一種混凝土控溫模板及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及混凝土施工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種混凝土控溫模板及其使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]墻體結(jié)構(gòu)混凝土，尤其是長墻結(jié)構(gòu)和地下側(cè)墻結(jié)構(gòu)混凝土的裂縫較為普遍，在夏季高溫時節(jié)的裂縫尤為嚴(yán)重，裂縫主要出現(xiàn)在拆模之后幾日內(nèi)，裂縫形式主要為溫度裂縫，以地下側(cè)墻結(jié)構(gòu)混凝土為例，在實(shí)際工程中，在入模溫度達(dá)到35°C以上，水化溫升達(dá)到30°C以上時，混凝土墻面上出現(xiàn)間隔0.5m?3.0m—條的溫度裂縫的情況較為常見。目前解決這種裂縫的技術(shù)手段主要是添加鈣類膨脹劑和水化熱調(diào)控材料，雖然可以大幅緩解墻面開裂的程度，但仍無法徹底解決。國內(nèi)外學(xué)者研究表明，混凝土的入模溫度和絕熱溫升是影響混凝土產(chǎn)生溫度裂縫的重要因素，在實(shí)際施工過程中，混凝土結(jié)構(gòu)均存在一定程度的散熱，混凝土內(nèi)部溫度達(dá)不到絕熱條件下的溫度，因此，混凝土的水化溫升便成為控制混凝土溫度裂縫的一個重要指標(biāo)。
[0003]墻體結(jié)構(gòu)混凝土的厚度一般在200mm?1200mm之間，在夏季高溫時，溫度裂縫較為常見，尤其在墻體厚度達(dá)到500mm以上時尤為顯著，但目前在工程施工中卻廣泛采用《大體積混凝土施工規(guī)范》中的溫控指標(biāo)(例如里表溫差不大于25°C)進(jìn)行溫度控制，大量實(shí)踐表明，該溫控指標(biāo)難以適用于墻體結(jié)構(gòu)混凝土，尤其不適用于夏季高溫環(huán)境下的墻體結(jié)構(gòu)混凝土，最有效的方法是大幅降低混凝土的入模溫度和水化溫升，但在現(xiàn)有技術(shù)中難以實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)有技術(shù)中，申請?zhí)枮镃N201410626807.6的專利公開了一種智能溫控混凝土加熱模板施工裝置，該專利通過對混凝土模板施行電加熱解決冬季混凝土外表面溫度低的問題，但該技術(shù)方法不便于模板的拼接安裝，通過導(dǎo)電的形式，也不利于施工的安全性，而且在施工過程中易導(dǎo)致線路斷路而使控溫失敗;專利ZL201010179347.9公開了一種相變控溫大體積混凝土模板及其制備方法，本專利將相變材料包裹于混凝土模板中，利用相變材料的相變儲能特性對混凝土進(jìn)行溫度調(diào)控，但該技術(shù)方法的局限性在于，相變儲能材料的儲能的量有限，對混凝土的溫控范圍較窄，對于水化溫升較高的混凝土，其作用基本可以忽略不計(jì)，難以達(dá)到理想的技術(shù)效果。
[0004]因此，要解決墻體結(jié)構(gòu)混凝土的溫度裂縫問題，須發(fā)明一種具有針對性的技術(shù)方法，從根本上降低混凝土產(chǎn)生溫度裂縫的風(fēng)險，或徹底解決混凝土溫度裂縫問題，為墻體結(jié)構(gòu)混凝土的長期耐久性提供可靠的技術(shù)保障。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對墻體結(jié)構(gòu)混凝土，尤其是長(側(cè))墻結(jié)構(gòu)混凝土，解決夏季高溫環(huán)境下混凝土的入模溫度和水化溫升較高而易產(chǎn)生溫度裂縫的難題，以及解決冬季嚴(yán)寒環(huán)境下混凝土澆筑初期易受凍而出現(xiàn)結(jié)構(gòu)破壞和里表溫差過大易出現(xiàn)開裂的問題，本發(fā)明提供了一種混凝土控溫模板及其使用方法，具體是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]—種混凝土控溫模板，包括鋼板結(jié)構(gòu)體、保溫材料板和加強(qiáng)板;所述鋼板結(jié)構(gòu)體設(shè)有U型槽和安裝臺，保溫材料板與U型槽和安裝臺配合使控溫模板形成內(nèi)部為空心的中空結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)板覆蓋在保溫材料板上，加強(qiáng)板和保溫材料板的雙層結(jié)構(gòu)上設(shè)有通氣接口，通氣接口與控溫模板的中空結(jié)構(gòu)相連通，通氣接口可安裝接氣管和輸氣管，接氣管可將相鄰控溫模板的通氣接口連接，使相鄰控溫模板的中空結(jié)構(gòu)連通，輸氣管可將外界氣體經(jīng)通氣接口通入到控溫模板的中空結(jié)構(gòu)中；
