混凝土工程之暖棚法养护与电热法养护.docx

混凝土工程之暖棚法养护1．工艺特点在建筑物或构件周围搭起大棚，通过人工加热使棚内空气保持正温，混凝土 的浇筑与养护均在棚内进行本法的优点是：施工操作与常温无异，劳动条件较 好，工作效率较高同时混凝土质量有可靠保证，不易发生冻害缺点是：暖棚 搭设需大量材料和人工，供热需大量能源，费用较高由于棚内温度较低（通常 不超过10°C）,所以混凝土强度增长较慢2．适用范围暖棚法适用于混凝土工程较为集中的区域，尤某适用于混凝土量较多的地下 工程当日平均气温低于-10C时，暖棚法不易奏效3．暖棚构造暖棚通常以脚手材料（钢管或木杆）为骨架，用塑料薄膜或帆布围护塑料 薄膜可使用厚度大于 0.1mm 的聚乙烯薄膜，也可使用以聚丙烯编织布和聚丙烯 薄膜复合而成的复合布塑料薄膜不仅重量轻，而且透光，白天不需要人工照明， 吸收太阳能后还能提高棚内温度加热用的能源一般为煤或焦炭，也可使用以电、燃气、煤油或蒸汽为能源的 热风机或散热器4．能耗计算暖棚内的热量消耗，可根据暖棚尺寸、围护构造、地面的导热系数和室内换 气次数（一般按每小时 2 次计算）等来计算确定也可从表 22-39中查出加热100m3暖棚的耗热量（kJ/h） 表22-39内外温差（C）暖棚表面系 数围护结构的传热系数［W/ （m2・K）］11.63.82.41.61.2200.542000138008400580046001.08400027600168001160092002.016800055200336002320018400300.5630002070012500880069001.0126000414002500017600138002.025200082800500003520027600400.58400027600167501170092001.0168000552003350023400184002.0336000110400670004680036800注：本表所查出的耗热量尚应根据风力情况再乘以围护结构散热系数：当风速在5m/s以 内时乘以1.25〜1.5，当风速大于5m/s时，乘以1.5〜2.0。

5．施工注意事项(1) 暖棚出入口应设专人管理，以防封闭不严造成棚内温度下降或混凝土 局部受冻2) 棚内各点温度均不得低于5°C 3)注意棚内湿度，经常观察混凝土是否有失水现象若失水时，要及时 采取增湿措施或在混凝土表面洒水养护 4)将烟或燃烧气排出棚外，注意防火防毒电热法养护1．电热毯加热法用电热毯作为加热元件，适用于以钢模板浇筑的构件电热毯由四层玻璃纤 维布中间夹以电阻丝制成制作时先将 0.6mm 铁铬铝合金电阻丝在适当直径的 石棉绳上缠绕成螺旋状，按蛇形线路铺设在玻璃纤维布上，电阻丝之间的档距要 均匀，转角处避免死弯，经缝合固定电热毯的尺寸根据钢模板背后的区格大小 而定，约为300mmX400mm,电压60V,功率每块75W，通电后表面温度可达 110C，但应按规范规定控制在钢模板的区格内卡入电热毯后，再覆盖岩棉板作为保温材料，外侧用108 胶粘贴水泥袋纸两层挡风对大模板现浇墙体加热时，由于墙体的顶部、底部以及与外墙相连处散热较 多，这些部位的电热毯应双面密布，中间部位可以较疏或两面交错铺设在混凝土浇筑前先通电将模板预热，浇筑过程中留出测温孔，浇筑后定期测 温并做记录，养护过程中根据混凝土温度变化可继续送电。

