将具有孔隙的载体在聚羧酸系减水剂溶液中搅拌分散，浸泡20～24h，经过滤、喷雾干燥即得微胶囊型聚羧酸系减水剂。

如图2所示，本发明实施例提供的步骤s102中，所述利用冷却后的原材料结合各原材料的配比数据进行混凝土配置的方法，包括：

s201，合各原材料的配比数据，将冷却后的氧化石墨烯加水，升温至75～90℃，置于超声机中以20khz～100khz的超声频率超声分散30～45min，得到氧化石墨烯水溶液；

s202，将氧化石墨烯水溶液、粉煤灰、石膏加入搅拌机中进行搅拌，并以喷雾的形式加入水，搅拌均匀，得第一混合料；

s203，向第一混合料中缓慢加入水泥，并加入适量水搅拌混合均匀，得第二混合料；

s204，向第二混合料中边搅拌边加入减水剂、混合纤维以及石膏，搅拌均匀后，得到第三混合料；

s205，向第三混合料中加入粗骨料和细骨料，搅拌均匀，养护成型即可得混凝土。

本发明实施例提供的步骤s202中，所述将氧化石墨烯水溶液、粉煤灰、石膏加入搅拌机中进行搅拌的条件为：设置搅拌速度为350～600r/min，搅拌时间为6～10min。

如图3所示，本发明实施例提供的步骤s205中，所述养护成型的方法包括：

s301，将搅拌均匀的混合物浇筑在待成型模具中，进行常温下30～45min的预养护；

s302，使用90～100℃蒸汽养护槽蒸汽养护50～80min；

s303，冷却至常温，60～80min后进行脱模，即可。

本发明实施例提供的步骤s104中，所述将得到的混凝土通过混凝土运输车进行运输，在运输过程中，将所运输的混合物持续搅拌，搅拌不低于2～3转/min，在卸料前4～7min，以转速不低于6～8转/min的转速搅拌100～150s。

本发明实施例提供的步骤s104中，所述基于测定的各区域混凝土的温度铺设降温管道的方法，包括：

获取各个区域的混凝土温度数据以及待浇筑的混凝土厚度数据，根据各区域的温度以及厚度数据确定铺设的降温水管的层数，温度越高，厚度越大，则层数越多。

本发明实施例提供的降温水管为hdpe管或黑铁管，所述降温水管管径为42.5×3.25mm；所述降温水管长度为150～200m，所述降温水管间距为0.9m。

如图4所示，本发明实施例提供的步骤s104中，所述利用凝土浇筑设备进行混凝土的浇筑的方法，包括：

s401，浇筑前，在预设的混凝土浇筑区域边缘设置挡板；

s402，浇筑时，使从混凝土泵的泵管出料口喷出的混凝土喷到迟滞区范围内；所述迟滞区即为挡板；

s403，根据浇筑区域的面积采用分层连续浇筑的方法进行浇筑。

本发明实施例提供的凝土浇筑设备包括第一出料口和第二出料口；浇筑时，从第一出料口流出的粒径20～30mm石子的混凝土落入结构混凝土侧的挡板内，从第二出料口流出的粒径10～20mm石子的混凝土落入面层混凝土侧的挡板内。

本发明实施例提供的分层连续浇筑每层厚度为30～35cm。

如图5所示，本发明实施例提供的步骤s105中，所述对混凝土进行振捣的方法，包括：

s501，根据待绑扎钢筋间的间距、振捣棒外径及振捣棒作用半径确定各振捣点的位置；

s502，在确定的振捣点的位置预埋辅助件；

s503，在向钢筋中浇筑混凝土，将振捣棒贴在辅助件的一侧进行振捣，振捣密实后将振捣棒贴在辅助件的另一侧进行振捣，振捣完毕后拔出辅助件。

本发明实施例提供的大体积混凝土的快速浇筑及温控方法还包括：利用温度传感器测量环境温度以及降温管道进水口、出水口的温度，当环境温度高出预设阈值或管道出水口温度高出阈值时，则通过增大进水口水流量以及降低进水口水温度的方式进行进一步降温；知道管道出水口温度处于预设阈值范围内。

以上所述，仅为本发明较优的具体的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。