低温季节混凝土施工分析

1、低温季节混凝土施工第一节 低温季节混凝土施工要求和措施1. 低温季节混凝土施工期的确定1.1 低温季节施工期标准按照 DL/T5144 一 2001水工混凝土施工规范规定，凡工程所在地的日平均气温连 续 5d 稳定在5 C以下或最低气温连续 5d稳定在一 3C以下时， 即进入低温季节施工期。混凝土受到冻害仅仅和温度有关， 与施工的地点无关， 因此在规范中以日平均气温作为标准。 气温 稳定在气象学上是指在降温的低温季节连续 5d 通过某一温度，之后很难再恢复这一温度。气象部门可 以提供气温稳定在某一温度的资料，对科学合理确定施工期较为方便。本章中涉及到的气温，除另有注明外，一律为日平均气温。1.

2、2 低温季节施工期划分我国地域辽阔，地形复杂，气候多变。应根据当地十年以上的气象资料确定低温施工期划分和天数，当缺乏当地气象资料时，可借鉴邻近地区的气象资料。目前，在国家气象局和各地气象台站的网站上大都有全国和各地气象资料的数据， 可以检索查询。 根据气象资料的分析， 参考我国低温季节施工期 划分略图和我国各地低温季节施工期参考表 （ 见图 -1 和表 -1） ，确定低温季节施工期和施工天数。工程实践证明，当室外日平均气温低于 -10 C时， 施工费用比常温施工时增加 50%上，同时由 于施工设备、建筑材料、施工各环节出现问题的机率成倍增加，使施工效率仅为常温施工的40%左右，而且工程质量也容

3、易出问题，因此除工程特殊需要外不宜在低负温条件下进行混凝士施工。2. 低温季节混凝土施工基本要求2.1 防冻和防裂（1）防止混凝土早期受冻。在低温季节，当气温低于OC时， 新浇混凝土内空隙和毛细管中的水分会逐渐冻结。 由于水冻结后体积膨胀 （ 约增加 9%），使混凝土结构遭到损坏， 最终导致混凝土强度 和耐久性能降低。因此，低温季节混凝土施工，首先要防止混凝土早期受冻。北京石家庄郑州成都台北昆明贯阳南宁三亚第I区第】1区j呛尔氓第III区乌鲁木齐济南银川 西宁丿第V区1安君w区第IV区吁和浩這第vn区合肥宀参上海 * f 长沙/南昌 I / 福州#*- ' * 5 < z1C41

4、,图-1 我国各地低温季节施工期划分略图表1 - 1我国各地低温季节施工期参考表工程所在地区施工期日平均温度施工天数（d）起止日期:北部 寒冷 地区第I区20C以下20022010月初5月上旬第n区16C以下18020010月上旬4月中旬第川区12C以下16018010月中旬4月上旬第”区8C以下14016010月下旬3月下旬第V区4C以下10514011月上旬3月中旬中部温 和地区第w区0C以下50 10511月底3月初第四区+ 5C以下35 5012月底2月初（2）防止混凝土表面裂缝。低温季节浇筑混凝土 ，外界气温较低，若再遇气温骤降（如寒流袭击）, 将由于混凝土内外温差过大 ，使混凝土表

5、面产生裂缝。因此，混凝土的表面保温养护是十分必要的。（3）防止混凝土受冻胀力的破坏。一般在低温季节混凝土施工时不允许有外来水（包括拆模后）。但是，特殊情况有外来水时，当有水体接触混凝土而水体冻结，将对混凝土结构产生冻胀力。如果混凝 土结构设计时未考虑冻胀力的作用，应事先分析混凝土结构在冰的冻胀力作用下结构的安全性。当结构有可能被破坏时，应事先采取预防措施。例如，在寒冷地区修建的混凝土面板堆石坝的面板混凝土施工 期越冬时，面板下游堆石体底部的积水必须采取可靠的措施进行处理，否则这部分积水结冰后冻胀将使混凝土面板破坏。常用的处理措施有两种方法，一是通过预埋的排水管用水泵持续排水，使其经常处 于流动

6、状态而不冻；二是在入冬前用保温材料覆盖混凝土面板（最好按设计要求回填面板上游的防渗粘土 ），保证面板下游的积水不会冻结。2.2 混凝土允许受冻临界强度和混凝土的成熟度混凝土在正温养护下获得一定强度后再受冻，混凝土结构不致造成破坏，后期强度能继续增长，最终强度可达28d龄期强度的95%以上。这种受冻以前所应具有的强度，称为允许受冻的临界强度。混凝土允许受冻临界强度是低温季节混凝土拆模、保温、检验混凝土质量的重要标准。DIJT5144-2001水工混凝土施工规范规定，混凝土允许受冻临界强度值应满足下列要求：（1）大体积混凝土不应低于 7.0MPa（或成熟度不低于1800h）;（2）非大体积混凝土和

