混凝土工程暖棚法養(yǎng)護(hù)方案

混凝土工程暖棚法養(yǎng)護(hù)方案1．工藝特點(diǎn)在建筑物或構(gòu)件周圍搭起大棚，通過(guò)人工加熱使棚內(nèi)空氣保持正溫，混凝土的澆筑與養(yǎng)護(hù)均在棚內(nèi)進(jìn)行。本法的優(yōu)點(diǎn)是：施工操作與常溫?zé)o異，勞動(dòng)條件較好，工作效率較高。同時(shí)混凝土質(zhì)量有可靠保證，不易發(fā)生凍害。缺點(diǎn)是：暖棚搭設(shè)需大量材料和人工，供熱需大量能源，費(fèi)用較高。由于棚內(nèi)溫度較低（通常不超過(guò)10℃），所以混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)較慢。2．適用范圍暖棚法適用于混凝土工程較為集中的區(qū)域，尤某適用于混凝土量較多的地下工程。當(dāng)日平均氣溫低于-10℃時(shí)，暖棚法不易奏效。3．暖棚構(gòu)造暖棚通常以腳手材料（鋼管或木桿）為骨架，用塑料薄膜或帆布圍護(hù)。塑料薄膜可使用厚度大于0.1mm的聚乙烯薄膜，也可使用以聚丙烯編織布和聚丙烯薄膜復(fù)合而成的復(fù)合布。塑料薄膜不僅重量輕，而且透光，白天不需要人工照明，吸收太陽(yáng)能后還能提高棚內(nèi)溫度。加熱用的能源一般為煤或焦炭，也可使用以電、燃?xì)?、煤油或蒸汽為能源的熱風(fēng)機(jī)或散熱器。4．能耗計(jì)算暖棚內(nèi)的熱量消耗，可根據(jù)暖棚尺寸、圍護(hù)構(gòu)造、地面的導(dǎo)熱系數(shù)和室內(nèi)換氣次數(shù)（一般按每小時(shí)2次計(jì)算）等來(lái)計(jì)算確定。也可從表22-39中查出。加熱100m3暖棚的耗熱量（kJ/h）表22-39內(nèi)外溫差（℃）暖棚表面系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)[W/（m2·K）]11.63.82.41.61.2200.542000138008400580046001.08400027600168001160092002.016800055200336002320018400300.5630002070012500880069001.0126000414002500017600138002.025200082800500003520027600400.58400027600167501170092001.0168000552003350023400184002.0336000110400670004680036800注：本表所查出的耗熱量尚應(yīng)根據(jù)風(fēng)力情況再乘以圍護(hù)結(jié)構(gòu)散熱系數(shù)：當(dāng)風(fēng)速在5m/s以內(nèi)時(shí)乘以1.25～1.5，當(dāng)風(fēng)速大于5m/s時(shí)，乘以1.5～2.0。5．施工注意事項(xiàng)（1）暖棚出入口應(yīng)設(shè)專人管理，以防封閉不嚴(yán)造成棚內(nèi)溫度下降或混凝土局部受凍。（2）棚內(nèi)各點(diǎn)溫度均不得低于5℃。（3）注意棚內(nèi)濕度，經(jīng)常觀察混凝土是否有失水現(xiàn)象。若失水時(shí)，要及時(shí)采取增濕措施或在混凝土表面灑水養(yǎng)護(hù)。（4）將煙或燃燒氣排出棚外，注意防火防毒。7、電熱法養(yǎng)護(hù)1．電熱毯加熱法用電熱毯作為加熱元件，適用于以鋼模板澆筑的構(gòu)件。電熱毯由四層玻璃纖維布中間夾以電阻絲制成。