混凝土工程之蓄熱法養(yǎng)護

混凝土工程之蓄熱法養(yǎng)護1．工藝特點將混凝土的組成材料進行加熱然后攪拌，在經(jīng)過運輸、振搗后仍具有一定溫度，澆筑后的混凝土周圍用保溫材料嚴密覆蓋。利用這種預加的熱量和水泥的水化熱量，使混凝土緩慢冷卻，并在冷卻過程中逐漸硬化，當混凝土溫度降至o°c時可達到抗凍臨界強度或預期的強度要求。蓄熱法具有經(jīng)濟、簡便、節(jié)能等優(yōu)點，混凝土在較低溫度下硬化，其最終強度損失小，耐久性較高，可獲得較優(yōu)質(zhì)量的制品。但用蓄熱法施工，強度增長較慢，因此宜選用強度等級較高、水化熱較大的硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥或快硬硅酸鹽水泥。同時選用導熱系數(shù)小、價廉耐用的保溫材料。保溫層敷設后要注意防潮和防止透風，對于構件的邊棱、端部和凸角要特別加強保溫，新澆混凝土與已硬化混凝土連接處，為避免熱量的傳導損失，必要時應采取局部加熱措施。2．適用范圍當結構表面系數(shù)較小或氣溫不太低時，應優(yōu)先采用蓄熱法施工。蓄熱法的適用范圍大致如表22-35所示。蓄熱法適用范圍表22-35室外平均氣溫(C)結構表面系數(shù)5—7.57.5?1010?12.512.5?150蓄熱法蓄熱法蓄熱法蓄熱法-2蓄熱法蓄熱法蓄熱法綜合蓄熱法-5蓄熱法蓄熱法綜合蓄熱法綜合蓄熱法-8蓄熱法綜合蓄熱法綜合蓄熱法-10綜合蓄熱法綜合蓄熱法注：綜合蓄熱法即在蓄熱法工藝的基礎上，在混凝土中摻入防凍劑，以延長硬化時間和提高抗凍害能力。3．熱工計算蓄熱法熱工計算的依據(jù)是熱量平衡原理，即每立方米混凝土從澆筑完畢時的溫度下降到oc的過程中，透過模板和保溫層所放出的熱量，等于混凝土預加熱量和水泥在此期間所放出的水化熱之和。當施工條件(結構尺寸、材料配比、澆筑后的溫度和養(yǎng)護期間的預測氣溫)確定以后，先初步選定保溫材料的種類、厚度和構造，然后計算出混凝土冷卻到oc的延續(xù)時間和混凝土在此期間的平均溫度。據(jù)此再用成熟度方法估算出混凝