7、钢筋混凝土不应低于设计强度的85%。关于大体积混凝土 ，目前仍没有统一的定义，用表面和系数 M（定义见表9-4-1 下注）来表示 仅仅是方法之一，但由于方法简单，我国北方施工企业的工程技术人员习惯使用此法来划分大体积混凝土、用于热工计算，并在施工中以M<3来划分大体积混凝土。目前，工业和民用建筑大体积混凝土使用得越来越多，一般在工业和民用建筑中，以M<5来划分大体积混凝土。（注：M=A/U其中，A 23混凝土构件表面积，m ; V混凝土构件体积,m。）在工业和民用建筑施工中，JGJ104-1997建筑工程冬期施工规范规定，混凝土允许受冻临界强度对于硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥混凝土不

8、宜低于混凝土设计强度的 30%, 对于矿渣硅酸盐水泥混凝 土不宜低于混凝土设计强度的40%。在低温季节施工 , 混凝土浇筑块在变化的低温状态下进行养护 , 其强度增长不同于实 验室条件下 的情况。实践证明 , 混凝土在低温养护条件下 , 其强度为养护龄期与养护温度乘积的函数。乘积相等 , 其强度大致相等。 这个乘积称为混凝土成熟度。 采用混凝土成熟度作为检验低温季节混凝土是否达到允 许受冻临界强度的标准和确定拆模时间比较方便。泊格施特 (S.C.Bergstrom) 根据绍尔 (Saul) 理论建立了混凝土成熟度函数式 , 混凝 土成熟度 可按此式进行计算。函数式是：N =E( T+10) a

9、T(1-1 )式中N 一混凝土成熟度，h;T一一养护时段混凝土的平均温度，C;a t一一温度为T的持续时间,h。这个公式曾被广泛应用 ， 但实践证明 ， 其误差较大在桓仁水电工程施工中提出了以下的计算公式 :N =E( T+X> aT(1-2 )X试验常数,与水泥特性有关,普通硅酸盐水泥 X=5,矿渣水泥X=8,使用不同的水泥应 按配合比通过试验确定 X 值 ;其他字母含义同前。在桓仁、回龙山、白山等水电施工工地上一直沿用成熟度1800°C - h作为混凝土允许受冻标准，并用于确定拆模时间。国内科研单位对国产的施工材料进行了大量的研究后提出了等效龄期法计算混凝土成熟度。 有等效

10、龄期法确定混凝土强度宜按下列步骤进行：(1) 用标准养护试件的各龄期强度数据 , 经回归分析拟合成下列形式曲线方程 :? =ae -b/D(1-3 )式中 f 一一混凝土立方体抗压强度 ,MPa;D 一一混凝土养护龄期 ,d;a 、 b 一一回归分析拟合参数 ;e 一一自然对数底 , e=2.71828。(2) 根据现场实测混凝土养护温度资料 , 用公式 (1-4) 计算混凝土已达到的等效龄期 ( 相对 于20C标准养护时间),以等效龄期t作为D代人公式(1-3) 即可计算出强度。1-4 )t= E( aTt t)式中t等效龄期，d;a t 一一温度为T的等效系数，按表1-2采用和图1-2 ;

11、 t T 一一温度为T的持续时间,d。温度T(C)等效系数(a T)温度T(C)等效系数(a t)温度T( C)等效系数(a T)503.16281.456O.43493.07271.395O.40482.97261.1340.37472.88251.273O.35462.80241.222O.32452.71231.1610.30442.62221.11OO.27432.54211.05-1O.25422.46201.00-2O.23412.38190.95-3O.21402.30180.91-4O.20392.22170.86-5O.18382.14160.81-6O.16372.0715

12、0.77-70.15361.99140.73-80.14351.92130.68-9O.13341.85120.64-10O.12331.78110.61-110.11321.71100.57-12O.11311.659O.53-13O.10301.5880.50-14O.10291.5270.46-15O.09表1 2温度T与等效系数a t关系表3. 低温季节混凝土施工措施按照工程所在地区的气象资料，编制专项的施工组织设计和施工技术措施，保证浇筑的混凝土满足设计要求。需要研究确定低温季节施工的起止日期，要求进行以下方面的工作，以便做好施工准备： 环境及各环节的热工计算； 保温材料的调查和确定