制作時(shí)先將0.6mm鐵鉻鋁合金電阻絲在適當(dāng)直徑的石棉繩上纏繞成螺旋狀，按蛇形線路鋪設(shè)在玻璃纖維布上，電阻絲之間的檔距要均勻，轉(zhuǎn)角處避免死彎，經(jīng)縫合固定。電熱毯的尺寸根據(jù)鋼模板背后的區(qū)格大小而定，約為300mm×400mm，電壓60V，功率每塊75W，通電后表面溫度可達(dá)110℃，但應(yīng)按規(guī)范規(guī)定控制。在鋼模板的區(qū)格內(nèi)卡入電熱毯后，再覆蓋巖棉板作為保溫材料，外側(cè)用108膠粘貼水泥袋紙兩層擋風(fēng)。對(duì)大模板現(xiàn)澆墻體加熱時(shí)，由于墻體的頂部、底部以及與外墻相連處散熱較多，這些部位的電熱毯應(yīng)雙面密布，中間部位可以較疏或兩面交錯(cuò)鋪設(shè)。在混凝土澆筑前先通電將模板預(yù)熱，澆筑過(guò)程中留出測(cè)溫孔，澆筑后定期測(cè)溫并做記錄，養(yǎng)護(hù)過(guò)程中根據(jù)混凝土溫度變化可繼續(xù)送電。熱工計(jì)算：（1）混凝土構(gòu)件在升溫階段每小時(shí)所需熱量：Q1＝Vρc0ΔT（22-20）式中Q1——混凝土每小時(shí)升溫所需熱量（kJ）；V——混凝土體積（m3）；ρ——混凝土質(zhì)量密度，取2400kg/m3；c0——混凝土比熱容，取1.00kJ/（kg·K）：△T——每小時(shí)升溫溫度（℃）。（2）鋼模板及保溫材料加熱所需熱量：Q2＝m1c1ΔT＋m2c2ΔT（22-21）式中Q2——鋼模板及保溫材料加熱所需熱量（kJ）；m1、m2——鋼模板、保溫材料重量（kg）；c1、c2——鋼模板、保溫材料比熱容[kJ/（kg·K）]；ΔT——每小時(shí)升溫溫度（℃）。（3）每小時(shí)內(nèi)散失熱量：（22-22）式中Q3——構(gòu)件每小時(shí)散失熱量（kJ）；A——散熱面積（m2）；T——混凝土溫度（℃）；Tq——室外大氣溫度（℃）；λ1、λ2——各層保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)[W/（m·K）]；δ1、δ2——各層保溫材料厚度（m）。（4）需要布設(shè)的電熱毯功率：（22-23）式中P——需要布設(shè)的電熱毯功率（W）；3.6——換算系數(shù)，1W·h=3.6kJ?！纠磕彻こ袒炷翂w厚0.16m，室外大氣溫度-10℃，混凝土澆筑后的溫度15℃，每小時(shí)升溫5℃，恒溫30℃，每塊電熱毯功率75W，用50mm厚巖棉板保溫[ρ＝200kg/m3，λ＝0.07W/（m·K），c＝0.75kJ/（kg·K）]，鋼模板雙面共重112kg/m2[c＝0.48kJ/（kg·K）]，試計(jì)算每平方米墻體需布設(shè)電熱毯的數(shù)量。【解】Q1＝1×0.16×2400×1×5＝1920kJQ2＝112×0.48×5＋2×0.05×200×0.75×5＝344kJQ3＝2（30＋10）×0.07/0.05＝112kJP＝（1920＋344＋112）/3.6＝660W則在每平方米墻體的兩側(cè)共需布設(shè)電熱毯：660/75≈9塊2.工頻渦流加熱法（1）工藝特點(diǎn)在鋼模板的外側(cè)布設(shè)鋼管，鋼管與板面緊貼并焊牢，管內(nèi)穿以導(dǎo)線，當(dāng)導(dǎo)線中有電流通過(guò)時(shí)，在管壁上產(chǎn)生熱效應(yīng)，通過(guò)鋼模板將熱量傳導(dǎo)給混凝土，使混凝土升溫。在通常情況下，每平方米模板面約需布設(shè)φ15（1/2"）鋼管5m，用截面積為25～35mm2的鋁芯線作導(dǎo)線，通以電壓為100～140V的電流。