低溫季節(jié)混凝土施工

1、低溫季節(jié)混凝土施工第一節(jié) 低溫季節(jié)混凝土施工要求和措施1. 低溫季節(jié)混凝土施工期的確定1.1 低溫季節(jié)施工期標(biāo)準(zhǔn) 按照DL/T5144一2001水工混凝土施工規(guī)范規(guī)定， 凡工程所在地的日平均氣溫連 續(xù)5d穩(wěn)定在5 以下或最低氣溫連續(xù)5d穩(wěn)定在一3以下時， 即進(jìn)入低溫季節(jié)施工期?；炷潦艿絻龊H僅和溫度有關(guān)，與施工的地點無關(guān)，因此在規(guī)范中以日平均氣溫作為標(biāo)準(zhǔn)。氣溫穩(wěn)定在氣象學(xué)上是指在降溫的低溫季節(jié)連續(xù)5d通過某一溫度，之后很難再恢復(fù)這一溫度。氣象部門可以提供氣溫穩(wěn)定在某一溫度的資料，對科學(xué)合理確定施工期較為方便。 本章中涉及到的氣溫，除另有注明外， 一律為日平均氣溫。 1.2 低溫季節(jié)施工期劃分

2、我國地域遼闊，地形復(fù)雜，氣候多變。 應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)厥暌陨系臍庀筚Y料確定低溫施工期劃分和天數(shù)，當(dāng)缺乏當(dāng)?shù)貧庀筚Y料時，可借鑒鄰近地區(qū)的氣象資料。目前，在國家氣象局和各地氣象臺站的網(wǎng)站上大都有全國和各地氣象資料的數(shù)據(jù)，可以檢索查詢。根據(jù)氣象資料的分析，參考我國低溫季節(jié)施工期劃分略圖和我國各地低溫季節(jié)施工期參考表 ( 見圖 -1 和表-1)，確定低溫季節(jié)施工期和施工天數(shù)。 工程實踐證明，當(dāng)室外日平均氣溫低于-10時， 施工費用比常溫施工時增加50%以上，同時由于施工設(shè)備、建筑材料、施工各環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題的機率成倍增加，使施工效率僅為常溫施工的40%左右，而且工程質(zhì)量也容易出問題，因此除工程特殊需要外不宜在低

3、負(fù)溫條件下進(jìn)行混凝士施工。2. 低溫季節(jié)混凝土施工基本要求2.1 防凍和防裂 (1) 防止混凝土早期受凍。 在低溫季節(jié)，當(dāng)氣溫低于O時， 新澆混凝土內(nèi)空隙和毛細(xì)管中的水分會逐漸凍結(jié)。由于水凍結(jié)后體積膨脹 (約增加 9%)，使混凝土結(jié)構(gòu)遭到損壞，最終導(dǎo)致混凝土強度和耐久性能降低。因此，低溫季節(jié)混凝土施工，首先要防止混凝土早期受凍。 表 1 1 我國各地低溫季節(jié)施工期參考表工程所在地區(qū)施工期日平均溫度施工天數(shù)(d)起止日期北部寒冷地區(qū)第區(qū)20以下20022010月初5月上旬第區(qū)16以下18020010月上旬4月中旬第區(qū)12以下16018010月中旬4月上旬第區(qū)8以下14016010月下旬3月下旬第

4、區(qū)4以下10514011月上旬3月中旬中部溫和地區(qū)第區(qū)0以下5010511月底3月初第區(qū)5以下355012月底2月初 (2) 防止混凝土表面裂縫。低溫季節(jié)澆筑混凝土, 外界氣溫較低, 若再遇氣溫驟降 (如寒流襲擊), 將由于混凝土內(nèi)外溫差過大, 使混凝土表面產(chǎn)生裂縫。因此, 混凝土的表面保溫養(yǎng)護(hù)是十分必要的。 (3) 防止混凝土受凍脹力的破壞。一般在低溫季節(jié)混凝土施工時不允許有外來水 (包括拆模后)。但是, 特殊情況有外來水時, 當(dāng)有水體接觸混凝土而水體凍結(jié), 將對混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生凍脹力。如果混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計時未考慮凍脹力的作用, 應(yīng)事先分析混凝土結(jié)構(gòu)在冰的凍脹力作用下結(jié)構(gòu)的安全性。當(dāng)結(jié)構(gòu)有可能被

5、破壞時, 應(yīng)事先采取預(yù)防措施。例如, 在寒冷地區(qū)修建的混凝土面板堆石壩的面板混凝土施工期越冬時, 面板下游堆石體底部的積水必須采取可靠的措施進(jìn)行處理, 否則這部分積水結(jié)冰后凍脹將使混凝土面板破壞。常用的處理措施有兩種方法, 一是通過預(yù)埋的排水管用水泵持續(xù)排水, 使其經(jīng)常處于流動狀態(tài)而不凍; 二是在入冬前用保溫材料覆蓋混凝土面板 (最好按設(shè)計要求回填面板上游的防滲粘土 ), 保證面板下游的積水不會凍結(jié)。 2.2 混凝土允許受凍臨界強度和混凝土的成熟度 混凝土在正溫養(yǎng)護(hù)下獲得一定強度后再受凍, 混凝土結(jié)構(gòu)不致造成破壞, 后期強度能 繼續(xù)增長, 最終強度可達(dá)28d 齡期強度的 95%以上。這種受凍以