13、； 外加剂(引气、防冻剂)的确定； 对掺有外加剂的碱骨料的试验，确定配合比； 确定混凝土质量检查、测量的方法及设备 确定成熟度计算混凝士的临界强度值； 确定气温骤降的施工保护措施等。图1-2温度T与等效系数aT关系图低温季节混凝土工程施工设计和施工措施设计的具体内容应至少包括：(1) 正确布置骨料储存及堆放系统，如堆料场理式，温度、湿度的控制，骨料运输方式，以及相应 的保温措施等。(2) 选择骨料预热方法,确定骨料预热数量和预热温度。(3) 选择混凝土拌和系统和运输设备的保温措施。(4) 确定混凝土浇筑块体尺寸(面积和高度)与块体升高速度。(5) 研究确定混凝土浇筑施工暖棚型式、仓面温度要求、

14、混凝土浇筑与养护方法，以及地基表面的加温措施，并应有防火措施。(6) 选择保温模板型式和拆模后的保温防裂措施。(7) 准备测温仪器确定测温方法及组织管理。(8) 确定采暖方式、采暖温度与供热系统的布置，选择供热锅炉设备。(9) 编制各项保温材料、燃料、施工设备、劳动力等计划。(10) 编制施工进度计划，核算低温季节施工增加费用。第二节低温季节混凝土施工供热系统1.施工供热大、中型水利水电工程混凝土低温季节施工时 ，应采用蒸气锅炉集中供热，以保证各施工环节的采 暖需要。施工供热系统的范围包括：施工建筑物的采暖，骨料预热以及其他原材料的加热 ，浇筑生产的 供热(浇筑仓面、暖棚或蒸汽养护)等。参见东

15、北某工程的供热系统工艺示意图2 1。F蹶土悴和楼 拌和櫻内二次加趟图21某木电工程混貶土低温季节施工供熬系统工艺示意图g-20=21 1910图2 -2东北某工程混麽土系统3X/K锅炉房布置1运煤车；2-钢结构煤棚.3卸货地弄口 ： 4一坤皮带机；£一2破带机；6-反击式破煤机；丁一弾皮带机；8-凰筒筛：9-嚕煤斗：10-射展带机；11琳皮带机：12储煤斗；昨-龜凤机：同一引凤机；15-沅降室;16铜板烟囱；LT热水交换離：L呂一热水痕；19一冷族水泵.20一水处理雀21一回木池°1.1供热系统的布置混凝土低温季节施工供热系统的布置，要根据运输条件、施工现场的地形与主体工程

16、和施工系统的布局等情况，经过技术经济比较后，再确定方案。首先应选择集中供热方案，锅炉位置应设在供应中 心，距主体工程供热管路应最短，热量损失应最小，而且应注意环保，供热系统布置参见图1.2供热系统的锅炉及附属设备锅炉类型选择供热系统的主要设备是锅炉。锅炉类型的选择，要考虑满足以下几个方面：(1) 锅炉应能保证低温季节施工中最大热负荷的要求，并且供热介质(蒸汽或热水)也要满足低温 季节施工的需要(2) 锅炉应有较高的热效率，锅炉蒸发量能有效地适应负荷变化的要求；(3) 应有较低的基建投资和运行管理费用，锅炉设备向尽可能就地就近订货(4) 宜选用适合施工现场便于安装、维护、迁移的锅炉；(5) 尽量

17、选用对水质标准要求较低,适应本地区煤种的锅炉。1.2.2锅炉类型常用的锅炉有立式锅炉、卧式锅壳锅炉、卧式快装锅炉、水管锅炉和沸腾锅炉。(1)立式锅炉适用于工地临时用汽或用汽量不大、工作压力雯求不高的场所，它具有基础简单、占地面积小、移运方便、安装迅速、操作容易(人工加煤)及投资费用少等特点。但因其热效率低，如 保养、使用不良易发生事故，故现属于淘汰锅炉，一般不提倡使用。(2)卧式锅壳锅炉适于蒸汽采暖工程它具有结构简单汽压稳定、操作容易、对水质标准要求不高等特点，但承受压力低，燃料消耗大，锅炉效率不高。(3) 卧式快装锅炉具有结构紧凑、体积小安装容易、便于移运、对地基安求简单投资较省、锅炉热效率

18、高，以及对燃煤品质适应范围广等特点。但其对水质要求高，而且由于蒸发率高，水容量小，因此在负荷突然变化时，易产生汽水共沸现象。水管锅炉适用于大型工业，蒸发量2030t/h，蒸汽压力可达 2.5MPa。(5)沸腾锅炉的优点是可烧元烟煤和劣质煤，汽压稳定，出力高，供热有保障。缺点是土 建和安装工程量较大。1.2.3锅炉产品的铭牌型号和代号右 Ap x /x 严 x f 严-A设计决序燃料种类j第二邛分分额定工作压力J 蒸发畫 燃烧方式第一部分 锅炉本体型号.图2-3工业锅沪型号组成(1)国产工业的锅炉型号由三部分组成各部分之间用短横线相连，见图2 3。(2)锅炉本体型号、燃烧方式和燃料种类的汉语拼音