热工计算：(1)混凝土构件在升温阶段每小时所需热量：Qi = VPc0AT (22-20)式中Q—――混凝土每小时升温所需热量(kJ)；V 混凝土体积(m3)；P 混凝土质量密度，取2400kg/m3；c0——混凝土比热容，取1.00kJ/ (kg ・K)：△T——每小时升温温度(C)2)钢模板及保温材料加热所需热量：Q2=m1c1 △ T+m2c2 △ T (22-21)式中Q2――钢模板及保温材料加热所需热量(kJ)；m「m2 钢模板、保温材料重量(kg)；5、c2——钢模板、保温材料比热容［kJ/(kg・K)］；AT——每小时升温温度(°C) 3)每小时内散失热量：Q 二 A(T - T )(} + 2) (22-22)3 q 0 012式中Q3——构件每小时散失热量(kJ)；A——散热面积(m2)；T――混凝土温度(C)；Tq——室外大气温度(C)；入］、入2——各层保温材料导热系数［W/ (m・K)］；6］、62――各层保温材料厚度(m)4) 需要布设的电热毯功率：P = Qi+ £ + Q3 (22-23)3.6式中P——需要布设的电热毯功率(W)；3.6——换算系数，1W・h=3.6kJ。

例】某工程混凝土墙体厚0.16m，室外大气温度-10C，混凝土浇筑后的 温度15C，每小时升温5C,恒温30C，每块电热毯功率75W，用50mm厚岩 棉板保温［P=200kg/m3，入=0.07W/ (m ・ K), c = 0.75kJ/ (kg ・ K)］，钢模板 双面共重112kg/m2［c = 0.48kJ/ (kg • K)］，试计算每平方米墙体需布设电热毯的 数量解】Q1 = 1X0.16X2400X1X5 = 1920kJQ2=112X 0.48 X5 + 2X 0.05 X200X 0.75 X5 = 344kJQ3=2 (30+10 )X 0.07/0.05 = 112kJP =( 1920+344+112) /3.6 = 660W则在每平方米墙体的两侧共需布设电热毯660/75 ~ 9 块2.工频涡流加热法( 1 )工艺特点在钢模板的外侧布设钢管，钢管与板面紧贴并焊牢，管内穿以导线，当导线 中有电流通过时，在管壁上产生热效应，通过钢模板将热量传导给混凝土，使混 凝土升温在通常情况下，每平方米模板面约需布设© 15 (1/2")钢管5m,用 截面积为25〜35mm2的铝芯线作导线，通以电压为100〜140V的电流。

在室外 最低气温为-20 °C的条件下，混凝土达到40 %强度标准值的耗电量约为130kW • h/m3为了减少热损失、降低能耗，在模板外面应使用毛毡、矿棉板或聚氨酯泡沫等材料保温 主要工艺参数： 三相交流输入电压 三相交流输出电压 钢管极限功率 模板输出功率 模板输出热量380V100〜140V195W/m0.8〜1.13kW/m22900〜4000 目/ (h ・ m2)用这种工艺来加热混凝土，温度比较均匀，控制方便，缺点是需要制作专用 模板，增加了模板的投资2) 适用范围 适用于以钢模板浇筑的混凝土墙体、梁、柱和接头3) 作用原理在工业和日常生活中所用交流电的频率为50Hz，通称工频根据电磁感应 原理，一根有交变电流通过的导体穿过导磁率较高的铁管时，在管壁上产生交变闭路磁场由于铁管有一定厚度，就感应产生了电动势和电流，沿管子长度方向 呈旋涡式流动，称为涡流由于铁管电阻的存在，旋涡式流动的涡流，在管壁内 产生热效应，热量通过钢模板传导给了混凝土 4)施工方法1）在大模板现浇墙体上的应用从两侧加热涡流管横向焊在大模板上，中心距离在底部及顶部为150〜200mm,中部为400mm为了使混凝土受热均匀，在两侧模板上的涡流管可互相错开，见图 22-30。