6、前所應(yīng)具有的強度, 稱為 允許受凍的臨界強度?；炷猎试S受凍臨界強度是低溫季節(jié)混凝土拆模、保溫、檢驗混凝土質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)。 DIJT5144-2001水工混凝土施工規(guī)范規(guī)定, 混凝土允許受凍臨界強度值應(yīng)滿足下列要求：(1) 大體積混凝土不應(yīng)低于7.OMPa(或成熟度不低于1800·h);(2) 非大體積混凝土和鋼筋混凝土不應(yīng)低于設(shè)計強度的 85%。關(guān)于大體積混凝土, 目前仍沒有統(tǒng)一的定義, 用表面和系數(shù)M( 定義見表 9-4-1 下 注 ) 來表示僅僅是方法之一, 但由于方法簡單, 我國北方施工企業(yè)的工程技術(shù)人員習(xí)慣使 用此法來劃分大體積混凝土、用于熱工計算, 并在施工中以M<

7、3 來劃分大體積混凝土。 目前, 工業(yè)和民用建筑大體積混凝土使用得越來越多, 一般在工業(yè)和民用建筑中, 以M<5 來劃分大體積混凝土。（注：M=A/V。其中, A混凝土構(gòu)件表面積,m2；V混凝土構(gòu)件體積,m3。） 在工業(yè)和民用建筑施工中,JGJ104-1997建筑工程冬期施工規(guī)范規(guī)定, 混凝土允許受凍臨界強度, 對于硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥混凝土不宜低于混凝土設(shè)計強度的30%, 對于礦渣硅酸鹽水泥混凝土不宜低于混凝土設(shè)計強度的 40%。 在低溫季節(jié)施工, 混凝土澆筑塊在變化的低溫狀態(tài)下進(jìn)行養(yǎng)護(hù), 其強度增長不同于實 驗室條件下的情況。實踐證明, 混凝土在低溫養(yǎng)護(hù)條件下, 其強度為養(yǎng)護(hù)齡

8、期與養(yǎng)護(hù)溫度乘積的函數(shù)。乘積相等, 其強度大致相等。這個乘積稱為混凝土成熟度。采用混凝土成熟度作為檢驗低溫季節(jié)混凝土是否達(dá)到允許受凍臨界強度的標(biāo)準(zhǔn)和確定拆模時間比較方便。 泊格施特 (S.C.Bergstrom) 根據(jù)紹爾 (Saul) 理論建立了混凝土成熟度函數(shù)式, 混凝 土成熟度可按此式進(jìn)行計算。函數(shù)式是： N = （T+10）aT （1-1）式中 N 一一混凝土成熟度, ·h；T一一養(yǎng)護(hù)時段混凝土的平均溫度,;T一一溫度為T的持續(xù)時間,h。這個公式曾被廣泛應(yīng)用, 但實踐證明, 其誤差較大在桓仁水電工程施工中提出了以下的計算公式 : N = （T+X）aT （1-2）X一一試驗常

9、數(shù), 與水泥特性有關(guān), 普通硅酸鹽水泥X=5, 礦渣水泥 X=8, 使用不同的水泥應(yīng)按配合比通過試驗確定X 值;其他字母含義同前。在桓仁、回龍山、白山等水電施工工地上一直沿用成熟度1800·h作為混凝土允許受凍標(biāo)準(zhǔn), 并用于確定拆模時間。國內(nèi)科研單位對國產(chǎn)的施工材料進(jìn)行了大量的研究后提出了等效齡期法計算混凝土成熟度。 有等效齡期法確定混凝土強度宜按下列步驟進(jìn)行： (1) 用標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試件的各齡期強度數(shù)據(jù), 經(jīng)回歸分析擬合成下列形式曲線方程 : =ae-b/D （1-3） 式中 f 一一混凝土立方體抗壓強度,MPa;D 一一混凝土養(yǎng)護(hù)齡期,d;、 b 一一回歸分析擬合參數(shù);e 一一自然對

10、數(shù)底, e=2.71828。(2) 根據(jù)現(xiàn)場實測混凝土養(yǎng)護(hù)溫度資料, 用公式 (1-4) 計算混凝土已達(dá)到的等效齡期 ( 相對于20標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)時間), 以等效齡期t作為D代人公式 (1-3) 即可計算出強度。 t=（aTtT） （1-4）式中 t 一一等效齡期，d;T 一一溫度為T的等效系數(shù),按表1-2采用和圖1-2；tT 一一溫度為T的持續(xù)時間,d。表12 溫度 T 與等效系數(shù) aT 關(guān)系表溫度T()等效系數(shù)(T)溫度T()等效系數(shù)(T)溫度T()等效系數(shù)(T)503.1628l.456O.43493.0727l.395O.40482.9726l.1340.37472.8825l.273O.3

11、5462.80241.222O.32452.7l231.1610.30442.6222l.llOO.27432.542ll.05-1O.25422.46201.00 -2O.23412.38190.95 -3O.2l402.30l80.91 -4O.20392.22170.86-5O.18382.14160.8l-6O.16372.07l50.77-70.l5361.99140.73-80.l4351.92130.68-9O.13341.85120.64-10O.12331.78ll0.61-110.11321.71100.57-12O.11311.659O.53-13O.10301.5880