19、字母代号见表2 1。(3) 锅炉产品的铭牌型号的举例说明。"KZL4 13- W锅炉"中各符号含意为：K 一快装;Z 一纵锅筒；L 一链条炉排；4-蒸发量4t/h;13 一工作压力13kgf/cm 2(1.3MPa) ; W 一适用于无烟煤。"SHL20 13/300 1锅炉" 中各符号的含意为：2SH 一双汽包横置式；L 一链条炉排；20 一蒸发量20t/h; 13 一工作压力13kgf/cm （1.3MPa）;300 一过热蒸汽温度为300C ; 1 一第次修改设计或改变设计煤种。1.2.4水电工地常用锅炉和较大型锅炉型号及性能（见表2-2和表2-3

20、）表2 1锅炉本体型号、燃烧方式和燃料种类代号锅炉本体型号、燃烧方式和燃料种类代号立式水管LS （立、水）双汽包横置式SH （双、横）立式横火管LH （立、火）单汽包纵置式DZ （单、纵）卧式内燃WN（卧、内）双汽包纵置式SZ （双、纵）卧式外燃WK（卧、快）卧式双锅筒WS（卧、双）卧式快装P KZ （快、纵）双横汽包HH （横、横）立式快装KL （快、立）热水锅炉RS（热、水）燃烧方式代号固定炉排G （固）振动炉排Z （振）活动手摇炉排H （活）往复推动炉排W（往）链条炉排L （链）燃汽炉Q （汽）抛煤机P （抛）燃油炉Y （油）燃烧种|类代号无烟煤W（无）褐煤H （褐）烟煤A （烟）煤矸石

21、S （石）贫煤P （贫）油Y （油）劣质烟煤L （劣）气Q （气）表2-2工地常用小型锅炉序号锅炉名称型号-Mr* /八*曰 蒸发量（t/h）工作压力（MPa）产地1立式简易煤气锅炉LSG0.7-7,Q2O.7O.7沈阳2立式简易煤气锅炉ISGO.4.8.2O.4O.8西安3立式横水管锅炉LSA0.2.4.AE3O.2O.4上海4立式锅炉UC0.2.09 A HO.2O.09鞍山5立式火管锅炉LHSL0.91O.09鞍山:6双锅筒双层炉排快装锅炉KHSS0.51-AO.5O.7哈尔滨7双层炉排卧式整装锅炉DZN1-81O.8哈尔滨8卧式快装锅炉KZG0.2-5O.2O.59卧式快装锅炉KZG0

22、.10卧式链条快装锅炉KZLl-81O.811立式链条快装锅炉KLI2.1321.312卧式链条快装锅炉KZIA-13-A I（D）41.313卧式外燃往复炉排锅炉WWW1-7-A1 21O.7北京续表序号锅炉名称型号-Mr* /八，曰 烝发里(t/h)工作压力(MPa)产地14卧式外燃往复炉排锅炉WWW 1-7-A皿 220.7北京15快装双横锅筒往复炉排锅炉KHW 2-7-A20.7沈阳16往复炉排快装锅炉KZW 1-810.8哈尔滨17往复炉排快装锅炉KZW 2-1321.3哈尔滨18往复炉排快装锅炉KZW 4-1341.3哈尔滨19卧式内燃链条锅炉WNL 2-13-A

23、 川21.3天津20卧式内燃链条锅炉WNL 4-13-A 川 641.3天津21双锅筒纵置式往复炉排锅炉SZW 2-8-A20.8沈阳22双锅筒纵置式往复炉排锅炉SZW 4-8-A40.8沈阳23汽水两用锅炉SZW2。- /150-H(A)21.3哈尔滨24汽水两用锅炉1 13SZW0- /150-H(A)11.3哈尔滨表2 3水利水电工程工地常用锅炉的技术性能序号项目单位A(KZG)B(KZL)C(SZP)D(SZD)沸腾锅炉1型号1-82-84-86.5-1310-1310-25密孔板风帽风帽2额定蒸发量t/h1246.5101048123蒸汽压力MPa

24、4蒸汽温度(饱和)°C174.5174.5174.5194194225174.5174.5174.55锅炉总受热面积mi20621102503052121292073036辐射受热面积mi23.940417对流受热面积180.6265171107.31732488沸腾受热面积2m6.41420.79悬浮受热面积15.52034.510省煤器受热面积m12.527.894.495.294.442907711空气预热器受热面积2m53.7512炉排面积m1.810.69.513炉室容积m23.627.63614排烟温度C2602502002002

