冬季砼內(nèi)埋式電加熱施工法-熊正清(共16頁(yè))

1、PAGE 第 PAGE 17 頁(yè) 共 NUMPAGES 17 頁(yè)P(yáng)AGE 1 2012年科技成果名 稱： 冬季(dngj)混凝土內(nèi)埋式電加熱施工(sh gng)法 申報(bào)(shnbo)人： 熊 正 清單 位： 中國(guó)化學(xué)工程第七建設(shè)有限公司 俄羅斯TAF項(xiàng)目部 2012年12月 12日 冬季(dngj)混凝土內(nèi)埋式電加熱施工(sh gng)法 熊 正 清摘 要 俄羅斯韃靼斯坦共和國(guó)TAF項(xiàng)目，由于簽證、入場(chǎng)(r chn)手續(xù)辦理嚴(yán)重滯后、業(yè)主AMMONI對(duì)總工期又不作相應(yīng)調(diào)整，使得工期非常緊張，土建混凝土工作即使在寒冷季節(jié)也須施工。本文介紹了冬季在混凝土內(nèi)敷設(shè)電阻導(dǎo)線、通電加熱的施工方法，確保了混

2、凝土質(zhì)量。與外部加熱相比，避免了傳導(dǎo)和輻射的熱損失，提高了熱能利用率；操作簡(jiǎn)單；滿足施工質(zhì)量和進(jìn)度要求。關(guān)鍵詞 冬季 混凝土 施工 內(nèi)部 導(dǎo)線 電加熱 節(jié)能一、前言：新澆筑的混凝土如果受凍，拌合水凍結(jié)成冰，體積增加，水泥的水化作用停止?；謴?fù)正溫養(yǎng)護(hù)以后，水泥漿體中的孔隙率比正常凝結(jié)的混凝土顯著增加，混凝土的各項(xiàng)物理力學(xué)性能全面下降。從保證混凝土質(zhì)量出發(fā)，冬季施工砼必須防止其在硬化初期遭受凍害，并盡可能早地獲得強(qiáng)度，在溫度降至0前，其抗壓強(qiáng)度不得低于抗凍臨界強(qiáng)度。冬季施工混凝土，需要從施工期間的氣溫、工程特點(diǎn)和施工條件出發(fā)，在保證質(zhì)量、加快進(jìn)度、節(jié)約能源、降低成本的前提下，選擇適宜的施工方法。二

3、、工程概況：俄羅斯TAF項(xiàng)目，位于韃靼斯坦共和國(guó)門(mén)捷列夫市西18公里的化工園區(qū)，包括合成氨、甲醇、尿素裝置。該地區(qū)的冬季為11月至次年3月，最冷2月可達(dá)-40。11月、12月氣溫為0至-30。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際和工期要求，項(xiàng)目部安排在11月、12月進(jìn)行冬季砼施工，目的是完成尿素裝置的設(shè)備基礎(chǔ)、尿素泵房的鋼筋砼框架，為來(lái)年安裝施工創(chuàng)造工作面。經(jīng)過(guò)對(duì)氣候條件、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、原材料情況、工期和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等多方因素考慮，本工程采用內(nèi)埋式電加熱養(yǎng)護(hù)法，養(yǎng)護(hù)至混凝土強(qiáng)度大于早期受凍允許臨界強(qiáng)度。 三、內(nèi)埋式電加熱養(yǎng)護(hù)法的工作(gngzu)原理：在低溫(dwn)澆筑(jiozh)的混凝土如果采取合適的措施，讓混凝土強(qiáng)度

4、在正溫條件下增長(zhǎng)至早期受凍的允許臨界強(qiáng)度以上，混凝土最終可達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度。內(nèi)埋式電加熱養(yǎng)護(hù)法的原理：就是將外包塑料絕緣層的電阻導(dǎo)線直接敷設(shè)在整體砼結(jié)構(gòu)中，金屬導(dǎo)線與電路接通后，起到電阻加熱器的作用，導(dǎo)線發(fā)出的熱量以接觸方式傳導(dǎo)給混凝土，使混凝土強(qiáng)度在正溫條件下增長(zhǎng)至受凍的允許臨界強(qiáng)度以上，保證混凝土不受凍害。施工中為了加快拆模時(shí)間，加快施工進(jìn)度、節(jié)能，砼加熱所達(dá)到的強(qiáng)度一般都比受凍臨界強(qiáng)度高。四、應(yīng)用范圍：表面系數(shù)10以內(nèi)，環(huán)境溫度-40以內(nèi)，可對(duì)整體柱、梁、板、承臺(tái)基礎(chǔ)進(jìn)行澆筑。五、電加熱的方法 ：1、操作流程：鋼筋和模板安裝 導(dǎo)線和設(shè)備安裝 澆筑混凝土 覆蓋保溫材料 混凝土電加熱養(yǎng)護(hù) 拆模

