混凝土蓄热法养护施工工艺(改)

1、哈大铁路客运专线TJ-1标段中国中铁一局哈大铁路客专项目经理部第三项目部第 页共20页混凝土蓄热法养护施工工艺一、工艺概况蓄热法是指混凝土灌筑后，利用原材料加热储存热量及水泥水化热的 热量，通过适当保温延续混凝土结构物温度的降低，使混凝土结构物表面 温度降到至0前达到预期强度的施工养护方法。蓄热法适用于气温不太 寒冷地区或初冬、冬末早春季节施工的混凝土工程的养护。当室外日平均气温为-10时，最低温度不低于15时，地面以上工 程或表面系数（结构冷却的表面积与结构体积之比）Mw5的结构，优先 采用蓄热法养护。由于蓄热法施工简单，冬期施工费用低廉，较易保证质量，所以无论 在国内或国外，都将蓄热法视为

2、混凝土冬期施工养护的首选方法。二、作业内容蓄热养护混凝土的作业内容：1、热工计算；2、原材料的加热；3、 保温材料的选择；4、测温及保温管理工作。三、质量标准及检验方法表1质量标准及检验方法序号项目质量标准及检验方法工程材1、保温材料必须保持干燥，加强堆放管理，不要与冰雪混杂在1料保管一起堆放。及检验2、混凝土施工过程中，按客运专线铁路混凝土工程验收补充标准的要求对混凝土用水泥、骨料、外加剂、矿物掺合料、拌合水等主要原材料的品质进行日常检验,检验结果满足相应要求。2保温材料1、根据工程类型、结构特点、施工条件和当地气温情况选用， 尽量就地取材，综合利用；2、以导热系数小，空封性好,坚固耐用，防

3、风防潮，价格低廉, 重量轻，便于搬运和支设，能够多次使用者为优。3、随着工业新技术的发展，尽可使用轻质高效能的保温材料， 如珍珠岩、岩棉及聚氨酯泡沫塑料等。3原材料加热1、混凝土原材料加热时优先采用加热水的方法，加热温度根据 热工计算确定，但不得超过表1的规定。2、使水在搅拌机内先与骨料接触，将热量传递给骨料，在确认 混凝土不超过40的条件下可以将水温家人到80o3、拌制用水加热要求水温准确，供应及时，保持水温先后一致。4、当自然气温较低，只加热拌制用水尚无法满足拌合物出机温 度的要求时,加热骨料,首先时砂，其次时石子。5、在骨料中不得夹杂有冰屑、雪团和冻块。6、水泥在任何情况卜都不得加热，但

4、是可以存放在棚内预热， 这对混凝土达到规定的温度时有利的。4工酬工质量验收混凝土养护结束后，应用肉眼或放大镜观祭实体混凝土表面是否 存在非外力裂转。当混凝土表面出现非外力裂缝时，普通混凝土 结构表面的裂筐最大宽度不得大于0.20mm ,预应力混凝土结 构不得出现裂转。表2搅拌用水及骨料加热最高温度()项次项目拌合水骨料1强度等级42.5MPa普通硅酸盐水泥80602强度等级42.5MPa普通硅酸盐水泥、硅酸盐水泥6040、施工机械及工艺装备混凝土蓄热养护的主要机具有原材料的加热设备、测温设备、保温材 料。a、水的加热设备1、直接加热就是用铁桶、大锅或热水锅炉直接用燃料提高水的温 度。这种方法在

5、施工场地狭窄、零星分散的工程中，或没有气源的情况下 是很实用的。2、间接加热一种是直接向蓄水箱内通蒸汽，利用蒸汽提高水的温 度，另一种是水箱内装置蒸汽加热器、电加热器或汽水热交换罐提高水的 温度。骨料加热设备骨料的加热以加热砂比较方便，砂子加热分为烘烤法、直接加热法、 间接加热法三种形式。1烘烤法用砖砌成火道，顶面覆盖钢板，在其上面烘炒，烘烤亦可在砂堆周围 安设红外线灯，该法对除去砂堆表面的冻结层最有效。此法设备简单，但 加热不易均匀，还要避免因砂子局部灼热而造成石质破坏或拌合物温度失 调。备哈大铁路客运专线TJ“标段中国中铁一局哈大铁路客专项目经理部第三项目部第6页共20页备哈大铁路客运专线