12、.50-14O.l0291.5270.46-15O.093. 低溫季節(jié)混凝土施工措施 按照工程所在地區(qū)的氣象資料，編制專項的施工組織設(shè)計和施工技術(shù)措施，保證澆筑的混凝土滿足設(shè)計要求。需要研究確定低溫季節(jié)施工的起止日期，要求進(jìn)行以下方面的工作，以便做好施工準(zhǔn)備： 環(huán)境及各環(huán)節(jié)的熱工計算; 保溫材料的調(diào)查和確定; 外加劑 (引氣、防凍劑)的確定; 對摻有外加劑的堿骨料的試驗, 確定配合比; 確定混凝 土質(zhì)量檢查、測量的方法及設(shè)備 ; 確定成熟度計算混凝士的臨界強度值 ; 確定氣溫驟 降的施工保護(hù)措施等。低溫季節(jié)混凝土工程施工設(shè)計和施工措施設(shè)計的具體內(nèi)容應(yīng)至少包括：(1) 正確布置骨料儲存及堆放系統(tǒng)

13、, 如堆料場理式, 溫度、濕度的控制, 骨料運輸方式, 以及相應(yīng)的保溫措施等。 (2) 選擇骨料預(yù)熱方法, 確定骨料預(yù)熱數(shù)量和預(yù)熱溫度。 (3) 選擇混凝土拌和系統(tǒng)和運輸設(shè)備的保溫措施。 (4) 確定混凝土澆筑塊體尺寸 (面積和高度)與塊體升高速度。 (5) 研究確定混凝土澆筑施工暖棚型式、倉面溫度要求、混凝土澆筑與養(yǎng)護(hù)方法, 以及地基表面的加溫措施, 并應(yīng)有防火措施。 (6) 選擇保溫模板型式和拆模后的保溫防裂措施。 (7) 準(zhǔn)備測溫儀器確定測溫方法及組織管理。(8) 確定采暖方式、采暖溫度與供熱系統(tǒng)的布置, 選擇供熱鍋爐設(shè)備。(9) 編制各項保溫材料、燃料、施工設(shè)備、勞動力等計劃。(10)

14、 編制施工進(jìn)度計劃 , 核算低溫季節(jié)施工增加費用。第二節(jié) 低溫季節(jié)混凝土施工供熱系統(tǒng)1. 施工供熱大、中型水利水電工程混凝土低溫季節(jié)施工時, 應(yīng)采用蒸氣鍋爐集中供熱, 以保證各施工環(huán)節(jié)的采暖需要。施工供熱系統(tǒng)的范圍包括: 施工建筑物的采暖, 骨料預(yù)熱以及其他原材料的加熱, 澆筑生產(chǎn)的供熱 (澆筑倉面、暖棚或蒸汽養(yǎng)護(hù)) 等。參見東北某工程的供熱系統(tǒng)工藝示意圖21。1.1 供熱系統(tǒng)的布置 混凝土低溫季節(jié)施工供熱系統(tǒng)的布置, 要根據(jù)運輸條件、施工現(xiàn)場的地形與主體工程和施工系統(tǒng)的布局等情況, 經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后, 再確定方案。首先應(yīng)選擇集中供熱方案, 鍋爐位置應(yīng)設(shè)在供應(yīng)中心，距主體工程供熱管路應(yīng)最短，

15、熱量損失應(yīng)最小，而且應(yīng)注意環(huán)保，供熱系統(tǒng)布置參見圖 22。1.2 供熱系統(tǒng)的鍋爐及附屬設(shè)備 1.2.1 鍋爐類型選擇供熱系統(tǒng)的主要設(shè)備是鍋爐。鍋爐類型的選擇, 要考慮滿足以下幾個方面：(1) 鍋爐應(yīng)能保證低溫季節(jié)施工中最大熱負(fù)荷的要求, 并且供熱介質(zhì) (蒸汽或熱水)也要滿足低溫季節(jié)施工的需要 ；(2) 鍋爐應(yīng)有較高的熱效率, 鍋爐蒸發(fā)量能有效地適應(yīng)負(fù)荷變化的要求；(3) 應(yīng)有較低的基建投資和運行管理費用, 鍋爐設(shè)備向盡可能就地就近訂貨; (4) 宜選用適合施工現(xiàn)場便于安裝、維護(hù)、遷移的鍋爐；(5) 盡量選用對水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求較低 , 適應(yīng)本地區(qū)煤種的鍋爐。1.2.2 鍋爐類型 常用的鍋爐有立式鍋爐

16、、臥式鍋殼鍋爐、臥式快裝鍋爐、水管鍋爐和沸騰鍋爐。 (1) 立式鍋爐適用于工地臨時用汽或用汽量不大、 工作壓力雯求不高的場所, 它具有基礎(chǔ)簡單、占地面積小、移運方便、安裝迅速、操作容易 (人工加煤) 及投資費用少等特點。但因其熱效率低, 如保養(yǎng)、使用不良易發(fā)生事故, 故現(xiàn)屬于淘汰鍋爐, 一般不提倡使用。 (2) 臥式鍋殼鍋爐適于蒸汽采暖工程, 它具有結(jié)構(gòu)簡單汽壓穩(wěn)定、操作容易、對水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求不高等特點 , 但承受壓力低, 燃料消耗大, 鍋爐效率不高。 (3) 臥式快裝鍋爐具有結(jié)構(gòu)緊湊、 體積小安裝容易、便于移運、對地基安求簡單投資較省、鍋爐熱效率高, 以及對燃煤品質(zhì)適應(yīng)范圍廣等特點。但其對水質(zhì)