图 22-30 墙体养护示意1-大模板；2-涡流管；3-导线2）在梁、柱结构上的应用梁、柱结构可根据结构厚度和热工计算，采用两面、三面或四面加热，如图22-31 和图 22-321-钢模；2-涡流管；3-导线1-钢模；2-涡流管；3-导线3）在梁柱接头上的应用将涡流管直接埋在混凝土中，待混凝土浇筑后即通电加热，达到要求强度后 停止送电并将导线抽出，涡流管留在混凝土中不再拆除埋入混凝土中的涡流管 总长度，根据混凝土量按60kW/m3功率计算节点外围必须保温养护如图22-33图 22-33 梁柱接头养护示意1-模板；2-涡流管；3-导线（5） 热工计算 与电热毯加热法相同（6） 模板功率计算1）涡流管的饱和电流及电压值 根据通有电流的直线导体磁场强度公式，得出计算涡流管管壁中心磁场强度 公式：H _ 2k (R - 0.58) (22-24)式中H――涡流管管壁中心磁场强度，当磁感应达到饱和强度时，磁场强度Hk=4°A/cm；I——直线导体通过的电流（A）；R 钢管外半径（cm）；8 钢管壁厚（cm）当涡流管为© 15 （1/2"）钢管（R = 1.062cm,8 = 0.275cm）时的饱和电流 值（Ik），可根据上式算出：Ik=2XnX0.9X40=226A根据试验，在©15涡流管中通过的电流达到饱和值时，每米长导线两端的 电压降 Uk=1.125V。

2）功率因素及涡流管单位长度的极限功率 涡流管的极限功率按下式计算：Pk=IkUkcos 申 （22-25）式中Pk——涡流管单位长度的极限功率（W/m）；Ik——饱和电流值（A）；Uk——导线单位长度饱和电压降（V/m）；cos申 功率因素，经试验求得为0.8则©15涡流管的极限功率为：P =226X1.125X0.8=204W/mk3）钢模板单位面积的极限功率钢模板的极限功率按下式计算：Ps= lPk （ 22-26）sk式中Ps——模板单位面积的极限功率（W/m2）；l――在单位面积模板上布设的涡流管总长度（m/m2）在每平方米模板上如布设© 15涡流管5m,则每平方米模板的极限功率为：P s = 5X204F020W/m2（7）电气控制 电气控制采用可控硅反并联电压调节方式,如图 22-34这种方式具有调节 方便、效率高、易实现自动化的优点各阶段送电功率,取预养与恒温阶段功率 相同，升温阶段功率为预养阶段功率的2.2倍预养、恒温阶段变压器为Y形接1-自动空气开关；2-接触器；3-可控硅；4-电流互感器；5-变压器；6-导线；7-涡流管 3．线圈感应加热法（1）工艺特点 用绝缘电缆缠绕在梁、柱构件的外面以形成线圈，通电后使钢模板、钢筋或 构件内所含的型钢发热升温并加热混凝土。

线圈感应加热法的优点是：易于控制，加热均匀只要线圈设置得当，可使 混凝土内部温度差控制在5°C以内，浇筑前还可对模板及钢筋进行预热2）适用范围 适用于以钢模板浇筑的或中间含有型钢作为劲性骨架的梁、柱构件的加热养 护也可作为某些因措施不当面临受冻危险的梁、柱构件的加热补救措施但不 适用于墙、板构件的加热养护3）作用原理 当线圈内通入交变电流时，线圈内及线圈周围会产生交变磁场如果圈 中间放入铁芯，会在铁芯内产生涡电流，并将电能转变为热能因而当电缆内通 以交流电后，处圈中间的钢模板等钢铁部件因感应而发热，同时将热量传给 混凝土，达到加热混凝土的目的4）施工方法1） 变压器，一般选择50kVA或lOOkVA低压变压器，电压在36〜110V间 调整混凝土量较少时，也可利用交流电焊机变压器容量宜较设计结果增加 2O%〜5O%2） 感应线圈宜选用35mm2铝质或铜质电缆，以橡胶绝缘为佳主电缆可选 用150m。