6、TJ“标段中国中铁一局哈大铁路客专项目经理部第三项目部第 页共20页2直接加热法是在砂堆内插入蒸汽花管，直接向砂堆排放蒸汽，以提高砂的温度。 同时应及时测定含水率,避免因水胶比和坍落度发生变化而影响混凝土的 灌筑和强度的增长。该法设备简单、加热迅速有效，但无比注意勤移动汽 管，使各处均匀受热。3间接加热法是在料堆中安设蒸汽排管或采用保温加热料斗。当采用保温加热料斗 时，宜配备两个以上，以便交替使用，每个料斗容积可根据机械可装高度 和侧壁斜度等进行设计，每个料斗容积一般不小于3.5m3。该法砂子含水 率变化小，但加热时间长，投资大，费用高。无论采用直接加热或间接加热，砂堆均应以帆布覆盖，有条件时

7、可将 热空气吹入帆布内，将带有低电压加热器的柔性隔热垫或电热器埋入堆置 砂子的混凝土地坪中，从而使砂堆内的含水薪口温度均匀，并避免表面形 成冰冻壳。石子一般不加热，但气温较低时，为提高拌合物的温度，可根 据情况，按砂子的加热方法加热。c、测温设备常用的测温仪表有玻璃液体温度计、便携式建筑电子测温仪、携带式 直流电位差计等。,玻璃液体温度计 是一种常用的测温仪器。它结构简单，使用方便， 价格低廉。.便携式建筑电子测温仪针对建筑业特点研制的测温仪，适用于各类建筑工程的温度测量。采用现代背景光技术，在夜间或黑暗环境下测 温时读书清晰、醒目，免用其他照明。数字显示被测物内部温度，快速、 准确、直观、易

8、读。体积小，重量轻，操作简单，便于携带。.U37型携带式直流点位差计 主要测量混凝土内部温度。测试方 法在混凝土中每个测温点处理设一根铜线（4）0.4 ）和一根康铜线（4）0.35 ） 联结的焊接点；把每个焊接点康铜线另一端联结在一起通过冰瓶使其温度 为0,把铜线和康铜线都接在电位差计上，就可以分别读出各测点热点 偶以自由端为0所产生的毫伏数值，然后在热电偶毫伏温度换算表上读 取所测的温度值。d、保温材料混凝土蓄热养护保温材料主要有：.热绝缘材料（包括纤维材料、膨胀珍珠岩、蛭石制品、泡沫材料及 多孔聚合物）.木材、板材（胶合板、纤维板、）.松散材料（无机材料、有机材料）.其他材料（土壤、卷材、

9、沥青材料等）以上材料热工计算的基本数据见表5.五、施工准备蓄热养护混凝土的准备工作主要包括以下几个方面：1,热工计算；2. 保温材料的准备（包括保温材料的选择和保温材料数量及计划）；3.施工 燃料准备；4.热源设备的准备；5.测试仪器仪表准备；6.职工劳动保护用 品的准备。六、施工工艺及质量控制流程6哈大铁路客运专线TJ-1标段中国中铁一局哈大铁路客专项目经理部第三项目部第6页共20页混凝土蓄热法养护施工工艺及质量控制流程见图2.七.工艺步序说明a、热工计算备哈大铁路客运专线TJ“标段中国中铁一局哈大铁路客专项目经理部第三项目部第 页共20页(一)材料加热的计算1.混凝土拌合物的理论温度，可按

10、下式计算：(式1 )T=(0.9*(Ctc+Sts+Gtg)+4.2tw(W-psS-pgG)/(4.2W+0.9(C+S+G)+(b(psSs+pgGtg)-B(ps+pgG)/(4.2W+0.9(C+S+G)式中T一拌制时混凝土拌合物的温度(。(2 );W、C、S、G水、水泥、砂、石的用量(kg);tw、tc、ts、tg、水、水泥、砂、石的温度( )；Ps pg砂、石的含水率( )；b、B比热及溶解热。当集料温度 0时，水的b=4.2 , B=0 ;当集料温度0时，冰的b=2.1 , B=335O2,混凝土自搅拌机倾出时的温度可按下式计算：(式2 )Ti=T-0.16(T-Td)式中Ti一