25、0018020020020015烟气阻力(以水柱高度计)mm76.385.518018018018016布风板面积m0.52.643.617开孔率8.4%2%18锅筒直径mm12001500183210001000100010001000100019锅炉长度m4.04.66.347.309.409.205.505.707.8020锅炉宽度m1.852.152.513.803.943.833.354.003.8021锅炉高度m2.622.903.807.3510.06.004.284.105.7022锅炉容水量2m8.149.509.506.708.0010.223锅炉重量t7

26、.810.72616.53852.524烟囱直径mm28030040060080080025适用煤种烟煤贫煤褐、劣质、无烟煤注：A-卧式快装锅炉；B-卧式快装锅炉；C-双纵汽包抛煤机水管锅炉；D-双纵汽包抛煤机倒转炉排水管锅炉。1.2.5锅炉数量在确保选定的每台锅炉均能经济高效运行的条件下选择锅炉的数量，以适应不同负荷的需要。一般锅炉的经济负荷是额定蒸发量的70%80%锅炉的数量，最少应选用两台，人工加煤的锅炉不宜超过5台；机械化加煤的锅炉最好安装 24台。1.2.6附属设备高压鼓风机、引风机、水泵、水处理设备、热工仪表等附属设备，可参照有关的产品标准目录选用， 不必另行计算。散热器的选型要根

27、据房屋类型、耗热量大小来确定。低温季节施工生产系统的管理房屋， 例如车库、王地试验军等耗热量不大的建筑，可用暖气片厂生产的定型散热器，如大60片式铸铁散热器等。特殊要求的部位，如拌和楼需设热风幕，可采用暖风机。暖棚、取暖廊道等耗热量大的部位，可根据热工计算采用自焊无缝钢管的散热排管。对骨料预热仓，因结构构造形状有别于其他建筑，而且对散热器的抗碰砸及耐磨强度要求很高，需自制斗形排管采暖。1.3锅炉蒸汽量计算选择施工供热系统的蒸汽锅炉，需要进行有关的热工计算，求得整个低温季节施工所需的最大小时总热负荷，计算出需要的锅炉蒸汽量并根据煤质等条件，选出合适的锅炉型号。低温季节施工最大小时总热负荷包括生产

28、系统的房屋采暖和生产各环节耗热两部分。而水电工程施工的生产环节耗热有原材料预热和施工养护两项。最大小时总热负荷计算按下式：Q = k o（kiQ+k2Q）（2-1）式中 Q一一低温季节施工的最大小时总耗热量，kJ/h;Q、Q 一房屋采暖和生产环节小时耗热量，kJ/h;k0取 1.11.5 ；Q与d换算公式为:ko、kl、k2 一一管路热损耗、采暖、生产环节耗热同时使用系数,ki 取 1.0 ； k 2 取 0.70.9。根据计算得出的 Q换算成蒸汽热负荷 d,就可选择锅炉型号。(2-2)d=Q/ 丫式中 d 一一蒸汽量，t/h ；2-4选用，对水的汽化热，锅炉型号可根据锅炉压力查饱和水蒸汽物理

29、特性表低压蒸汽可取 2100kJ/kg(500kcal/kg)表2 4饱和蒸汽物理特性绝对压力（MPa）饱和温度（C）蒸汽密度（kud）含热量（kJ/kg）汽化热(kJ/kg)水蒸汽0.0145.45O.067190.302583.382393.08O.0259.67O.128249.752608.922359.170.0368.680.188287.482624.4l2336.930.0475.420.246315.742635.722319.980.0580.86O.303338.562644.512305.950.0685.450.360357.862652.462294.600.078

30、9.45O.415374.692659.162284.470.0892.99O.471389.602664.602275.000.0996.180.526403.042669.632266.590.1033100.00.620418.682676.622256.690.2119.61.109502.422704.672203.930.3132.91.621556.842725.612164.580.4142.92.124602.902738.172135.270.5151.12.620636.8l2747.802110 .150.6158.13.111666.962756.172088.790

31、.7164.23.600693.752762.872069.120.8169.64.085717.622768.312050.690.9174.54.568738.972772.922033.951.0179.05.051759.072777.l02018.461.1183.25.531777.492780.452002.971.2187.16.013794.652783.801989.151.4194.06.974826.062789.251963.191.5197.07.45084l.552792.601951.052.0211.09.850904.352800.971842.19通过式（