5、。2、導(dǎo)線布置時(shí)間：根據(jù)施工方法的不同，加熱導(dǎo)線可安排在鋼筋安裝進(jìn)行時(shí)或在安裝結(jié)束之后布置。3、主要設(shè)備：降壓變壓器（80KW）、干線、加熱導(dǎo)線、電流表、電壓表等設(shè)備。根據(jù)溫控要求的不同，變壓器可將380V電壓轉(zhuǎn)換為55V、65V、75V、85V、95V，電流強(qiáng)度490A。 4、施工(sh gng)準(zhǔn)備：、提前掌握天氣預(yù)報(bào)、大風(fēng)、大雪警報(bào)，及時(shí)采取(ciq)防護(hù)措施。、確定(qudng)澆筑范圍和邊界，計(jì)算澆筑的混凝土體積、計(jì)算需布置加熱導(dǎo)線的砼面積、需保溫覆蓋的面積，確定電加熱參數(shù)和功率。、對(duì)所有參加電加熱施工的人員進(jìn)行技術(shù)交底和培訓(xùn)。、以現(xiàn)澆樓板為例，電加熱的準(zhǔn)備工作有：安裝模板、鋼筋網(wǎng)和

6、鋼筋骨架，在上、下層鋼筋網(wǎng)的高度敷設(shè)加熱導(dǎo)線；清除模板和鋼筋上的垃圾、雪和冰層；在結(jié)構(gòu)電加熱區(qū)域平坦場(chǎng)地上安裝變壓器；安裝施工區(qū)域隔離柵、信號(hào)裝置及照明設(shè)備（如圖1）；圖1 電加熱施工區(qū)域布置圖1、三相導(dǎo)電單條工具單元 2、照明燈 3、變電站 4、絕緣墊 5、施工區(qū)域隔離器材 6、紅色信號(hào)燈 7、溫度感應(yīng)器準(zhǔn)備導(dǎo)電條，沿施工段安裝（如圖2）；圖2 導(dǎo)電條示圖（1插頭(chtu) 2木支架(zhji)3螺釘 4導(dǎo)電體(340mm)）在沒(méi)有導(dǎo)電(dodin)條模塊的情況下，安裝絕緣電纜組成的臨時(shí)導(dǎo)電條模塊，其橫截面積不少于50mm2，用間距不大于1.5m的木支架固定；使用導(dǎo)線將導(dǎo)電線連接至導(dǎo)電條模

7、塊，使用電線將導(dǎo)電條連接至變電站；在變電站和配電箱附近安裝包覆有橡皮墊的木地板，安裝帶有二氧化碳滅火器的消防開(kāi)關(guān)；將變電站接通電源，在空載情況下對(duì)其進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)，檢查臨時(shí)照明設(shè)備及溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作情況。5、導(dǎo)線的布置和設(shè)備的安裝：完成鋼筋安裝、預(yù)埋件放置和焊接工作以后，按照加熱導(dǎo)線布置圖鋪設(shè)加熱導(dǎo)線。、加熱導(dǎo)線的布置要求：、加熱導(dǎo)線的直徑、線段長(zhǎng)度及繞距根據(jù)外部空氣溫度及電路電壓按后表取值。為達(dá)到安全目的，通常按55V的電壓來(lái)選取相應(yīng)的加熱線長(zhǎng)度。、加熱導(dǎo)線的間距一般為1020cm。、加熱導(dǎo)線距離混凝土表面510cm，且沿鋼筋骨架布置。、加熱導(dǎo)線必須放在混凝土里面，不允許接觸模板。、加熱導(dǎo)

8、線安裝注意事項(xiàng)：纏繞和加固導(dǎo)線、安裝模板、放置混凝土?xí)r防止絕緣層破壞。防止(fngzh)導(dǎo)電(dodin)芯線與鋼筋、鋼模及其它金屬構(gòu)件間出現(xiàn)短路。加熱導(dǎo)線敷設(shè)(fsh)在結(jié)構(gòu)中時(shí)不要用力張緊。在帶有尖銳邊緣的拐角處，在導(dǎo)線下安放由油毛氈或?yàn)r青紙構(gòu)成的絕緣層。將導(dǎo)線固定在鋼筋上的方式：采用剪下的絕緣線、塑料固定銷、金屬線制作的卡針及聚丙烯繩、扎帶系牢。為避免絕緣層燒壞、接地短路及加熱導(dǎo)線端頭燒壞，需從砼內(nèi)部向外設(shè)置橫截面為2.5-4mm2的引線（見(jiàn)后圖3）。連接接頭單獨(dú)絕緣。使用加熱導(dǎo)線對(duì)混凝土進(jìn)行電加熱的電力參數(shù)表 圖3 由混凝土內(nèi)部(nib)向外的引線(ynxin)示圖（1加熱(ji r)