11、一混凝土自搅拌机中倾出时的温度(简称出机温度)();T一一一混凝土拌合物的温度(。(2 );Td一搅拌机棚内的温度( X3 ,混凝土经运输机和灌筑成型后的温度(C入(式3 )混凝土由出机到灌筑过程的温度损失，因运输工具、倒运次数、动输 时间、出机温度和室外气温的变化而异混凝土经过动输和灌筑成型后的温 度可按下式计算：T2=Ti-(at+0.032n)(Ti-Ts)式中T2混凝土经过运输和成型后的温度( );t 混凝土自运输至成型的时间（h ）n混凝土运输的次数Ts室外气温（ ）a温度损失系数（h-i ）。当用混凝土运输车时a=0.254、混凝土灌筑入模后，由于模板和钢筋吸收热量而引起混凝土温度

12、 的降低，按下式计算：（式4）T3 = （Gr）xGnXT2 + GmxGm xTs）（GnxCn + Gmx Cm）式中：t3混凝土在刚模板和钢筋吸收热量后温度（ ）Gn lm3混凝土重量（kg）;Cn混凝土比热，取lKj/（kg-K）;Gm与lm3混凝土相接的钢模板和钢筋的总重量;Cm钢材比热,取0.48 Kj/（kg-K）;Ts钢模板，钢筋的温度，即当时大气温度（ X（二）混凝土蓄热冷却计算蓄热法计算采用单向稳定传热理论建立的斯克拉姆塔耶夫公式，即单 位体积混凝土从灌筑完毕时的温度降至0过程中所放出的热量，应等于 混凝土所含热量及水泥水化热之和。该公式计算简便，但误差较大。to= （Cc

13、To+rnceCce）M（Tm-Tm,a） x（R-a） （式 5）式中：to混凝土的冷却时间（h ）Cc 混凝土的热容量（kJ/m3.K）To 混凝土关注完毕时的温度（）mce每立方米混凝土所用水泥量（kg/m3）Cce每千克水泥的水化热（kJ/kg ）M结构表面系数（m-i）Tm 混凝土养护期间的平均温度（）Tm,a 混凝土养护期间室外平均温度（）R 模板及隔热材料的总热阻（m2.K /W ）a 保温材料的透风系数（表168.6 ）在应用（式16-8.5）时,其计算步骤如下：（1）结构表面系数MM二Ac-Vc式中 M结构表面系数（m-i）Ac结构的冷却表面积（m2）Vc结构的体积（m3）（

14、2）混凝土灌筑完毕时的温度To混凝土灌筑完毕时的温度，除考虑运输、振捣的温度损失外。还应考 虑混凝土入模后被模板钢筋及保温材料吸取的一部分热量。则混凝土灌筑 完毕时的温度应按式6或7计算。To= （CcTo+0.3C o Tm,a”（Cc+0.7C。） （式 6）To= （CcTo + 0.5CoTm,a）（Cc + 0.5Co）（式 7）式中Co 混凝土的热容量（J/m3.K）To 混凝土的入模温度（ ）Co保温材料的热容量（J/m3.K）Tm,a混凝土养护期间的室外平均温度（）哈大铁路客运专线TJ-1标段中国中铁一局哈大铁路客专项目经理部第三项目部第 页共20页(3)混凝土养护期间的平均温

15、度Tm该温度为一量值，并非混凝土在冷却过程中真正的平均温度。混凝 土的温度时逐步降低的，其强度增长亦时逐步渐慢的，为简化计算而引入 混凝土养护期间平均温度这一概念，即假设混凝土处于某一叵温状态 下达到某要求强度所需的时间，正好等于其处于变温状态下达到同样强度 的时间、平均温度Tm与混凝土结构表面系数及混凝土灌筑完毕时温度有 关，可按表4或式8计算。表4混凝土养护期间平均温度Tm表面系数34891212平均温度Tm(To+5 )/2To/2To/3To/4Tm= To+ ( 1.3+0.18M+0.006 To )(式 8)(4)混凝土养护期间的室外平均气温Tm,a该温度时根据当地历史气温资料，

16、并结合当年长期气象预报来确定的。Tm,a应采用养护期间外界的平均温度，并非低温度。(5)保温材料的传热及热阻表5常用工程材料物理性能计算参数序号名称干容重Y( kg/m3)计算参数导热系数Y( w/ m-K)比热容 c kJ/ (kg-K)1钢筋混凝土25001.741.002木材(模板)000.2332.753钢模板750058.20.634聚苯乙烯板300.0381.475毛毡1500.0580.1896草袋1500.117麻袋1800.078格早及早板12000.0471.47蓄热法的保温外套一般由两层或多层不同材料组成，其总传热系数为K，热阻为R,因热阻与传热系数成反比，故可用式9求R