17、要求高, 而且由于蒸發(fā)率高, 水容量小, 因此在負(fù)荷突然變化時, 易產(chǎn)生汽水共沸現(xiàn)象。 水管鍋爐適用于大型工業(yè)，蒸發(fā)量 2030t/h，蒸汽壓力可達(dá)2.5MPa。 (5) 沸騰鍋爐的優(yōu)點是可燒元煙煤和劣質(zhì)煤, 汽壓穩(wěn)定, 出力高, 供熱有保障。缺點是土建和安裝工程量較大。 1.2.3 鍋爐產(chǎn)品的銘牌型號和代號 (1) 國產(chǎn)工業(yè)的鍋爐型號由三部分組成 , 各部分之間用短橫線相連 , 見圖23。(2) 鍋爐本體型號、燃燒方式和燃料種類的漢語拼音字母代號見表21。 (3) 鍋爐產(chǎn)品的銘牌型號的舉例說明。 "KZL413W 鍋爐 " 中各符號含意為 : K 一快裝 ;Z 一縱鍋筒

18、;L 一鏈條爐排 ; 4- 蒸發(fā)量 4t/h; 13 一工作壓力13kgf/cm2(1.3MPa)；W 一適用于無煙煤。 "SHL2013/3001鍋爐 " 中各符號的含意為: SH一雙汽包橫置式; L 一鏈條爐排; 20 一蒸發(fā)量 20t/h; 13 一工作壓力 13kgf/cm2 (1.3MPa); 300一過熱蒸汽溫度為300; 1 一第次修改設(shè)計或改變設(shè)計煤種。1.2.4 水電工地常用鍋爐和較大型鍋爐型號及性能(見表2-2和表2-3)表 21 鍋爐本體型號、燃燒方式和燃料種類代號鍋爐本體型號、燃燒方式和燃料種類代號立式水管LS（立、水）雙汽包橫置式SH（雙、橫）立式

19、橫火管LH（立、火）單汽包縱置式DZ（單、縱）臥式內(nèi)燃WN（臥、內(nèi)）雙汽包縱置式SZ（雙、縱）臥式外燃WK（臥、快）臥式雙鍋筒WS（臥、雙）臥式快裝KZ（快、縱）雙橫汽包HH（橫、橫）立式快裝KL（快、立）熱水鍋爐RS（熱、水）燃燒方式代號固定爐排G（固）振動爐排Z（振）活動手搖爐排H（活）往復(fù)推動爐排W（往）鏈條爐排L（鏈）燃汽爐Q（汽）拋煤機P（拋）燃油爐Y（油）燃燒種類代號無煙煤W（無）褐煤H（褐）煙煤A（煙）煤矸石S（石）貧煤P（貧）油Y（油）劣質(zhì)煙煤L（劣）氣Q（氣）表2-2 工地常用小型鍋爐序號鍋爐名稱型號蒸發(fā)量(t/h)工作壓力(MPa)產(chǎn)地1立式簡易煤氣鍋爐LSG0.7-7,Q

20、2O.7O.7沈 陽2立式簡易煤氣鍋爐ISGO.4.8.2O.4O.8西 安3立式橫水管鍋爐LSA0.2.4.AE3O.2O.4上 海4立式鍋爐UC0.2.09·A HO.2O.09鞍 山5立式火管鍋爐LHSL0.91O.09鞍 山6雙鍋筒雙層爐排快裝鍋爐KHSS0.51-AO.5O.7哈爾濱7雙層爐排臥式整裝鍋爐DZN1-81O.8哈爾濱8臥式快裝鍋爐KZG0.2-5O.2O.59臥式快裝鍋爐KZG0.810臥式鏈條快裝鍋爐KZLl-81O.811立式鏈條快裝鍋爐KLI2.1321.312臥式鏈條快裝鍋爐KZIA-13-A I(D)41.313臥式外燃往復(fù)爐排鍋爐W

21、WW1-7-A皿21O.7北京 續(xù)表序號鍋爐名稱型號蒸發(fā)量(t/h)工作壓力(MPa)產(chǎn)地14臥式外燃往復(fù)爐排鍋爐WWW 1-7-A皿22O.7北京15快裝雙橫鍋筒往復(fù)爐排鍋爐KHW 2-7-A20.7沈陽16往復(fù)爐排快裝鍋爐KZW 1-810.8哈爾濱17往復(fù)爐排快裝鍋爐KZW 2-1321.3哈爾濱18往復(fù)爐排快裝鍋爐KZW 4-1341.3哈爾濱19臥式內(nèi)燃鏈條鍋爐WNL 2-13-A21.3天津20臥式內(nèi)燃鏈條鍋爐WNL 4-13-A641.3天津21雙鍋筒縱置式往復(fù)爐排鍋爐SZW 2-8-A20.8沈陽22雙鍋筒縱置式往復(fù)爐排鍋爐SZW 4-8-A40.8沈陽23汽水兩用鍋爐SZW1

22、202-13/150-H(A)21.3哈爾濱24汽水兩用鍋爐SZW601-13/150-H(A)11.3哈爾濱表23 水利水電工程工地常用鍋爐的技術(shù)性能序號項 目單位A(KZG)B(KZL)C(SZP)D(SZD)沸騰鍋爐1型 號1-82-84-86.5-1310-1310-25密孔板風(fēng)帽風(fēng)帽2額定蒸發(fā)量t/h1246.5101048123蒸汽壓力MPa4蒸汽溫度(飽和)174.5174.5174.5194194225174.5174.5174.55鍋爐總受熱面積m220621102503052121292073036輻射受熱面積m223.