在室外最低氣溫為-20℃的條件下，混凝土達(dá)到40％強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的耗電量約為130kW·h/m3。為了減少熱損失、降低能耗，在模板外面應(yīng)使用毛氈、礦棉板或聚氨酯泡沫等材料保溫。主要工藝參數(shù)：三相交流輸入電壓 380V三相交流輸出電壓 100～140V鋼管極限功率 195W/m模板輸出功率 0.8～1.13kW/m2模板輸出熱量 2900～4000目/（h·m2）用這種工藝來(lái)加熱混凝土，溫度比較均勻，控制方便，缺點(diǎn)是需要制作專用模板，增加了模板的投資。（2）適用范圍適用于以鋼模板澆筑的混凝土墻體、梁、柱和接頭。（3）作用原理在工業(yè)和日常生活中所用交流電的頻率為50Hz，通稱工頻。根據(jù)電磁感應(yīng)原理，一根有交變電流通過(guò)的導(dǎo)體穿過(guò)導(dǎo)磁率較高的鐵管時(shí)，在管壁上產(chǎn)生交變閉路磁場(chǎng)。由于鐵管有一定厚度，就感應(yīng)產(chǎn)生了電動(dòng)勢(shì)和電流，沿管子長(zhǎng)度方向呈旋渦式流動(dòng)，稱為渦流。由于鐵管電阻的存在，旋渦式流動(dòng)的渦流，在管壁內(nèi)產(chǎn)生熱效應(yīng)，熱量通過(guò)鋼模板傳導(dǎo)給了混凝土。（4）施工方法1）在大模板現(xiàn)澆墻體上的應(yīng)用從兩側(cè)加熱。渦流管橫向焊在大模板上，中心距離在底部及頂部為150～200mm，中部為400mm。為了使混凝土受熱均勻，在兩側(cè)模板上的渦流管可互相錯(cuò)開(kāi)，見(jiàn)圖22-30。圖22-30墻體養(yǎng)護(hù)示意1-大模板；2-渦流管；3-導(dǎo)線2）在梁、柱結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用梁、柱結(jié)構(gòu)可根據(jù)結(jié)構(gòu)厚度和熱工計(jì)算，采用兩面、三面或四面加熱，如圖22-31和圖22-32。圖22-31梁養(yǎng)護(hù)示意1-鋼模；2-渦流管；3-導(dǎo)線圖22-32柱養(yǎng)護(hù)示意1-鋼模；2-渦流管；3-導(dǎo)線3）在梁柱接頭上的應(yīng)用將渦流管直接埋在混凝土中，待混凝土澆筑后即通電加熱，達(dá)到要求強(qiáng)度后停止送電并將導(dǎo)線抽出，渦流管留在混凝土中不再拆除。埋入混凝土中的渦流管總長(zhǎng)度，根據(jù)混凝土量按60kW/m3功率計(jì)算。節(jié)點(diǎn)外圍必須保溫養(yǎng)護(hù)。如圖22-33。圖22-33梁柱接頭養(yǎng)護(hù)示意1-模板；2-渦流管；3-導(dǎo)線（5）熱工計(jì)算與電熱毯加熱法相同。（6）模板功率計(jì)算1）渦流管的飽和電流及電壓值根據(jù)通有電流的直線導(dǎo)體磁場(chǎng)強(qiáng)度公式，得出計(jì)算渦流管管壁中心磁場(chǎng)強(qiáng)度公式：（22-24）式中H——渦流管管壁中心磁場(chǎng)強(qiáng)度，當(dāng)磁感應(yīng)達(dá)到飽和強(qiáng)度時(shí)，磁場(chǎng)強(qiáng)度Hk＝40A/cm；I——直線導(dǎo)體通過(guò)的電流（A）；R——鋼管外半徑（cm）；δ——鋼管壁厚（cm）。