9、導(dǎo)線 2安裝線 3混凝土）圖4 導(dǎo)線(doxin)布置示圖6、其他(qt)設(shè)備的安裝和注意事項(xiàng)：在電加熱區(qū)設(shè)置(shzh)護(hù)欄（高1.5m）、發(fā)光信號(hào)設(shè)備和安全標(biāo)志。配電箱、用來(lái)加熱的變電站和其他電力設(shè)備、混凝土加熱區(qū)的鋼筋和相鄰的尚未澆筑混凝土而暴露的鋼筋必須接地。連接加熱導(dǎo)線必須先切斷電源。7、混凝土澆筑：、澆筑條件：導(dǎo)線布置完畢并接通后，檢查母線是否接地和有短路現(xiàn)象。在0以下澆筑砼時(shí)，提前去除結(jié)冰層：在氣溫低于-10時(shí)，將直徑大于25毫米的鋼筋、軋制型材、大型的金屬埋件加熱到0以上，對(duì)所有外伸的埋設(shè)部分及伸出部分進(jìn)行額外加溫。本工程采用熱風(fēng)機(jī)進(jìn)行清雪和加熱。圖5 砼澆筑(jiozh)示圖

10、、澆筑(jiozh)注意事項(xiàng)：混凝土澆筑時(shí)要防止加熱環(huán)路錯(cuò)位和絕緣(juyun)破壞。澆完砼，及時(shí)用防水保溫材料（100150m的聚乙烯薄膜）覆蓋，并鋪設(shè)厚度為50mm的礦棉板或其它保溫材料，保證加熱表面達(dá)到要求的耐熱水平。圖6 砼表面覆蓋保溫示圖采用使砼熱損失更小的運(yùn)輸工具，連續(xù)澆筑。砼的入模溫度不低于5。對(duì)砼運(yùn)輸罐車和輸送泵車的泵管進(jìn)行覆蓋保溫。8、混凝土的加熱(ji r)養(yǎng)護(hù)：送電加熱必須在混凝土澆筑、保溫層鋪設(shè)(p sh)結(jié)束、人員(rnyun)撤出隔離范圍后進(jìn)行。、加熱前的檢查：檢查所有裝置接地的可靠性；檢查所有接頭質(zhì)量；檢查保溫材料的質(zhì)量和鋪設(shè)是否正確；檢查測(cè)溫孔布置是否正確；檢查

11、圍欄、警示標(biāo)語(yǔ)；混凝土加熱區(qū)照明設(shè)備是否良好。、加熱過(guò)程：分升溫、 恒溫加熱、 冷卻三個(gè)階段。一般混凝土臨界強(qiáng)度在冷卻階段達(dá)到，在加溫階段可以按允許的最大加溫速度進(jìn)行，在恒溫加熱時(shí)保持構(gòu)件允許的最大溫度值。在最短時(shí)間內(nèi)達(dá)到允許的最大溫度，可大大節(jié)約電能。 加熱時(shí)間初步確定為72h，包括加熱、恒溫和冷卻，加熱溫度設(shè)為40。導(dǎo)線里通入低電壓、高電流加熱混凝土?xí)r,變壓器的功率為80千瓦，濕冷混凝土的電阻率300500cm。在砼加熱和硬化過(guò)程中，電阻隨時(shí)變化，按下列方法調(diào)整：初始電壓為55v，第一小時(shí)每15min20min檢測(cè)溫度。如果溫度增加過(guò)快及時(shí)降低電壓；相反增加電壓。當(dāng)?shù)玫叫枰纳郎厮俣群?，?/p>

12、小時(shí)檢查溫度的變化。由于硬化和液態(tài)部分混凝土的分層，電阻會(huì)逐漸減小，一段時(shí)間后降低電壓12級(jí)。達(dá)到指定的最高溫度后，混凝土的升溫加熱階段完成，恒溫加熱階段開(kāi)始，隨著恒溫加熱的進(jìn)行，混凝土硬化后電阻越來(lái)越大，為了保持恒溫適時(shí)增加電壓。恒溫加熱結(jié)束后停止供電，開(kāi)始冷卻階段，冷卻速度不允許超過(guò)下表列值。構(gòu)件表面系數(shù)（ 1/ m）升溫速度（ / h）冷卻速度（ / h）510 25 10 310 電熱養(yǎng)護(hù)混凝土的最高允許溫度（）水泥強(qiáng)度等級(jí)表面系數(shù)1010151532.570504542.5404035、電流與電壓(diny)檢測(cè)：砼加溫(ji wn)開(kāi)始后的頭3個(gè)小時(shí)，每小時(shí)測(cè)量供電(n din)線