[0007]所述加強(qiáng)板設(shè)有螺紋孔，所述鋼板結(jié)構(gòu)體設(shè)有螺紋槽，加強(qiáng)板與鋼板結(jié)構(gòu)體是通過螺栓連接固定。
[0008]所述鋼板結(jié)構(gòu)體包括鋼板面、卡槽和卡筋，所述鋼板面為施工時鋼板結(jié)構(gòu)體與混凝土的接觸面，所述卡槽設(shè)于鋼板結(jié)構(gòu)體下端，所述卡筋設(shè)于鋼板結(jié)構(gòu)體上端，兩塊控溫模板可通過卡槽與卡筋的配合上下連接起來。
[0009]所述混凝土控溫模板為長方形結(jié)構(gòu)，在控溫模板的四個角處各設(shè)有一個所述的通氣接口；
[0010]所述接氣管和輸氣管均為橡膠保溫材料，以減少氣流在輸送中的溫度損失。
[0011 ]所述加強(qiáng)板上設(shè)有3?5道開槽方管，以增強(qiáng)加強(qiáng)板的承受力。
[0012 ]所述保溫材料板為硅酸鋁保溫材料、玻璃纖維保溫材料、橡塑保溫材料、巖棉保溫材料或聚苯板保溫材料中的一種。
[0013]本發(fā)明還提供了一種混凝土控溫模板的使用方法，包括以下步驟:
[0014](I)按照施工順序，先將側(cè)墻結(jié)構(gòu)的鋼筋扎好，再使用所述控溫模板搭建模板墻，利用接氣管將所有控溫模板內(nèi)部的中空結(jié)構(gòu)串聯(lián)起來，并預(yù)留一個通氣接口作為出氣口；
[0015](2)在混凝土澆筑施工開始之前，利用制冷制熱機(jī)通過輸氣管對控溫模板通入任意設(shè)定溫度的氣流，所述設(shè)定溫度的氣流在串聯(lián)的中空結(jié)構(gòu)中流動，使混凝土的鋼板面升溫或降溫，達(dá)到與所述設(shè)定溫度的平衡；
[0016](3)澆筑混凝土，持續(xù)對控溫模板通入設(shè)定溫度的氣流，所述保溫材料板可以避免設(shè)定溫度的氣流與外界環(huán)境產(chǎn)生熱量交換，使設(shè)定溫度的氣流通過鋼板面與混凝土進(jìn)行熱量傳遞，設(shè)定溫度的氣流不斷流動，混凝土與鋼板面持續(xù)進(jìn)行溫度交換，促使混凝土的溫度不斷下降或升高，從而實(shí)現(xiàn)對混凝土的溫度調(diào)控。
[0017]所述未與接氣管或輸氣管接連的通氣接口，可使用密封塞密封起來。
[0018]考慮到，模板墻的面積范圍較大時，一次性將所有控溫模板的中空結(jié)構(gòu)串聯(lián)起來，控溫效果會受到影響，還可以將控溫模板搭建的模板墻通過接氣管連接分成至少兩個連通的部分，對每個連通的部分進(jìn)行通氣控溫，以便實(shí)現(xiàn)較好的控溫效果。
[0019]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明提供的控溫模板及其使用方法可實(shí)現(xiàn)模板與混凝土充分的熱交換，可使混凝土自澆筑入模便開始降溫或升溫，在混凝土硬化前大幅降低或升高混凝土的溫度，即相當(dāng)于大幅降低或升高混凝土的入模溫度，這是現(xiàn)有技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)的；本發(fā)明的技術(shù)手段，在夏季高溫時，除可大幅降低混凝土硬化前的溫度外，還可在混凝土的溫升階段持續(xù)給混凝土降溫，可有效地降低混凝土的水化溫升，縮短混凝土溫升和溫降的溫度變化歷程時間，可較大程度地改善混凝土在溫升和溫降過程中結(jié)構(gòu)的體積穩(wěn)定性;在夏季高溫環(huán)境下，不用再采取較為繁瑣但成效不大的混凝土入模溫度控制方法，拆模后混凝土溫度已接近環(huán)境溫度或較環(huán)境溫度低，無須再進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù);在冬季嚴(yán)寒地區(qū)，可通過向控溫模板通入溫氣流實(shí)現(xiàn)對混凝土的加溫，可保證混凝土不致受凍損壞以及確?；炷恋睦锉頊夭畈粫^大而導(dǎo)致混凝土開裂。