當(dāng)渦流管為φ15（1/2"）鋼管（R＝1.062cm，δ＝0.275cm）時(shí)的飽和電流值（Ik），可根據(jù)上式算出：Ik＝2×π×0.9×40＝226A根據(jù)試驗(yàn)，在φ15渦流管中通過(guò)的電流達(dá)到飽和值時(shí)，每米長(zhǎng)導(dǎo)線兩端的電壓降Uk＝1.125V。2）功率因素及渦流管單位長(zhǎng)度的極限功率渦流管的極限功率按下式計(jì)算：Pk＝IkUkcosφ（22-25）式中Pk——渦流管單位長(zhǎng)度的極限功率（W/m）；Ik——飽和電流值（A）；Uk——導(dǎo)線單位長(zhǎng)度飽和電壓降（V/m）；cosφ——功率因素，經(jīng)試驗(yàn)求得為0.8。則φ15渦流管的極限功率為：Pk＝226×1.125×0.8＝204W/m3）鋼模板單位面積的極限功率鋼模板的極限功率按下式計(jì)算：Ps＝lPk（22-26）式中Ps——模板單位面積的極限功率（W/m2）；l——在單位面積模板上布設(shè)的渦流管總長(zhǎng)度（m/m2）。在每平方米模板上如布設(shè)φ15渦流管5m，則每平方米模板的極限功率為：Ps＝5×204＝1020W/m2（7）電氣控制電氣控制采用可控硅反并聯(lián)電壓調(diào)節(jié)方式，如圖22-34。這種方式具有調(diào)節(jié)方便、效率高、易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的優(yōu)點(diǎn)。各階段送電功率，取預(yù)養(yǎng)與恒溫階段功率相同，升溫階段功率為預(yù)養(yǎng)階段功率的2.2倍。預(yù)養(yǎng)、恒溫階段變壓器為Y形接線，升溫階段為△形接線。圖22-34電氣控制1-自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)；2-接觸器；3-可控硅；4-電流互感器；5-變壓器；6-導(dǎo)線；7-渦流管3．線圈感應(yīng)加熱法（1）工藝特點(diǎn)用絕緣電纜纏繞在梁、柱構(gòu)件的外面以形成線圈，通電后使鋼模板、鋼筋或構(gòu)件內(nèi)所含的型鋼發(fā)熱升溫并加熱混凝土。線圈感應(yīng)加熱法的優(yōu)點(diǎn)是：易于控制，加熱均勻。只要線圈設(shè)置得當(dāng)，可使混凝土內(nèi)部溫度差控制在5℃以內(nèi)，澆筑前還可對(duì)模板及鋼筋進(jìn)行預(yù)熱。（2）適用范圍適用于以鋼模板澆筑的或中間含有型鋼作為勁性骨架的梁、柱構(gòu)件的加熱養(yǎng)護(hù)。也可作為某些因措施不當(dāng)面臨受凍危險(xiǎn)的梁、柱構(gòu)件的加熱補(bǔ)救措施。但不適用于墻、板構(gòu)件的加熱養(yǎng)護(hù)。（3）作用原理當(dāng)線圈內(nèi)通入交變電流時(shí)，線圈內(nèi)及線圈周圍會(huì)產(chǎn)生交變磁場(chǎng)。如果在線圈中間放入鐵芯，會(huì)在鐵芯內(nèi)產(chǎn)生渦電流，并將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?。因而?dāng)電纜內(nèi)通以交流電后，處在線圈中間的鋼模板等鋼鐵部件因感應(yīng)而發(fā)熱，同時(shí)將熱量傳給混凝土，達(dá)到加熱混凝土的目的。（4）施工方法1）變壓器，一般選擇50kVA或100kVA低壓變壓器，電壓在36～110V間調(diào)整。混凝土量較少時(shí)，也可利用交流電焊機(jī)。變壓器容量宜較設(shè)計(jì)結(jié)果增加20%～50%。2）感應(yīng)線圈宜選用35mm2鋁質(zhì)或銅質(zhì)電纜，以橡膠絕緣為佳。