13、路中的電流強(qiáng)度及電壓；之后每個(gè)工作班測(cè)量?jī)纱?；同時(shí)用目測(cè)法檢查電路連接處是否發(fā)出火花。、溫度檢測(cè)：通過(guò)工業(yè)用溫度計(jì)、紅外線測(cè)溫儀或遙控安裝在觀測(cè)孔內(nèi)的熱傳感器來(lái)檢測(cè)溫度（如圖7、圖8所示），溫度計(jì)尾部插入砼不少于10cm。圖7 在砼中安裝熱傳感器或溫度計(jì)1整體結(jié)構(gòu) 2保溫材料 3由薄壁鋼管制成的套筒 4防凍潤(rùn)滑油 5熱傳感器溫度測(cè)點(diǎn)的布置數(shù)量根據(jù)加熱對(duì)象特點(diǎn)來(lái)確定：每50m2的面板、3m3的砼、6米長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)、40m2的地板內(nèi)不少于一個(gè)，位置在距導(dǎo)線5-10cm處。在加溫過(guò)程：每小時(shí)測(cè)量一次混凝土的溫度。在恒溫及降溫過(guò)程：每?jī)蓚€(gè)小時(shí)測(cè)量一次溫度。為了更好調(diào)節(jié)混凝土溫度，盡可能采用溫度自動(dòng)控制及加

14、熱模式自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。每晝夜測(cè)量外部空氣一至兩次。所有測(cè)量結(jié)果如實(shí)記錄。圖8檢測(cè)(jin c)砼溫度、加熱(ji r)注意事項(xiàng)：檢查電流表讀數(shù)和用于電加熱的變壓器的工作狀態(tài)(zhungti)、參數(shù)是否滿足要求。用電流表檢查電流，導(dǎo)線內(nèi)的電流不能超過(guò)允許值。禁止導(dǎo)線附近混凝土的液體部分沸騰。檢查接頭，處理燒壞的接頭，發(fā)現(xiàn)燒壞時(shí)打開(kāi)備用環(huán)路。在加熱和轉(zhuǎn)換到低電壓時(shí)，檢查接頭和加熱回路是否完好。檢查混凝土加熱質(zhì)量，監(jiān)視變壓器的工作和儀表的讀數(shù)。冷卻速度不能超過(guò)10/h，如果冷卻過(guò)快及時(shí)加熱。、加熱過(guò)程中強(qiáng)度估算：、采用圖解法來(lái)估算。普通硅酸鹽水泥和礦渣硅酸鹽水泥拌制的混凝土，在各種養(yǎng)護(hù)溫度下的強(qiáng)度增長(zhǎng)

15、率分別如圖A和圖B。根據(jù)混凝土養(yǎng)護(hù)記錄確定實(shí)際恒溫加熱溫度平均值： t平均 = t1+t2+nt3+tn 式中： t1，t2，t3，tn測(cè)溫得到的混凝土溫度值； n測(cè)溫次數(shù)。根據(jù)溫度平均值在圖中選擇溫度曲線，按照溫度曲線和養(yǎng)護(hù)時(shí)間確定混凝土的強(qiáng)度。圖A用普通(ptng)硅酸鹽水泥拌制的混凝土圖B 用礦渣(kun zh)硅酸鹽水泥拌制的混凝土、采用(ciyng)成熟度法估算：相同配合比的混凝土，只有在成熟度相等情況下其強(qiáng)度相同。、用回彈儀檢測(cè)砼強(qiáng)度。、混凝土強(qiáng)度確定：根據(jù)實(shí)際的溫度模式測(cè)量。當(dāng)砼溫度達(dá)到零度以上，在拆除其模板后，通過(guò)超聲波法或鉆孔測(cè)試的方法來(lái)確定砼強(qiáng)度。砼養(yǎng)護(hù)結(jié)束后，檢測(cè)與結(jié)構(gòu)同