32、2-2）计算出低温季节施工所需要的蒸汽量，但选择什么样的蒸汽压力锅炉合适,要根据热力管道输送距离决定。一般工地使用的都是低压蒸汽锅炉，蒸汽压力为如果工地较大管道输送距离超过300m,蒸蒸汽压力的选择可参考表93-1再根据表表2 5工地热负荷常用的蒸汽压力输送距离（m）蒸汽压力（MPa）输送距离（m）蒸汽压力（MPa）v 3000.03 0.0510002000> 0.30v 600> 0.10> 2000> O.40v 1000> 0.22. 热负荷计算2.1室外和室内温度的确定进行锅炉选型的热负荷计算，并不要求十分精确，能满足需要就可以。在计算热负荷之前，需要知

33、 道低温季节施工期室外温度和生产系统房屋的室内温度，以作为计算依据。2.1.1 室外温度Ta大、中型水利水电工程，一般均位于偏僻山区，该地区气象情况复杂。有关采暖计算的室外温度资料，又以城市为准（气象观测站大多在城镇），不能满足工程实际情况，对室外温度的确定可按式（2-3） 计算。式中累年温度可选用510年本地区的气象资料。Ta = 0.57 Tm+0.43Td（2-3）式中Ta-一室外计算温度，C；Tm一一累年最冷月平均温度，C ;Td 一一累年最低日平均温度，C。2.1.2 室内温度Ti水利水电工程生产系统的各类房屋，由于使用条件的不同，对温度的要求也不一样。大概分三类：一类是工人操作房屋

34、，根据工作性质，室内温度为1020C ;二类是机械、设备保温要求为主 的房屋，如泵房、车库等，室内温度在15C左右；三类是生产用房，保证最低温度为正温即可，如皮带廊道等，一般室内温度为25 Co水电工程生产系统主要房屋（库、棚）室内温度列于表 2-6供参考。表2 6生产各系统的温度要求序号部位名称序号部位名称温度要求（C）温度要求（C）混凝土拌和、运输8皮带机廊道51骨料预热仓5l59工地试验室202水泥储存罐不采暖混凝土浇筑、养护3拌和楼10 1810仓面准备54外加剂间16ll清基,基础加热255洗棍凝土罐房1012仓面浇筑56空压机，泵房1513暖棚施工5107车库1014仓面养护52.

35、2生产系统房屋采暖耗热量 QI计算采暖耗热量的对象主要是指在低温季节施工的房屋建筑。耗热量计算有详、 略两种。如果各房屋设置采暖散热器需详算，可参阅有关采暖方面的书籍进行。本书介绍如何选择供热锅炉，略算即可。粗略计算采暖耗热量有很多种方法，此处介绍按单位热指标 q进行计算的方法。同类建筑物当采暖室内外计算温差Ti -Ta = 1C时单位体积的平均耗热量，称为此类建筑物的单位热指标，也叫热特性指标。它与建筑物的类型、 体积等因素有关。水利水电工程生产系统各类房屋的 单位热特性指标可参考表 2-7 。表2-7生产系统各类房屋单位热特性指标建筑物名称室内采暖温度Ti(C)建筑物体积3V(m)单位热特

36、性指标qkJ/(m1 h C )备注拌和楼10 1810000以内3.5骨料预热仓51510000以内2.5皮带机廊道(地上)5155000以内10.5皮带机廊道(地下)55000以内6,0皮带机节点房51000以内10.5空压机房550001000002.5 50水泵房165000100003.5 5.O外加剂房161000以内5.O仅称量间罐车、机车库105000以内3.5 4.018C材料保温库55000以内2.5机修车间165000以内3.5锅炉房165000以内3.0工地试验室16 201000以内4.0食堂185000以内3O 5.O浴池251000以内4.O卫生所181000以内

37、4.0值班休息室161000以内4.O采暖耗热量计算见下式Q = E qV(Ti -Ta)(2-4)式中。Qi 一房屋采暖耗热量，kJ/h;3q 一一单位热特性指标，kJ/(m h C );V 一一建筑物的外轮廓体积，m3。2.3生产环节耗热量 Q计算生产环节耗热量包括原材料预热和混凝土浇筑养护，其生产耗热量为Q2 = Q '+ Q' '(2-5)式中Q2 一生产环节耗热量，kJ/h;Q 2一原材料预热耗热量,U/h;Q''一施工养护耗热量，kJ/ho2.3.1 原材料预热 Q' 2 计算原材料预热 , 首先要明确需预热的品种、预热的规模和方量

