[发明专利]一种大体积混凝土冷却通水流量控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种混凝土浇筑中的冷却控制方法，特别是一种大体积混凝土冷却通水流量控制方法。

背景技术

大体积混凝土在浇筑后，例如大坝的坝体，由于水泥水化放热的作用，其内部会产生大量热量导致温度急剧升高，如果这些热量不能很好地排出会导致混凝土内部产生拉应力继而产生裂缝，造成质量事故。目前，除了采用降低混凝土拌和物温度、覆盖保温被等措施外，最直接和有效的方法是给混凝土内部埋设冷却水管，并通入冷却水来排出热量。采用冷却水管冷却混凝土的主要目标是，使混凝土温度均匀平稳地下降并在预期时间内达到控制目标温度。由于混凝土的传热性能并不好，所以混凝土温度的滞后性很大，加之混凝土温度受到周边条件的影响，如气温、日照和相邻混凝土的浇筑等边界条件的变化，给混凝土的温度控制造成了困难。

目前，我国混凝土冷却通水工程，根据工程经验和实测混凝土温度变化过程线规律，划分一期、中期、二期通水降温三个阶段，各阶段分别采用人工凭经验的按固定流量和水温进行通水降温。降温原则就是超温了就加大流量；降温速率过快就降低流量或关闭。这样的经验控制法经常出现温度陡升陡降和反弹等现象，对混凝土的质量很不利。

中国专利“201010579967.1”公开了一种大体积混凝土冷却水管布置方法；中国专利“201010219769.4”公开了一种混凝土冷却通水数据自动化采集系统；中国专利“201010228838.8”公开了一种混凝土智能冷却通水系统；以上的专利文件中记载的采用冷却水管冷却混凝土的技术方案，为实现本发明提供了基础，但是上述专利文献中均未记载如何具体通过流量控制实现混凝土内部温度平稳均匀下降。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种大体积混凝土冷却通水流量控制方法，可以控制混凝土内部温度均匀平稳下降。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种大体积混凝土冷却通水流量控制方法，包括以下步骤：

1)获取混凝土历史通水降温效率的值；

2)根据混凝土历史通水降温效率值和未来需要的降温幅度和降温时段计算需要的下一步流量控制值；

通过上述步骤使混凝土温度按照设计要求平稳均匀下降。

所述的混凝土历史通水降温效率在计算中以实际降温流量系数α表述，该系数是以追溯天数内的实际平均降温速率除以追溯天数内平均流量得到的。

所述的实际平均降温速率以公式：计算得到；

式中：

v_实：实际平均降温速率，℃/天；

T₀：追溯天数开始时的混凝土温度，℃；

T：当前混凝土温度，℃；

t₀：追溯天数。

所述的追溯天数为1-5天。

进一步优化的方案中，还包括以下步骤：瞬时降温速率修正，如果v_t＞v_限，则进行修正，否则不修正；

进行修正后的下一步流量控制值以公式：计算得到；

式中：

Q′_t+1：进行修正后的下一步流量控制值，m³/h；

Q_t+1：实际下一步流量控制值，m³/h；

v_限：降温速率限制，℃/天；

v_t：当前实际降温速率，℃/天。

所述的下一步流量控制值是用理论目标降温速率除以实际降温流量系数α得到理论下一步流量控制值；再进行滞后效应修正，得到实际下一步流量控制值。

所述的下一步流量控制值以公式：Q_t+1＝Q_理-(Q_t-Q_理)×ξ计算得到；

其中

式中：

Q_t+1：实际下一步流量控制值，m³/h；

Q_理：理论下一步流量控制值，m³/h

Q_t：当前流量值，m³/h；

ξ：滞后系数；

v_理：理论目标降温速率，℃/天；

α：实际降温流量系数；

T：当前混凝土温度，℃；

T_c：目标温度，℃；