【附圖說明】
[0020]圖1為控溫模板結(jié)構(gòu)側(cè)向剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ]圖2為鋼板結(jié)構(gòu)體側(cè)向剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖3為加強(qiáng)板側(cè)向剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖4為兩塊控溫模板拼裝結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖5為通氣接口用密封塞密封的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖6為控溫模板加強(qiáng)板一側(cè)的平面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖7為使用本發(fā)明所述控溫模板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖8為混凝土澆筑時控溫模板的裝配示意圖。
[0028]圖卜圖7中的標(biāo)注為:I鋼板結(jié)構(gòu)體、2保溫材料板、3加強(qiáng)板、4通氣接口、5螺栓、6中空結(jié)構(gòu)、7卡筋、8接氣管、9螺紋槽、10卡槽、11螺紋孔、12開槽方管、13密封塞、14輸氣管、15制冷制熱機(jī)、16鋼板面、17U型槽、18安裝臺、19模板墻、20氣流傳輸方向、21混凝土。
【具體實(shí)施方式】
[0029]一種混凝土控溫模板，包括鋼板結(jié)構(gòu)體1、保溫材料板2和加強(qiáng)板3，鋼板結(jié)構(gòu)體I設(shè)有U型槽17和安裝臺18，保溫材料板2與U型槽17和安裝臺18配合使控溫模板形成內(nèi)部為空心的中空結(jié)構(gòu)6，加強(qiáng)板3覆蓋在保溫材料板2上，加強(qiáng)板3和保溫材料板2的雙層結(jié)構(gòu)上設(shè)有通氣接口 4，通氣接口 4與控溫模板的中空結(jié)構(gòu)6相連通，通氣接口 4可安裝接氣管8和輸氣管14，接氣管8可將相鄰控溫模板的通氣接口 4連接，使相鄰控溫模板的中空結(jié)構(gòu)6連通，輸氣管8可將外界氣體經(jīng)通氣接口 4通入到控溫模板的中空結(jié)構(gòu)6中；
[0030]所述鋼板結(jié)構(gòu)體I包括鋼板面16、卡槽10和卡筋7，所述鋼板面16為施工時鋼板結(jié)構(gòu)體與I混凝土的接觸面，所述卡槽10設(shè)于鋼板結(jié)構(gòu)體I的下端，所述卡筋7設(shè)于鋼板結(jié)構(gòu)體I的上端，兩塊控溫模板可通過卡槽10與卡筋7的配合上下連接起來；
[0031]所述混凝土控溫模板為長方形結(jié)構(gòu)，在控溫模板的四個角處各設(shè)有一個通氣接口4；
[0032]所述加強(qiáng)板設(shè)有螺紋孔11，所述鋼板結(jié)構(gòu)體設(shè)有螺紋槽9，加強(qiáng)板3與鋼板結(jié)構(gòu)體I是通過螺栓5連接固定；
[0033]所述接氣管8和輸氣管14均為橡膠保溫材料，以減少氣流在輸送中的溫度損失；
[0034]所述加強(qiáng)板3上設(shè)有3?5道開槽方管12，以增強(qiáng)加強(qiáng)板3的承受力；
[0035]所述保溫材料板2為玻璃纖維保溫材料；
[0036]一種混凝土控溫模板的使用方法，包括以下步驟:
[0037](I)在扎好鋼筋后，使用所述控溫模板搭建模板墻19，利用接氣管8將所有控溫模板內(nèi)部的中空結(jié)構(gòu)6串聯(lián)起來，并預(yù)留一個通氣接口4作為出氣口，未與接氣管8或輸氣管14接連的通氣接口 4，使用密封塞13密封起來；
[0038](2)在混凝土 21澆筑施工開始之前，利用制冷制熱機(jī)15通過輸氣管14對控溫模板通入設(shè)定溫度的氣流，設(shè)定溫度的氣流在串聯(lián)的中空結(jié)構(gòu)6中(如圖7中指示的氣流傳輸方向20)流動，使混凝土的鋼板面16升溫或降溫，達(dá)到與設(shè)定溫度的平衡；