23、940417對流受熱面積m2180.6265171107.31732488沸騰受熱面積m26.41420.79懸浮受熱面積m215.52034.510省煤器受熱面積m212.527.894.495.294.442907711空氣預(yù)熱器受熱面積m253.7512爐排面積m21.810.69.513爐室容積m223.627.63614排煙溫度26025020020020018020020020015煙氣阻力(以水柱高度計)mm76.385.518018018018016布風(fēng)板面積m20.52.643.617開孔率8.4%2%18鍋筒直徑mm12001500183210001

24、000100010001000100019鍋爐長度m4.04.66.347.309.409.205.505.707.8020鍋爐寬度m1.852.152.513.803.943.833.354.003.8021鍋爐高度m2.622.903.807.3510.06.004.284.105.7022鍋爐容水量m8.149.509.506.708.0010.223鍋爐重量t7.810.72616.53852.524煙囪直徑mm28030040060080080025適用煤種煙 煤貧煤褐、劣質(zhì)、無煙煤注：A-臥式快裝鍋爐； B-臥式快裝鍋爐；C-雙縱汽包拋煤機水管鍋爐；D-雙縱汽包

25、拋煤機倒轉(zhuǎn)爐排水管鍋爐。1.2.5 鍋爐數(shù)量 在確保選定的每臺鍋爐均能經(jīng)濟(jì)高效運行的條件下選擇鍋爐的數(shù)量， 以適應(yīng)不同負(fù)荷的需要。一般鍋爐的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷是額定蒸發(fā)量的70%80%。鍋爐的數(shù)量，最少應(yīng)選用兩臺，人工加煤的鍋爐不宜超過5臺；機械化加煤的鍋爐最好安裝24臺。1.2.6 附屬設(shè)備高壓鼓風(fēng)機、引風(fēng)機、水泵、水處理設(shè)備、熱工儀表等附屬設(shè)備，可參照有關(guān)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)目錄選用， 不必另行計算。散熱器的選型要根據(jù)房屋類型、耗熱量大小來確定。低溫季節(jié)施工生產(chǎn)系統(tǒng)的管理房屋， 例如車庫、王地試驗軍等耗熱量不大的建筑，可用暖氣片廠生產(chǎn)的定型散熱器，如大60片式鑄鐵散熱器等。特殊要求的部位, 如拌和樓需設(shè)熱風(fēng)幕

26、，可采用暖風(fēng)機。暖棚、取暖廊道等耗熱量大的部位, 可根據(jù)熱工計算采用自焊無縫鋼管的散熱排管。對骨料預(yù)熱倉, 因結(jié)構(gòu)構(gòu)造形狀有別于其他建筑， 而且對散熱器的抗碰砸及耐磨強度要求很高 , 需自制斗形排管采暖。1.3 鍋爐蒸汽量計算 選擇施工供熱系統(tǒng)的蒸汽鍋爐, 需要進(jìn)行有關(guān)的熱工計算, 求得整個低溫季節(jié)施工所 需的最大小時總熱負(fù)荷, 計算出需要的鍋爐蒸汽量并根據(jù)煤質(zhì)等條件, 選出合適的鍋爐型號。 低溫季節(jié)施工最大小時總熱負(fù)荷包括生產(chǎn)系統(tǒng)的房屋采暖和生產(chǎn)各環(huán)節(jié)耗熱兩部分。而水電工程施工的生產(chǎn)環(huán)節(jié)耗熱有原材料預(yù)熱和施工養(yǎng)護(hù)兩項。最大小時總熱負(fù)荷計算按下式：Q = k0（k1Q1+k2Q2） （2-1）

27、式中 Q 一一低溫季節(jié)施工的最大小時總耗熱量 ,kJ/h;Q1 、Q2 一一房屋采暖和生產(chǎn)環(huán)節(jié)小時耗熱量 ,kJ/h;ko 、k1 、k2 一一管路熱損耗、采暖、生產(chǎn)環(huán)節(jié)耗熱同時使用系數(shù)，k0取1.11.5；kl 取 1.0； k2 取 0.70.9。根據(jù)計算得出的Q， 換算成蒸汽熱負(fù)荷d，就可選擇鍋爐型號。 Q 與 d 換算公式為：d=Q/ (2-2)式中 d一一蒸汽量，t/h；一一 水的汽化熱，鍋爐型號可根據(jù)鍋爐壓力查飽和水蒸汽物理特性表2-4 選用，對低壓蒸汽可取 2100kJ/kg(500kcal/kg) 。 表 24 飽和蒸汽物理特性絕對壓力(MPa)飽和溫度()蒸汽密度(kud)含

28、熱量(kJ/kg)汽化熱(kJ/kg)水蒸汽0.0145.45O.067l90.302583.382393.08O.0259.67O.128249.752608.922359.170.0368.680.188287.482624.4l2336.930.0475.420.246315.742635.722319.980.0580.86O.303338.562644.512305.950.0685.450.360357.862652.462294.600.0789.45O.415374.692659.162284.470.0892.99O.471389.602664.60 2275.000.099

29、6.180.526403.042669.632266.590.1033100.00.620418.682676.622256.690.2119.61.109502.42 2704.672203.930.3132.91.621556.84 2725.612164.580.4142.92.124602.902738.172135.270.5151.12.620636.8l2747.80 2110 .150.6158.13.111 666.962756.172088.790.7164.23.600 693.752762.87 2069.120.8169.64.085 717.622768.31205

30、0.690.9174.54.568 738.972772.922033.951.0179.05.051 759.072777.l0 2018.461.1183.25.531 777.492780.45 2002.971.2187.16.013 794.652783.80 1989.151.4194.06.974 826.062789.25 1963.191.5197.07.450 84l.552792.60 1951.052.0211.09.850 904.352800.97 1842.19通過式 (2-2) 計算出低溫季節(jié)施工所需要的蒸汽量, 但選擇什么樣的蒸汽壓力鍋爐合適, 要根據(jù)熱力管道

