冬季混凝土工程電熱法養(yǎng)護施工工藝

冬季混凝土工程電熱法養(yǎng)護施工工藝1.電熱毯加熱法用電熱毯作為加熱元件，適用于以鋼模板澆筑的構(gòu)件。電熱毯由四層玻璃纖維布中間夾以電阻絲制成。制作時先將0.6mm鐵銘鋁合金電阻絲在適當直徑的石棉繩上纏繞成螺旋狀，按蛇形線路鋪設(shè)在玻璃纖維布上，電阻絲之間的檔距要均勻，轉(zhuǎn)角處避免死彎，經(jīng)縫合固定。電熱毯的尺寸根據(jù)鋼模板背后的區(qū)格大小而定，約為300mmX400mm，電壓60V，功率每塊75W，通電后表面溫度可達110°C，但應按規(guī)范規(guī)定控制。在鋼模板的區(qū)格內(nèi)卡入電熱毯后，再覆蓋巖棉板作為保溫材料，外側(cè)用108膠粘貼水泥袋紙兩層擋風。對大模板現(xiàn)澆墻體加熱時，由于墻體的頂部、底部以及與外墻相連處散熱較多，這些部位的電熱毯應雙面密布，中間部位可以較疏或兩面交錯鋪設(shè)。在混凝土澆筑前先通電將模板預熱，澆筑過程中留出測溫孔，澆筑后定期測溫并做記錄，養(yǎng)護過程中根據(jù)混凝土溫度變化可繼續(xù)送電。熱工計算：（1） 混凝土構(gòu)件在升溫階段每小時所需熱量：Q1=VPc0M （1）式中Q1——混凝土每小時升溫所需熱量（kJ）；V 混凝土體積（m3）；P——混凝土質(zhì)量密度，取2400kg/m3；c0——混凝土比熱容，取1.00kJ/（kg-K）：△T——每小時升溫溫度（C）。（2） 鋼模板及保溫材料加熱所需熱量：Q2=m1C1AT+m2C2AT （2）式中q2——鋼模板及保溫材料加熱所需熱量（kJ）；m「m2 鋼模板、保溫材料重量（kg）；c「c2——鋼模板、保溫材料比熱容［kJ/（kg-K）］；AT——每小時升溫溫度（C）。（3）每小時內(nèi)散失熱量:Q3=A（T-Tq）（艾+* （3）1 2式中Q3——構(gòu)件每小時散失熱量（kJ）；A——散熱面積（m2）；T——混凝土溫度（°C）；Tq——室外大氣溫度（C）；入1、入2——各層保溫材料導熱系數(shù)［W/（m-K）］；'、七一一各層保溫材料厚度（m）。（4）需要布設(shè)的電熱毯功率：P=Q1+Q2+Q3 (4)3.6式中P——需要布設(shè)的電熱毯功率（W）；3.6——換算系數(shù)，2.工頻渦流加熱法1W-h=3.6kJ。（1）工藝特點在鋼模板的外側(cè)布設(shè)鋼管，鋼管與板面緊貼并焊牢，管內(nèi)穿以導線，當導線中有電流通過時，在管壁上產(chǎn)生熱效應，通過鋼模板將熱量傳導給混凝土，使混凝土升溫。在通常情況下，每平方米模板面約需布設(shè)615（1/2"）鋼管5m，用截面積為25?35mm2的鋁芯線作導線，通以電壓為100?140V的電流。在室外最低氣溫為-20C的條件下，混凝土達到40%強度標準值的耗電量約為130kWhm3。為了減少熱損失、降低能耗，在模板外面應使用毛氈、礦棉板或聚氨酯泡沫等材料保溫。主要工藝參數(shù)：三相交流輸入電壓380V三相交流輸出電壓鋼管極限功率100?140V195W/m模板輸出功率模板輸出熱量0.8?1.13kW/m22900?4000目/(h?m2)用這種工藝來加熱混凝土，溫度比較均勻，控制方便，缺點是需要制作專用模板，增加了模板的投資。適用范圍適用于以鋼模板澆筑的混凝土墻體、梁、柱和接頭。作用原理在工業(yè)和日常生活中所用交流電的頻率為50Hz，通稱工頻。根據(jù)電磁感應原理，一根有交變電流通過的導體穿過導磁率較高的鐵管時，在管壁上產(chǎn)生交變閉路磁場。由于鐵管有一定厚度，就感應產(chǎn)生了電動勢和電流，沿管子長度方向呈旋渦式流動，稱為渦流。由于鐵管電阻的存在，旋渦式流動的渦流，在管壁內(nèi)產(chǎn)生熱效應，熱量通過鋼模板傳導給了混凝土。施工方法在大模板現(xiàn)澆墻體上的應用從兩側(cè)加熱。渦流管橫向焊在大模板上，中心距離在底部及頂部為150?200mm，中部為400mm。為了使混凝土受熱均勻，在兩側(cè)模板上的渦流管可互相錯開，見圖1。圖1墻體養(yǎng)護示意1大模板；2渦流管；3導線在梁、柱結(jié)構(gòu)上的應用梁、柱結(jié)構(gòu)可根據(jù)結(jié)構(gòu)厚度和熱工計算，采用兩面、三面或四面加熱，如圖2和圖3。