16、等養(yǎng)護(hù)條件的試塊強(qiáng)度，最終確定其強(qiáng)度。 9、拆模：模板和保溫層，在混凝土冷卻到5后拆除，在外層溫度冷卻到零度之前掀去結(jié)構(gòu)的保溫層，不允許模板和保溫層凍結(jié)在混凝土上。為了防止出現(xiàn)溫度裂縫，混凝土露天表面和外部大氣之間的溫差，對(duì)表面系數(shù)低于5的結(jié)構(gòu)不應(yīng)超過(guò)20；對(duì)表面系數(shù)大于或等于5的結(jié)構(gòu)不應(yīng)超過(guò)30。當(dāng)不能夠達(dá)到上述條件時(shí)，拆模后砼表面應(yīng)及時(shí)覆蓋使其緩慢冷卻。未完全冷卻的混凝土有較高脆性，在冷卻前不得遭受沖擊荷載或動(dòng)力荷載。10、混凝土質(zhì)量檢查：冬期砼除按常溫施工要求檢查外，尚應(yīng)檢查：、外加劑的質(zhì)量和摻量；水和骨料的加熱溫度；混凝土在出機(jī)時(shí)、澆筑后和硬化過(guò)程中的溫度；混凝土溫度降至0時(shí)的強(qiáng)度。、

17、測(cè)溫人員(rnyun)測(cè)溫時(shí)同時(shí)(tngsh)檢查砼表面(biomin)覆蓋保溫情況，若發(fā)現(xiàn)溫度過(guò)高或過(guò)低，立即通知有關(guān)人員，及時(shí)采取有效措施。、在澆筑地點(diǎn)隨機(jī)取樣制作試件，每次制作3組。1組在20標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)至28d試壓得強(qiáng)度f(wàn)28；1組與構(gòu)件在同條件下養(yǎng)護(hù)，在混凝土溫度降至0時(shí)試壓，檢查混凝土是否達(dá)到抗凍臨界強(qiáng)度；1組與構(gòu)件在同條件下養(yǎng)護(hù)至14d，然后轉(zhuǎn)入20標(biāo)準(zhǔn)條件下繼續(xù)養(yǎng)護(hù)21d，在總齡期為35d時(shí)試壓，得強(qiáng)度f(wàn)14+21，如果f14+21f28，則砼未遭凍害，將f28作為強(qiáng)度評(píng)定的依據(jù)。六、安全措施：1、進(jìn)行電加溫，應(yīng)按照要求保證施工現(xiàn)場(chǎng)、施工區(qū)域、工作地點(diǎn)的用電安全，操作人員應(yīng)當(dāng)

18、接受安全施工方法培訓(xùn)，有專門(mén)負(fù)責(zé)電氣設(shè)備安全的技術(shù)人員，整個(gè)電加熱過(guò)程有電工值班。2、布設(shè)的電網(wǎng)能在單獨(dú)工段及施工區(qū)域內(nèi)切斷所有電氣設(shè)備。3、連接或斷開(kāi)電氣線路，由具有相應(yīng)等級(jí)的電工完成。4、砼電加溫的工人須配備膠靴或絕緣長(zhǎng)統(tǒng)靴。電工配備橡膠手套。接通加熱導(dǎo)線、使用溫度計(jì)測(cè)量溫度時(shí)先斷開(kāi)電路。5、電加溫的區(qū)域設(shè)防護(hù)隔欄，在醒目位置放置警示牌，夜間對(duì)工作區(qū)域的防護(hù)隔欄進(jìn)行照明，設(shè)置能夠自動(dòng)發(fā)光的紅色信號(hào)燈（42V）。6、電氣設(shè)備的所有金屬導(dǎo)電部分和鋼筋接地可靠，將電源電纜的零線與其連接。使用保護(hù)性接地回路時(shí)，線路的電阻值不大于4歐姆，對(duì)可能被施加電壓的導(dǎo)線端頭進(jìn)行絕緣隔離。7、禁止無(wú)關(guān)人員進(jìn)入加溫區(qū)域、在加熱結(jié)構(gòu)的表面行走、在加熱結(jié)構(gòu)表面放置其它物品；禁止將未經(jīng)過(guò)結(jié)構(gòu)、暴露在空氣中的加熱導(dǎo)線接通電源，在帶電壓的情況下禁止將加熱導(dǎo)線與帶有機(jī)械損傷的絕緣體或不符合要求的轉(zhuǎn)換接頭接通；未對(duì)加溫區(qū)域進(jìn)行隔離禁止電加溫施工。七、實(shí)施效果：前期在大氣溫度10內(nèi)經(jīng)過(guò)3個(gè)晝夜的加熱養(yǎng)護(hù)，測(cè)得混凝土平均抗壓強(qiáng)度達(dá)到27.9 MPa，后期由于大氣溫度達(dá)了20