31、輸送距離決定。一般工地使用的都是低壓蒸汽鍋爐， 蒸汽壓力為如果工地較大管道輸送距離超過 300m, 蒸蒸汽壓力的選擇可參考表 93-1 再根據(jù)表 表 25 工地?zé)嶝?fù)荷常用的蒸汽壓力輸送距離(m) 蒸汽壓力(MPa)輸送距離(m)蒸汽壓力(MPa)3000.030.05100020000.30 6000.10 2000 O.40 10000.2    2. 熱負(fù)荷計算2.1 室外和室內(nèi)溫度的確定進(jìn)行鍋爐選型的熱負(fù)荷計算，并不要求十分精確，能滿足需要就可以。在計算熱負(fù)荷之前，需要知道低溫季節(jié)施工期室外溫度和生產(chǎn)系統(tǒng)房屋的室內(nèi)溫度，以作為計算依據(jù)。 2.1.1 室外溫度Ta 大、

32、中型水利水電工程，一般均位于偏僻山區(qū)，該地區(qū)氣象情況復(fù)雜。有關(guān)采暖計算的室外溫度資料 ，又以城市為準(zhǔn) (氣象觀測站大多在城鎮(zhèn))，不能滿足工程實際情況，對室外溫度的確定可按式 (2-3) 計算。 式中累年溫度可選用 510 年本地區(qū)的氣象資料。 Ta = 0.57Tm+0.43Td (2-3)式中 Ta- 一室外計算溫度, ；Tm 一一累年最冷月平均溫度, ;Td 一一累年最低日平均溫度, 。2.1.2 室內(nèi)溫度 Ti 水利水電工程生產(chǎn)系統(tǒng)的各類房屋, 由于使用條件的不同, 對溫度的要求也不一樣。大概分三類 : 一類是工人操作房屋, 根據(jù)工作性質(zhì), 室內(nèi)溫度為 1020; 二類是機械、設(shè)備保溫要

33、求為主的房屋, 如泵房、車庫等, 室內(nèi)溫度在15左右； 三類是生產(chǎn)用房, 保證最低溫度為正溫即可, 如皮帶廊道等, 一般室內(nèi)溫度為 25 。 水電工程生產(chǎn)系統(tǒng)主要房屋 (庫、棚) 室內(nèi)溫度列于表2-6 供參考。表 26 生產(chǎn)各系統(tǒng)的溫度要求序號部位名稱溫度要求()序號部位名稱溫度要求()混凝土拌和、運輸8皮帶機廊道51骨料預(yù)熱倉5l59工地試驗室202水泥儲存罐不采暖混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)3拌和樓101810倉面準(zhǔn)備54外加劑間16ll清基,基礎(chǔ) 加熱255洗棍凝土罐房1012倉面澆筑56空壓機,泵房1513暖棚施工5107車 庫1014倉面養(yǎng)護(hù)52.2 生產(chǎn)系統(tǒng)房屋采暖耗熱量 Ql 計算 采暖耗熱

34、量的對象主要是指在低溫季節(jié)施工的房屋建筑。耗熱量計算有詳、略兩種。如果各房屋設(shè)置采暖散熱器需詳算, 可參閱有關(guān)采暖方面的書籍進(jìn)行。本書介紹如何選擇供熱鍋爐, 略算即可。粗略計算采暖耗熱量有很多種方法 , 此處介紹按單位熱指標(biāo)q 進(jìn)行計算的方法。同類建筑物當(dāng)采暖室內(nèi)外計算溫差 TiTa = 1 時單位體積的平均耗熱量, 稱為此類建筑物的單位熱指標(biāo), 也叫熱特性指標(biāo)。它與建筑物的類型、體積等因素有關(guān)。水利水電工程生產(chǎn)系統(tǒng)各類房屋的單位熱特性指標(biāo)可參考表2-7。 表 2-7 生產(chǎn)系統(tǒng)各類房屋單位熱特性指標(biāo)建筑物名稱室內(nèi)采暖 溫度Ti()建筑物體積V(m3)單位熱特性指標(biāo)qkJ/(m1·h&

35、#183;)備注拌和樓101810000以內(nèi)3.5僅稱量間18骨料預(yù)熱倉51510000以內(nèi)2.5皮帶機廊道(地上)5155000以內(nèi)10.5皮帶機廊道(地下)55000以內(nèi)6,0皮帶機節(jié)點房51000以內(nèi)10.5空壓機房550001000002.550水泵房l65000100003.55.O外加劑房161000以內(nèi)5.O罐車、機車庫105000以內(nèi)3.54.0材料保溫庫55000以內(nèi)2.5機修車間165000以內(nèi)3.5鍋爐房165000以內(nèi)3.0工地試驗室16201000以內(nèi)4.0食 堂185000以內(nèi)3O 5.O浴 池251000以內(nèi)4.O衛(wèi)生所181000以內(nèi)4.0值班休息室161000

36、以內(nèi)4.O采暖耗熱量計算見下式 :Q1 = qV(Ti -Ta) (2-4)式中。 Q1 一一房屋采暖耗熱量,kJ/h;q 一一單位熱特性指標(biāo),kJ/(m3·h· );V 一一建筑物的外輪廓體積,m3。2.3 生產(chǎn)環(huán)節(jié)耗熱量Q2 計算 生產(chǎn)環(huán)節(jié)耗熱量包括原材料預(yù)熱和混凝土澆筑養(yǎng)護(hù), 其生產(chǎn)耗熱量為 : Q2 = Q2 + Q2 (2-5)式中 Q2一一生產(chǎn)環(huán)節(jié)耗熱量 ,kJ/h; Q2 一一原材料預(yù)熱耗熱量 ,U/h;Q2一一施工養(yǎng)護(hù)耗熱量 ,kJ/ho2.3.1 原材料預(yù)熱Q'2 計算 原材料預(yù)熱, 首先要明確需預(yù)熱的品種、預(yù)熱的規(guī)模和方量, 這要根據(jù)低溫季節(jié)施工