17、:R=0.012+di/Ai+ d2/X2+ d33+ dn/An (式9) R模板或保温材料的热阻(m2.K/W )Ai-An 模板或保温材料的导热系数(W/ m/ ) drdn 模板或保温材料的厚度(m )混凝土的热容量Cc混凝土热容量与混凝土比热及容重有关,当容重取2400kg/m3时， 比热一般波动在0.841.05 ( Kj/kg-K )之间。由此混凝土的热容量一般 取 20102512 ( Kj/kg-K X(7)透风系数透风系数与施工中养护期间的风速、结构所处位置及保温层的结构有 关，可按表6采用。表6透风系数a参考表项次保温层组成透风系数ai321单层模板2.03.02不孟模板

18、的表面、用芦苦、稻草、锯末、炉渣覆孟2.63.03密实模板或不盖模板的表面用毛毡、棉毛毡或矿物棉覆盖1.31.54外层用第2项材料、内层用第3项材料作双层覆盖2.02.35外层用第3项材料、内层用第2项材料作双层覆盖1.61.96内外均用第3项材料,中间夹间用第2项材料做3层覆盖1.31.5注：1、ai为风速小于4m/s(相当于3级以下)，结构物高出地面不大于 25m情况下的系数。2、a2为风速和高度大于注1情况下的系数。(8)水泥的水化热量水泥的水化热与水泥品种、标号、用量及硬化时间有关。可按表7选用。表7水泥水化热热量值水泥品种水泥强度等级每千克水泥的水化热(kJ)3d7d28d52.53

19、14354375普通硅酸盐水泥42.525027133432.5208229292注：本表系数是按平均硬化温度15仁时编制的，当平均温度710时，表中数值按60%70%采用。上述热工计算一般用于两种情况：(1)求总热足以选择保温材料的种类及厚度。初步假定混凝土关注完毕 时的温度，求的养护期间的平均温度tp,参考混凝土温度龄期对混凝土强度 的影响曲线，查出混凝土达到临街强度所需的时间T ,由此反求得总热阻:R=3.6TM (tp-ts ) a-(C0t+CH)根据求得之总热阻，客运选择保温材料的种类和厚度。(2 )验算选定的保温材料和混凝土入模温度。计算出混凝土冷却至0 的延续时间和混凝土养护的

20、平均温度tp，借助于混凝土温度龄期对混 凝土强度的影响曲线来检验混凝土强度是否达到临界强度。同时也客运利 用下列经验公式估算：Fc= (A+Btp) Vx%式中后混凝土养护X天后的相对强度； tp一一混凝土养护期间的平均温度(C ) x混凝土冷却的时间(d );A、 B一一系数,见表8O表8A、B系数表项次水泥品种AB1普通硅酸盐水泥12.650.482矿渣硅酸盐水泥6.00.85混凝土的拌制、运输及灌筑1、谈保证拌制温度，必须严格控制砂、水的加热温度。施工过程中， 随时注意检查砂、水的温度情况，当不满足计算要求的温度时，应及时采 取措施或暂停搅拌混凝土。2、为减少混凝土拌制过程中的热损失，采

21、取向搅拌机滚筒内通蒸汽 的方法，以提高出盘温度。为避免蒸汽凝结水增大混凝土的坍落度，可在 开盘鉴定时，适当调整加水量。3、自全部材料装入搅拌机起，至开始卸料时止，延续拌制混凝土的备哈大铁路客运专线TJ“标段中国中铁一局哈大铁路客专项目经理部第三项目部第 页共20页最短时间应经试验确定。4、运输混凝土用的罐车和吊装用的铁斗，在可能时采取保温措施。5、混凝土运至灌筑部位后，应采取快铺料、快振捣，及时覆盖的快 捷施工法。混凝土的入模温度不应低于5。（：,6、混凝土灌筑前，灌筑部位若有积雪或冰屑时应清出干净。7、冬期所有混凝土的灌筑均宜在白天施工。c、保温材料的铺设1、钢模肋间填塞由塑料布包裹的5cm