38、, 这要根据低温季节施工的生产强度、 施工配合比才能确定。 一般在不太低的温度下仅需预热水 , 随着气温的降低 , 则需要预热细骨料 , 再则 是粗骨料。 原材料的预热温度 , 由要求的人仓温度 ( 混凝土浇筑 ) 、运输温度损失决定。 一般要求的人 仓温度 + 运输损失温度 = 混凝土出机口温度。 反算出各种原材料应该预热的温度。 不同原材料预热温 度要分别计算。(1) 骨料耗热量计算 :Qg=Vc G 0.84 (T1T0) Pg(3352.1T04.2T1)(2-6 )式中 Qg 一一骨料预热耗热量 ,kJ/h ；Vc- 混凝土生产量 ,m3/h ；G 一一每立方米混凝土中骨料的质量,k

39、g/m 3 ；0.84 一一骨料(粗、细)比热容，kJ/(kg C );2.1 冰的比热容，KJ/(kg C );4.2 一一水的比热容 ，kJ/(kg C ) ；pg一一骨料的含水率，%；To 一一预热前温度 ，C；Ti 一一预热后温度 ，C；335 一一冰的溶解热 ，kJ/kg 。大、中型水利水电工程骨料预热分二步 : 第步 ， 骨料从储存场运到预热仓进行预热 ， 温度达 到正温 ( 般 5C ) ； 第二步 ， 在拌和楼内骨料仓中再预热到需要的拌制温度。 计算拌和楼内骨料仓 的起热量，因骨料已成正温，所以公式中Pg (335 2.1T。+ 4.2)取消,而将骨料预热温度值变成再 预热的初

40、始温度。计算骨料预热仓的耗热量时应注意 : 当不考虑骨料含水时 ， 粗、细骨料可加在一起 ， 不需计算 含水量由冰溶解成水再升温的耗热量部分； 考虑骨料含水时 ， 因粗、 细骨料不同 ， 需分别计算后相 加； 如骨料中的粗、细骨料预热温度不一样 ， 也需分别计算耗热量后再相加。(2) 水预热的耗热量计算 :Qw = 4.2V CS(Tl-T0)( 2-7 )式中 Qw 一一水预热的耗热量 ，kJ/h ；S 一一每立方米混凝土的用水量 ，kg/m 3;其他字母含义同前。2.3.2 生产耗热量 Q''2 计算在低温季节混凝土施工养护中，暖棚法和蒸汽法需要用蒸汽加热，而大中型水利水电

41、工程又以暖棚法为主，所以在锅炉选型的热负荷计算中仅考虑暖棚的耗热量。根据低温季节施工措施可知，施工高峰时需要搭设几个暖棚，以计算最多暖棚施工时的耗热量。在未能详细计算暖棚和蒸汽养护混凝土的耗热量时，可用估算耗热量的办法，估算值参见表2-8。37如低温季节施工准备蒸汽养护100m混凝土 ，则每小时耗热量 Qv = 1 x 105 x 100=1 x 10 (kJ);有345暖棚体积 3000m,则每小时耗热量 Qw=3000/100x 2.5 x 10 = 7.5 x 10 (kJ)表2 8暖棚法、蒸汽法耗热参考值名称单位每小时耗热量热量(kJ)蒸汽(kg)蒸汽养护混凝土3 ml x 10 54

42、5暖棚体积1000142.5 x 1012对混凝土浇筑施工中尚需耗热的仓面准备、清基、基础加热，用与单个暖棚耗热量的关系来考虑。生产耗热量Q''计算见下式：Q ' 2 =(n+kc)Qw+Qv(2-8 )式中Q 2 一生产耗热量，kJ/h;n 一暖棚数量，个；kv 一一仓面准备与暖棚耗热量关系，即一个仓面准备耗热量相当于单个暖棚耗热量的半取 0.5。3. 锅炉选型计算某水电工程低温季节施工需进行锅炉选型。3.1 已知条件(1) 该工程地区没有气象观测站，从所在县查得5年内气象资料:最冷月平均温度 Tm=-20.4 C , 最低日平均温度 Td=-28 C。(2) 生产系

43、统各类房屋的室内采暖温度和体积列于表2 9。(3) 混凝土生产量与材料消耗量。根据低温季节施工混凝土拌和楼生产能力和浇筑强度，确定生产量为30 m/h ;按照混凝土配合比各种原材料列于表 2-10,其中碎石不含水，砂含水3%;水温为5 C , 骨料(粗、细)料堆存放温度为16 C。(4) 施工供热采用蒸汽锅炉。施工养护方法，以暖棚为主。施工高峰时每天有5旷的预制件要进行蒸汽养护。暖棚结构尺寸高4.0m、宽11.0m、长12mo施工高峰时要保证有两个暖棚浇筑，一个仓面准备。(5) 拌和楼距浇筑坝体 700m,预计运输温度损失1015 C ,入仓和覆盖前温度分别不低于10 C和5 C。设计出机温度