37、的生產(chǎn)強度、施工配合比才能確定。一般在不太低的溫度下僅需預(yù)熱水, 隨著氣溫的降低, 則需要預(yù)熱細(xì)骨料, 再則是粗骨料。原材料的預(yù)熱溫度, 由要求的人倉溫度 (混凝土澆筑) 、運輸溫度損失決定。一般要求的人倉溫度 + 運輸損失溫度 = 混凝土出機口溫度。反算出各種原材料應(yīng)該預(yù)熱的溫度。不同原材料預(yù)熱溫度要分別計算。 (1) 骨料耗熱量計算 :Qg=Vc G0.84（T1T0）Pg（3352.1T04.2T1） （2-6）式中 Qg一一骨料預(yù)熱耗熱量,kJ/h；Vc- 混凝土生產(chǎn)量,m3/h；G 一一每立方米混凝土中骨料的質(zhì)量,kg/m3；0.84一一骨料 (粗、細(xì)) 比熱容,kJ/(kg

38、3; )；2.1 一一冰的比熱容,KJ/(kg· )；4.2 一一水的比熱容,kJ/(kg· )；pg 一一骨料的含水率,%；T0一一預(yù)熱前溫度, ；T1一一預(yù)熱后溫度 , ；335一一冰的溶解熱,kJ/kg。大、中型水利水電工程骨料預(yù)熱分二步 : 第步, 骨料從儲存場運到預(yù)熱倉進(jìn)行預(yù)熱, 溫度達(dá)到正溫 (般5)； 第二步, 在拌和樓內(nèi)骨料倉中再預(yù)熱到需要的拌制溫度。 計算拌和樓內(nèi)骨料倉的起熱量, 因骨料已成正溫, 所以公式中 Pg （3352.1T04.2T1）取消, 而將骨料預(yù)熱溫度值變成再預(yù)熱的初始溫度。 計算骨料預(yù)熱倉的耗熱量時應(yīng)注意: 當(dāng)不考慮骨料含水時, 粗、細(xì)

39、骨料可加在一起, 不需計算含水量由冰溶解成水再升溫的耗熱量部分； 考慮骨料含水時, 因粗、細(xì)骨料不同, 需分別計算后相加； 如骨料中的粗、細(xì)骨料預(yù)熱溫度不一樣, 也需分別計算耗熱量后再相加。 (2) 水預(yù)熱的耗熱量計算 : Qw = 4.2VCS(Tl-T0) （2-7） 式中 Qw 一一水預(yù)熱的耗熱量 ,kJ/h； S 一一每立方米混凝土的用水量 ,kg/m3; 其他字母含義同前。2.3.2 生產(chǎn)耗熱量Q2 計算 在低溫季節(jié)混凝土施工養(yǎng)護(hù)中, 暖棚法和蒸汽法需要用蒸汽加熱, 而大中型水利水電工程又以暖棚法為主, 所以在鍋爐選型的熱負(fù)荷計算中僅考慮暖棚的耗熱量。 根據(jù)低溫季節(jié)施工措施可知, 施

40、工高峰時需要搭設(shè)幾個暖棚, 以計算最多暖棚施工時的耗熱量。在未能詳細(xì)計算暖棚和蒸汽養(yǎng)護(hù)混凝土的耗熱量時, 可用估算耗熱量的辦法 ,估算值參見表2-8。如低溫季節(jié)施工準(zhǔn)備蒸汽養(yǎng)護(hù)100m3混凝土, 則每小時耗熱量Qv = 1×105×100=1×107(kJ)；有暖棚體積3000m3, 則每小時耗熱量Qw=3000/100×2.5×104 = 7.5×105(kJ) 表 28 暖棚法、蒸汽法耗熱參考值名 稱單 位每小時耗熱量熱量(kJ)蒸汽(kg)蒸汽養(yǎng)護(hù)混凝土m3l×l0545暖棚體積100m32.5×l0412對

41、混凝土澆筑施工中尚需耗熱的倉面準(zhǔn)備、清基、基礎(chǔ)加熱, 用與單個暖棚耗熱量的關(guān)系來考慮。生產(chǎn)耗熱量Q2 計算見下式 : Q2 =(n+kc)Qw+Qv （2-8）式中Q2 一一生產(chǎn)耗熱量 ,kJ/h; n 一一暖棚數(shù)量, 個;kv 一一倉面準(zhǔn)備與暖棚耗熱量關(guān)系 , 即一個倉面準(zhǔn)備耗熱量相當(dāng)于單個暖棚耗熱量的半, 取 0.5。3. 鍋爐選型計算某水電工程低溫季節(jié)施工需進(jìn)行鍋爐選型。3.1 已知條件 (1) 該工程地區(qū)沒有氣象觀測站, 從所在縣查得5年內(nèi)氣象資料: 最冷月平均溫度Tm=-20.4 , 最低日平均溫度Td=-28。 (2) 生產(chǎn)系統(tǒng)各類房屋的室內(nèi)采暖溫度和體積列于表 29。 (3) 混