土可能獲得的強度。如所得結果達不到抗凍臨界強度值或預期的強度要求，則需調(diào)整某些施工條件或修改保溫層設計，再進行計算，直至符合要求為止。蓄熱法的熱工計算按以下方法進行：（1）混凝土蓄熱養(yǎng)護開始到任一時刻t的溫度，可按下式計算：T=平-小T=平-小J-bF+Tm(a(22-17)2）混凝土蓄熱養(yǎng)護開始到任一時刻t的平均溫度，可按下式計算：■uc：-討T■uc：-討T+卄|(22-18)其中。n，為綜合參數(shù)，按下式計算:式中T――混凝土蓄熱養(yǎng)護開始到任一時刻t的溫度（°C）；Tm――混凝土蓄熱養(yǎng)護開始到任一時刻t的平均溫度（C）；t――混凝土蓄熱養(yǎng)護開始到任一時刻的時間（h）；Tma——混凝土蓄熱養(yǎng)護開始到任一時刻t的平均氣溫（C）；m，aPc 混凝土的質(zhì)量密度（kg/m3）；mce 每立方米混凝土水泥用量（kg/m3）；Qce——水泥水化累積最終放熱量（kJ/kg）；vce 水泥水化速度系數(shù)（h-1）；3——透風系數(shù)；M 結構表面系數(shù)（m-1）；K——結構圍護層的總傳熱系數(shù)［kJ/（m2?h?K）］；e——自然對數(shù)底，可取e=2.72。注：①結構表面系數(shù)M值可按下式計算:M=A/V式中A 混凝土結構表面積（m2）；v 混凝土結構的體積（m3）。結構圍護層總傳熱系數(shù)可按下式計算3.6d— 第i層圍護層厚度（m）；入i——第—層圍護層的導熱系數(shù)［W/（m?K）］。平均氣溫Tma取法，可采用蓄熱養(yǎng)護開始至t時氣象預報的平均氣溫，亦m,a可按每時或每日平均氣溫計算。水泥水化累積最終放熱量Qce、水泥水化速度系數(shù)vce及透風系數(shù)3取值見表22-36和表22-37。水泥水化累積最終放熱量Qce和水化速度系數(shù)vce 表22-36水泥品種及強度等級Qce(kJ/kg)vce(h-1)52.5號硅酸鹽水泥40052.5號普通硅酸鹽水泥36042.5號普通硅酸鹽水泥3300.01342.5號礦渣、火山灰、粉煤灰硅酸鹽水泥240透風系數(shù)3表22-37圍護層種類透風系數(shù)小風中風大風圍護層由易透風材料組成2.02.53.0易透風保溫材料外包不易透風材料1.51.82.0圍護層由不易透風材料組成1.31.451.6注：小風一風速vV3m/s；中風一風速3WvW5m/s；大風一風速v>5m/s。w w w（3）當需要計算混凝土蓄熱養(yǎng)護冷卻至0°C的時間時,、可根據(jù)公式（22-17）

采用逐次逼近的方法進行計算。如果蓄熱養(yǎng)護條件滿足丄'1.5，且KM250Tm,a時，也可按下式直接計算：t=丄In— （22-19）0vT

ce m,a式中t0——混凝土蓄熱養(yǎng)護冷卻至0C的時間（h）?；炷晾鋮s至0C的時間內(nèi)，其平均溫度可根據(jù)公式（22-18）取t=tQ進行

計算。計算。4）混凝土蓄熱養(yǎng)護的有關參數(shù),也可用圖22-29和表22-38查得。各種保溫模板的傳熱系數(shù)表22-38保溫模板構造傳熱系數(shù)K[W/(m2?K)]鋼模板，區(qū)格間填以聚苯乙烯板50mm厚3.0鋼模板，區(qū)格間填以聚苯乙烯板50mm厚，外包巖棉氈30mm厚0.9鋼模板，外包毛氈三層20mm厚3.5木模板25mm厚，外包巖棉氈30mm厚1.1木模板25mm厚，外包草簾50mm厚1.05 10 15 200 5 10 15Q 30 科淌裨卻時間（曲 混凝上閤度，（.C） 達到設iT強麼的!i分執(zhí)翔I圖22-29用普通42.5級水泥拌制的混凝土蓄熱計算圖（入模溫度：20°C）【例】一批鋼筋混凝土柱，斷面為300mmX400mm,用普通42.5號水泥拌制，混凝土澆筑后的溫度為20C，預計養(yǎng)護期間室外平均氣溫為-10C，要求混凝土溫度降至0°C時達到50%的設計強度。求保溫條件和構件冷卻時間、平均溫度。解】先計算構件的表面系數(shù)：=(0.3+0.4)x2=]]70.3x0.4使用圖22-29中M=12.5的一欄。在“達到設計強度的百分率”中找出50%的強度線與-10C的氣溫線相交，在縱坐標上查得K=0.9W/(m2?K),然后在K=0.9的水平線與-10C氣溫線相交處分別查得冷卻時間為5d,平均溫度為10C。根據(jù)K值在表22-38“各種保溫模板的傳熱系數(shù)”中選用：鋼模板，在鋼模板的區(qū)格間填以聚苯乙烯板50mm厚，外包巖棉氈30mm厚。但在構件的自由端應將巖棉氈加厚至100mm,構件的根部與原有混凝土連接處應局部短期加熱。4．施工注意事項(1)混凝土澆筑后要在裸露的混凝土表面先用塑料薄膜等防水材料覆蓋，然后鋪設保溫材料。對于端部其厚度要增大到面部的2?3倍