[0039](3)澆筑混凝土 21，持續(xù)對控溫模板通入設(shè)定溫度的氣流，混凝土 21與鋼板面16產(chǎn)生溫度傳遞，設(shè)定溫度的氣流不斷流動，混凝土 21與鋼板面16持續(xù)進(jìn)行溫度交換，促使混凝土 21的溫度不斷下降或上升，從而實(shí)現(xiàn)控溫模板對混凝土 21的溫度調(diào)控；
[0040]考慮到，模板墻19的面積范圍較大時，一次性將所有控溫模板的中空結(jié)構(gòu)6串聯(lián)起來，控溫效果會受到影響，還可以將控溫模板搭建的模板墻19通過接氣管8連接分成至少兩個連通的部分，對每個連通的部分分別進(jìn)行通氣控溫，以便實(shí)現(xiàn)較好的控溫效果。
[0041 ] 實(shí)施例
[0042]某地下側(cè)墻結(jié)構(gòu)，厚度0.8m，高度6m，單次澆筑長度為20m，環(huán)境溫度34.2°C，使用C40混凝土澆筑施工，在未對混凝土實(shí)行入模溫度控制時，混凝土的入模溫度為36.4°C，水化溫升33.00C,工程效果表明:側(cè)墻開裂嚴(yán)重，每0.8?1.5米一條溫度裂縫；
[0043]為減少混凝土的溫度裂縫，經(jīng)過冷卻原材料、加冰等技術(shù)手段，將混凝土入模溫度控制在31.5°C，水化溫升32.6°C，工程效果表明:側(cè)墻開裂嚴(yán)重，每1.0?1.6米一條溫度裂縫；
[0044]以上兩次施工的技術(shù)效果表明，在夏季高溫環(huán)境下，該工程混凝土僅降低入模溫度5 °C左右的效果不明顯。
[0045]采用本發(fā)明的控溫模板制模，混凝土的入模溫度為36.6°C，通過輸氣管向控溫模板內(nèi)通入5°C的低溫氣流，控溫模板與混凝土進(jìn)行熱量交換，測得混凝土的初凝時間為15h，初凝時混凝土的溫度將為16.5°C，終凝時混凝土的溫度降為14.2°C，隨著水泥水化的進(jìn)行，當(dāng)混凝土溫度達(dá)到25°C時，設(shè)定制冷制熱機(jī)的氣流輸出溫度為Tu，滿足Tu= T灘社-20，當(dāng)澆筑施工38h后測得混凝土達(dá)到溫峰，混凝土水化溫升25.8°C，工程效果表明:側(cè)墻無溫度裂縫產(chǎn)生，技術(shù)效果良好。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種混凝土控溫模板，其特征在于:包括鋼板結(jié)構(gòu)體(1)、保溫材料板(2)和加強(qiáng)板(3)；所述鋼板結(jié)構(gòu)體(I)設(shè)有U型槽(17 )和安裝臺(18 )，保溫材料板(2 )與U型槽(17 )和安裝臺(18 )配合使控溫模板形成內(nèi)部為空心的中空結(jié)構(gòu)(6 )，加強(qiáng)板(3 )覆蓋在保溫材料板(2 )上;加強(qiáng)板(3)和保溫材料板(2)的雙層結(jié)構(gòu)上設(shè)有通氣接口(4)，通氣接口(4)與控溫模板的中空結(jié)構(gòu)(6)相連通，通氣接口(4)可安裝接氣管(8)和輸氣管(14);接氣管(8)可將相鄰控溫模板的通氣接口(4)連接，使相鄰控溫模板的中空結(jié)構(gòu)(6)連通，輸氣管(14)可將外界氣體經(jīng)通氣接口(4)通入到控溫模板的中空結(jié)構(gòu)(6)中； 所述加強(qiáng)板(3)設(shè)有螺紋孔(11)，所述鋼板結(jié)構(gòu)體(I)設(shè)有螺紋槽(9)，加強(qiáng)板(3)與鋼板結(jié)構(gòu)體(I)是通過螺栓(5)連接固定。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混凝土控溫模板，其特征在于，所述鋼板結(jié)構(gòu)體(I)包括鋼板面(16)、卡槽(10)和卡筋(7)，所述鋼板面(16)為施工時鋼板結(jié)構(gòu)體(I)與混凝土 (21)的接觸面，所述卡槽(10)設(shè)于鋼板結(jié)構(gòu)體(I)下端，所述卡筋(7)設(shè)于鋼板結(jié)構(gòu)體(I)上端，兩塊控溫模板可通過卡槽(10)與卡筋(7)的配合上下連接起來。