44、为 25 C。(6) 出机温度,经热平衡公式计算,材料预热达到要求的温度为：水70 C、砂15C、碎石23 C(水泥不预热，设计温度为2C )。(7) 锅炉用煤可使用本地出产的烟煤。表 2-9编号建筑物名称Ti( C)3V (m)1拌和楼1040002骨料预热仓530003皮带机廊道(地上)560004试验室等服务房屋1821005各类车库、车间152000原材料单位材料使用量名称(kg/m3)3砼牛产量30m/h 时材料量(kg)水泥2527560碎石141342390砂子590177水1313930表 2-103.2选型计算3.2.1 确定室外温度Ta = 0.57Tm + 0.43Td

45、= -23.7(C )取 Ta = 一 24 Co计算结果见表2 10oQi = 刀Q = 632.15 X 104 ( kJ/h )表2-10Q 1计算结果编号建筑物名称Q3kJ/(m h C )Q- VkJ(h -C)Ti Ta(C)Q(kJ/h)刀Q4 (X 10 kJ/h)拌和楼3.5140003447600047.602骨料预热仓2.575002921750069.353皮带机廊道(地上)10.563000291827000252.054试验室等服务房屋48400423528000604.855各类车库、车间3.5700039273000632.15注：q从表2-7查得，建筑物体积V

46、见表293.2.3 Q 2 计算(1) Q '计算。因碎石不含水，砂含水，预热温度不一样，所以碎石和砂的耗热量需要分别计算。1) 从料堆到骨料预热仓耗热量的计算：碎石：Q = Vc G(Ti T0)=74.8 X 10 (kJ/h)砂:Q2= Vc G 0.84(T 1-To)+Pg (335-2.1T o+4.2T i)=52.O X 104(kJ/h)2) 从预热仓到拌和楼骨料仓内升温耗热量的计算：34碎石：Q =0.84Vc G (T i To)=64.0 X 10 (kJ/h)砂：Cf=0.84Vc G (T i To)=14.9 X 104(kJ/h)所以 Qg = Q 1Q

47、2Q3Q4 = 205.7 X 104(kJ/h)3) 水预热耗热量 ：4Qs=4.2VcS(TlT0)=107.3 X 1 04(kJ/h)所以 Q '2= Qg + Qs = 205.7 X104+107.3X 104=313.0 X 104(kJ/h)(2) 计算 Q''2 ：根据表 2-8 暖棚法、蒸汽法耗热量参考值44Qw=(4X 11X12)/100 X2.5 X104(n+kr)=33.0 X 104(kJ/h)54Qv = 5X1X105 = 50 X 104(kJ/h)所以 Q'2 = Qw+Qv=83.0 X 104(kJ/h) = 83 X

48、 104(kJ/h)3.2.4 总热负荷Q = k0(k1Q1 + k2Q2)式中：ko取 1.1, k i取 1.0, k 2取 0.7 。换算成蒸汽量：d=Q/ y =k 0(k1Q + k2Q)/ 丫 =4.76(t/h)取 d =5t/h3.2.5 锅炉选型根据蒸汽量 d =5t/h, 适用烟煤的锅炉 , 参考表 2-5 中对蒸汽压力的要求和不宜使用一台锅炉 的规定 , 从常用锅炉技术性能表 2-3 中选定型号 KZG-2-8 卧式快装锅炉 3 台。3 台 KZG-2-8 额定蒸发量 6t/h > d = 5t/h第三节 低温季节混凝土生产1. 保温采暖温度要求低温季节混凝土拌和

49、与浇筑仓面各部位 , 一般均应处于正温状态。具体要求参见表66。2. 骨料供应与预热2.1 骨料储备和保温混凝土施工进入低温季节以前 , 应做好骨料储备、保温和预热等准备工作。2.1.1 砂石骨料开采加工人工骨料开采、 破碎可全年生产。 骨料的水下采挖和筛洗加工 , 负温条件下一般均停止生产。 因 此 , 低温季节混凝土施工需用的骨料 , 必须在进入低温施工期以前筛洗加工完毕 , 堆存备用。2.1.2 混凝土骨料储备量 可根据低温季节混凝土浇筑量 , 按下式估算W = 1.25 ke(Va + Vb)(3-1)式中 W 一一骨料储备量 ,m3;ke- 每立方米混凝土骨料用量系数 , 水下开采取 1.3, 其他方式开采取 1.5 ；Va- 低温季节混凝土总浇筑量 ,m3;Vb 一低温季节月平均混凝土浇筑量 , ,m 3;l.25 一一不均匀系数。2.1.3 骨料堆保温防冻骨料堆应尽量覆盖保温，不能保温时要及