42、凝土生產(chǎn)量與材料消耗量。根據(jù)低溫季節(jié)施工混凝土拌和樓生產(chǎn)能力和澆筑強度, 確定生產(chǎn)量為30 m3/h；按照混凝土配合比各種原材料列于表2-10, 其中碎石不含水, 砂含水3%; 水溫為5, 骨料 (粗、細(xì)) 料堆存放溫度為16。(4) 施工供熱采用蒸汽鍋爐。施工養(yǎng)護(hù)方法, 以暖棚為主。施工高峰時每天有5曠的預(yù)制件要進(jìn)行蒸汽養(yǎng)護(hù)。暖棚結(jié)構(gòu)尺寸高4.Om 、寬 11.Om 、長 12mo 施工高峰時要保證有兩個暖棚澆筑, 一個倉面準(zhǔn)備。(5) 拌和樓距澆筑壩體700m, 預(yù)計運輸溫度損失1015 , 入倉和覆蓋前溫度分別不低于10和5 。設(shè)計出機溫度為25。 (6) 出機溫度, 經(jīng)熱平衡公式計算,

43、 材料預(yù)熱達(dá)到要求的溫度為: 水70 、砂15、碎石 23 (水泥不預(yù)熱, 設(shè)計溫度為2)。(7) 鍋爐用煤可使用本地出產(chǎn)的煙煤。表 2-9 表 2-10編號建筑物名稱Ti()V（m3） 1拌和樓1040002骨料預(yù)熱倉530003皮帶機廊道(地上)560004試驗室等服務(wù)房屋1821005各類車庫、車間152000原材料名稱單位材料使用量(kg/m3)砼生產(chǎn)量30m3/h時材料量(kg)水 泥2527560碎 石141342390砂 子590177水13139303.2 選型計算3.2.1 確定室外溫度 Ta = 0.57Tm + 0.43Td = -23.7()取 Ta = 一24 。 計

44、算結(jié)果見表210。 Q1 = Q = 632.15×104（kJ/h）表 2-10 Q1 計算結(jié)果編號建筑物名稱QkJ/(m3·h·)Q·VkJ(h·)TiTa()Q(kJ/h)Q(×104kJ/h)拌和樓3.5l40003447600047.602骨料預(yù)熱倉2.575002921750069.353皮帶機廊道(地上)10.563000291827000252.054試驗室等服務(wù)房屋48400423528000604.855各類車庫、車間3.5700039273000632.l5注： q 從表2-7 查得, 建筑物體積V見表29。3.

45、2.3 Q2計算 (1) Q2 計算。 因碎石不含水, 砂含水, 預(yù)熱溫度不一樣, 所以碎石和砂的耗熱量需要分別計算。 1) 從料堆到骨料預(yù)熱倉耗熱量的計算: 碎石: Q1= VC G(Tl T0)=74.8×104(kJ/h) 砂 :Q2= VC G 0.84(T1-T0)+Pg (335-2.1T0+4.2Tl)=52.O×104(kJ/h) 2) 從預(yù)熱倉到拌和樓骨料倉內(nèi)升溫耗熱量的計算 : 碎石: Q3=0.84VC G (TlT0)=64.O×104(kJ/h) 砂：Q4=0.84VC G (T1T0)=14.9×104(kJ/h) 所以 Qg

46、 = Q1Q2Q3Q4 = 205.7×104(kJ/h) 3) 水預(yù)熱耗熱量 : Qs=4.2VCS(TlT0)=107.3×104(kJ/h) 所以 Q2 = Qg + Qs = 205.7×104+107.3×104=313.0×104(kJ/h) (2) 計算Q2 : 根據(jù)表 2-8 暖棚法、蒸汽法耗熱量參考值Qw=(4×11×12)/100×2.5×104(n+kr)=33.0×104(kJ/h) Qv = 5×1×105 = 50×104(kJ/h)所以

47、Q2 = Qw+Qv=83.0 × 104(kJ/h) = 83×104(kJ/h)3.2.4 總熱負(fù)荷 Q = k0(k1Q1 + k2Q2)式中： k0取1.1, k1取 1.0, k2取 0.7。換算成蒸汽量 : d=Q/ =k0(k1Q1 + k2Q2)/=4.76(t/h)取 d =5t/h3.2.5 鍋爐選型 根據(jù)蒸汽量d =5t/h, 適用煙煤的鍋爐, 參考表2-5 中對蒸汽壓力的要求和不宜使用一臺鍋爐的規(guī)定, 從常用鍋爐技術(shù)性能表2-3 中選定型號 KZG-2-8 臥式快裝鍋爐 3 臺。3臺KZG-2-8額定蒸發(fā)量6t/hd = 5t/h第三節(jié) 低溫季節(jié)混凝土生產(chǎn)1. 保溫采暖溫度要求低溫季節(jié)混凝土拌和與澆筑倉面各部位, 一般均應(yīng)處于正溫狀態(tài)。具體要求參見表66。2. 骨料供應(yīng)與預(yù)熱 2.1 骨料儲備和保溫混凝土施工進(jìn)入低溫季節(jié)以前, 應(yīng)做好骨料儲備、保溫和預(yù)熱等準(zhǔn)備工作。 2.1.1 砂石骨料開采加工人工骨料開采、破碎可全年生產(chǎn)。 骨料的水下采挖和篩洗加工, 負(fù)溫條件下一般均停止生產(chǎn)。 因此, 低溫季節(jié)混凝土施工需用的骨料, 必須在進(jìn)入低溫施工期以前篩洗加工完畢, 堆存?zhèn)溆谩?2.1.2 混凝土骨料儲備量 可根