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種混凝土控溫模板，其特征在于，所述混凝土控溫模板為長方形結(jié)構(gòu)，在控溫模板的四個角處各設(shè)有一個所述的通氣接口(4)。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種混凝土控溫模板，其特征在于，所述接氣管(8)和輸氣管(14)均為橡膠保溫材料。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種混凝土控溫模板，其特征在于，所述加強(qiáng)板(3)上設(shè)有3~5道開槽方管(I 2)。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種混凝土控溫模板，其特征在于，所述保溫材料板(2)為硅酸鋁保溫材料、玻璃纖維保溫材料、橡塑保溫材料、巖棉保溫材料或聚苯板保溫材料中的一種。7.權(quán)利要求2至6任一項(xiàng)所述的一種混凝土控溫模板的使用方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)按照施工順序，先將側(cè)墻結(jié)構(gòu)的鋼筋扎好，再使用所述控溫模板搭建模板墻(19)，利用接氣管(8)將所有控溫模板內(nèi)部的中空結(jié)構(gòu)(6)串聯(lián)起來，并預(yù)留一個通氣接口(4)作為出氣口； (2)在混凝土澆筑施工開始之前，利用制冷制熱機(jī)(15)通過輸氣管(14)對控溫模板通入任意設(shè)定溫度的氣流，所述設(shè)定溫度的氣流在串聯(lián)的中空結(jié)構(gòu)(6)中流動，使混凝土的鋼板面(16)升溫或降溫，達(dá)到與所述設(shè)定溫度的平衡； (3)澆筑混凝土，持續(xù)對控溫模板通入設(shè)定溫度的氣流，所述保溫材料板(2)可以避免設(shè)定溫度的氣流與外界環(huán)境產(chǎn)生熱量交換，使設(shè)定溫度的氣流通過鋼板面(16)與混凝土(21)進(jìn)行熱量傳遞，設(shè)定溫度的氣流不斷流動，混凝土 (21)與鋼板面(16)持續(xù)進(jìn)行溫度交換，促使混凝土的溫度不斷下降或升高，從而實(shí)現(xiàn)對混凝土的溫度調(diào)控。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種混凝土控溫模板，其特征在于，所述未與接氣管(8)或輸氣管(14)接連的通氣接口(4)，可使用密封塞(13)密封起來。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種混凝土控溫模板，其特征在于，可以將控溫模板搭建的模板墻(19)通過接氣管(8)連接分成至少兩個連通的部分，對每個連通的部分進(jìn)行通氣控溫。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種混凝土控溫模板及其使用方法，所述控溫模板包括鋼板結(jié)構(gòu)體、保溫材料板和加強(qiáng)板，鋼板結(jié)構(gòu)體和保溫材料板配合在一起形成中空結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)板覆蓋在保溫材料板上，加強(qiáng)板和保溫材料板的雙層結(jié)構(gòu)上設(shè)有通氣接口，通氣接口可通過接氣管連接，使相鄰控溫模板的中空結(jié)構(gòu)連通，并通過輸氣管向中空結(jié)構(gòu)內(nèi)輸送設(shè)定溫度的氣流，氣流通過鋼板面與混凝土進(jìn)行熱量交換，從而實(shí)現(xiàn)控溫模板對混凝土的溫度調(diào)控。本發(fā)明主要針對墻體結(jié)構(gòu)，尤其是長（側(cè)）墻結(jié)構(gòu)混凝土的溫度裂縫問題，解決夏季高溫環(huán)境下混凝土因入模溫度和水化溫升較高而易產(chǎn)生溫度裂縫，以及解決冬季嚴(yán)寒環(huán)境下混凝土澆筑初期易受凍而致結(jié)構(gòu)破壞和里表溫差過大而易致開裂的問題。
【IPC分類】E04G9/10
【公開號】CN105715040
【申請?zhí)枴緾N201610016516
【發(fā)明人】張建亮, 田倩, 姚婷, 李華, 王育江, 夏強(qiáng), 李明
【申請人】江蘇蘇博特新材料股份有限公司