主電纜可選用150mm2，電流不宜超過(guò)400A。3）感應(yīng)線圈纏繞時(shí)，應(yīng)盡量靠近鋼模板，以提高功率因數(shù)。在纏繞電纜時(shí)，構(gòu)件兩端線圈的間距應(yīng)為中間部分的1/2。兩端加密范圍為一個(gè)線圈直徑的長(zhǎng)度。構(gòu)件端部要密纏5圈。4）當(dāng)確認(rèn)線路布置正確、連接牢固、絕緣可靠后，方可通電。通電后用儀表隨時(shí)檢測(cè)電流、電壓是否與工藝設(shè)計(jì)相符，并根據(jù)具體情況調(diào)整電路參數(shù)。4．電極法在混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部或表面設(shè)置電極，通以低壓電流，由于混凝土的電阻作用，使電能變?yōu)闊崮?，產(chǎn)生熱量對(duì)混凝土進(jìn)行加熱。電極法適用于以木模板澆筑的混凝土構(gòu)件，耗鋼量較大，耗電量也比其他方法為高，因此不宜普遍推廣，只能在特殊條件下使用。電極法采用交流電（直流電會(huì)使混凝土內(nèi)水分分解），工作電壓宜為50～110V，在無(wú)筋結(jié)構(gòu)中和每立方米混凝土中含鋼量不大于50kg的結(jié)構(gòu)中，可采用120～220V。電極種類及適用范圍見(jiàn)表22-40。電極種類及適用范圍表22-40分類特點(diǎn)適用范圍表面電極法將電極固定在木模板內(nèi)側(cè)，電極可用6mm的鋼筋或?qū)?0～60mm的白鐵皮做成。電極的間距：鋼筋為20～30cm，白鐵皮為10～15cm。表面電極法配極簡(jiǎn)單，間距易控制常用于墻、梁及基礎(chǔ)等結(jié)構(gòu)捧形電極法電極用6～12mm直徑的鋼筋斷料制成，直接由結(jié)構(gòu)物表面插人或穿過(guò)木模板放入混凝土內(nèi)，其長(zhǎng)度由結(jié)構(gòu)斷面而定。棒形電極不易發(fā)生短路，但其耗鋼量較大常用于柱、梁及基礎(chǔ)等結(jié)構(gòu)弦形電極法電極用6～10mm的鋼筋制成，每段長(zhǎng)2.5～3m，混凝土澆筑前用絕緣墊塊將電極固定在箍筋上，電極端部彎成直角露出木模板。弦形電極耗鋼量較大常用于鋼筋不多的柱、梁及厚度大于20cm的板和基礎(chǔ)等結(jié)構(gòu)在柱、梁內(nèi)棒形電極的設(shè)置參見(jiàn)圖22-35和圖22-36。其中同極間距h和異極間距b，可由表22-41確定，電極與鋼筋的最小距離不得超過(guò)表22-42的規(guī)定。圖22-35柱內(nèi)棒形電極布置圖22-36梁內(nèi)棒形電極布置1-模板；2-鋼筋；3-電極；h-同極間距；b-異極間距電極間距表22-41電壓（V）代號(hào)最大功率（kW/m3）時(shí)的距離（cm）2.534567891051b393632282625232221h15131210101087765b514842373432302824h141311109887787b716557514743413836h1313111098877106b898171695854514846h141211998777220b19217515214612411510810296h131210988777注：1.電壓為開(kāi)始電加熱時(shí)使用的電壓；2.使用單相電時(shí)，b值不變，h值減小10％～15％。電極與鋼筋的最小距離表22-42電壓（V）6587106電極與鋼筋的最小距離（cm）5～78～1012～15注：配筋密度大，不能保證鋼筋與電