22、厚岩棉板。为防止岩棉板脱落, 用细铅丝通过U型卡或肋上连接孔将岩棉板固定。当柱子模板安装、找正、 加固完毕，在柱模外侧，挂包5cm厚岩棉被，并特别注意加强四角部位 的保温工作。2、所有岩棉板、岩棉被一律外包玻璃丝布，填塞在小钢模肋间的岩 棉板，一律外包塑料布。塑料布接缝熨封牢固，提高保温材料的周转使用 率。3、保温材料覆盖均匀，边角接茬部位要严密并压实，小钢模上的岩 棉块必须固定牢固。4、遇到大风天气，要留专职值班人员检查保温覆盖情况，并负责修 复被风吹坏的保温层。施工测温监控工作（一）施工测温范围1、大气温度。2、水泥、水、砂子、是等原材料温度。3、混凝土拌制棚内温度。4、混凝土出罐温度及入

23、模温度。5、混凝土入模后初始温度和养护温度。6、混凝土施工作业环境温度。(二)测温孔设置要求1、蓄热法养护测温孔设在易于散热的部位，并在表面内部分别设置， 厚大的基础和墩身应在上、中、下部设置2层或3层测量点，以掌握混凝 土内部温度。2、钢筋混凝土独立柱基，每个设测控2个，孔深15cm ;条形基础, 每5m长设测孔1个；孔深15cm ;箱型基础底板，每20cm设测管1个， 孑L深15cmo3、现灌混凝土墩柱，在每个墩柱的顶部和底部各设置1个测孔，且 设在迎风面。测孔每4m长设置1个,每垮至少1个,孔深15cm。4、现灌混凝土梁、板的测温孔，应垂直插入留置。梁测孔每3m, 长设置1个，且每垮至少

24、设2个，孔深1/3 1/2梁高。5、绘制测温孔布置图，且将全部测温孔编号。(三)测温方法1、玻璃液体温度计的测温方法(1)测温人员工作前，应检查所需要用具是否齐全。夜间测温还应 带好手电筒。(2 )混凝土灌筑后，立即把钢筋棍按入测孔位置并能形成深度是以 的测孔，混凝土终凝前拔出钢筋棍，插上标有测孔位置的三角旗。哈大铁路客运专线TJ-1标段中国中铁一局哈大铁路客专项目经理部第三项目部第 页共20页(3 )测温时，按测温孔编号顺序进行。温度计插入测温孔后，堵塞 住孔口，留置在孔内35min ,然后迅速从孔内取出，使温度计与视线成 水平，仔细读数，并记入测温记录表，同时将测温孔用保温材料按原样覆 盖

25、好，把三角旗插入孔内。2、最高最低温度计的测温方法测量大气温度时，应使用最高最低温度计。使用方法时：U形水银 柱左右两侧所指的温度读数不同，左侧蓝色浮动祛码的下端所指的刻度为 上次测温以后至此次测温的最低点，即最低温度；右蓝色浮动祛码的下端 所指为上次测温以后至此次测温器件温度变化的最高点，即最高温度。记 录好大气温度哈最高最低温度后使用此贴将蓝色浮动祛码的下端吸至水 银柱两侧的顶点。3、测温项目及测温次数见表9。表11冬期混凝土拌制测温记录表工程名称：部位：拌制方式：混凝土强度等及：坍落度：mm水泥品种标号：配合比(水泥：砂：石：水)外加剂名称参量:测温时间大气温度()原材料温度()出罐温度

26、()入模温度()备注年月日时水泥砂石水施工单位：施工负责人： 技术员：测温员3、混凝土养护测温记录表(见表12 )表12冬期混凝土养护测温记录表工程名称：测温时间大气温度()部位：养护方法：月日时各测控温度()平均温度()间隔天数成熟度(M)本次累计施工单位：施工负责人：技术员：测温员：八.作业组织表13每班人员的配备序号人员名称人数1工班长12工程师13测温工34组织调度15安全员兼电工16司炉工37保温材料装卸保管及布置4-6合讨14-16九、生产效率及材料消耗例：某基础混凝土方量200m3,采用蓄热法养护,经热工计算需要水加热80;砂加热40;试计算每m3混凝土热源耗煤量。解：原材料加热：计算公式 Q=c*V*p*(ti-t2)*Ki/K2式中Q耗热量；C比热;V用料量;P密度;tl加热前材料温度();t2加热后材料温度( )；K1不均匀系数;K2时间利用系数。(1)水加热：每m3混凝土用水泥420kg，按0.55配合比计算，需231kg ,本目当 0.231m3,密度 1000kg/m3oQ 水= 1*0.23