圖2梁養(yǎng)護示意1鋼模；21鋼模；2渦流管；3導線2圖3柱養(yǎng)護示意1鋼模；2渦流管；3導線3）在梁柱接頭上的應用將渦流管直接埋在混凝土中，待混凝土澆筑后即通電加熱，達到要求強度后停止送電并將導線抽出，渦流管留在混凝土中不再拆除。埋入混凝土中的渦流管總長度，根據(jù)混凝土量按60kW/m3功率計算。節(jié)點外圍必須保溫養(yǎng)護。如圖4。圖4梁柱接頭養(yǎng)護示意1-模板;2-渦流管;3-導線（5） 熱工計算與電熱毯加熱法相同。（6） 模板功率計算1）渦流管的飽和電流及電壓值根據(jù)通有電流的直線導體磁場強度公式，得出計算渦流管管壁中心磁場強度公式：(5)式中H——渦流管管壁中心磁場強度，當磁感應達到飽和強度時，磁場強度HkK=40A/cm；I——直線導體通過的電流（A）；R 鋼管外半徑（cm）；5——鋼管壁厚（cm）。當渦流管為615（1/2"）鋼管（R=1.062cm，5=0.275cm）時的飽和電流值（IK）,可根據(jù)上式算出：IK=2XnX0.9X40=226A根據(jù)試驗，在615渦流管中通過的電流達到飽和值時，每米長導線兩端的電壓降t/K=1.125Vo2）功率因素及渦流管單位長度的極限功率渦流管的極限功率按下式計算：Pk=?Ukcos8 ⑹式中Pk——渦流管單位長度的極限功率（W/m）；Ik——飽和電流值（A）；Uk——導線單位長度飽和電壓降（V/m）；cos^——功率因素，經(jīng)試驗求得為0.8。則615渦流管的極限功率為：P=226X1.125X0.8=204W/mk3）鋼模板單位面積的極限功率鋼模板的極限功率按下式計算：Ps=lPk （7）式中Ps——模板單位面積的極限功率（W/m2）；l——在單位面積模板上布設(shè)的渦流管總長度（m/m2）。在每平方米模板上如布設(shè)615渦流管5m,則每平方米模板的極限功率為:Ps=5X204=1020W/m2（7）電氣控制電氣控制采用可控硅反并聯(lián)電壓調(diào)節(jié)方式，如圖5。這種方式具有調(diào)節(jié)方便、效率高、易實現(xiàn)自動化的優(yōu)點。各階段送電功率，取預養(yǎng)與恒溫階段功率相同，升溫階段功率為預養(yǎng)階段功率的2.2倍。預養(yǎng)、恒溫階段變壓器為Y形接線，升溫階段為△形接線。圖5電氣控制1自動空氣開關(guān)；2接觸器；3可控硅；4電流互感器；5變壓器；6導線；7渦流管3.線圈感應加熱法工藝特點用絕緣電纜纏繞在梁、柱構(gòu)件的外面以形成線圈，通電后使鋼模板、鋼筋或構(gòu)件內(nèi)所含的型鋼發(fā)熱升溫并加熱混凝土。線圈感應加熱法的優(yōu)點是：易于控制，加熱均勻。只要線圈設(shè)置得當，可使混凝土內(nèi)部溫度差控制在5°C以內(nèi)，澆筑前還可對模板及鋼筋進行預熱。適用范圍適用于以鋼模板澆筑的或中間含有型鋼作為勁性骨架的梁、柱構(gòu)件的加熱養(yǎng)護。也可作為某些因措施不當面臨受凍危險的梁、柱構(gòu)件的加熱補救措施。但不適用于墻、板構(gòu)件的加熱養(yǎng)護。作用原理當線圈內(nèi)通入交變電流時，線圈內(nèi)及線圈周圍會產(chǎn)生交變磁場。如果在線圈中間放入鐵芯，會在鐵芯內(nèi)產(chǎn)生渦電流，并將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?。因而當電纜內(nèi)通以交流電后，處在線圈中間的鋼模板等鋼鐵部件因感應而發(fā)熱，同時將熱量傳給混凝土，達到加熱混凝土的目的。（4）施工方法1） 變壓器，一般選擇50kVA或100kVA低壓變壓器，電壓在36?110V間調(diào)整?；炷亮枯^少時，也可利用交流電焊機。變壓器容量宜較設(shè)計結(jié)果增加20%?50%。2） 感應線圈宜選用35mm2鋁質(zhì)或銅質(zhì)電纜，以橡膠絕緣為佳。主電纜可選用150mm2，電流不宜超過400A。3） 感應線圈纏繞時，應盡量靠近鋼模板，以提高功率因數(shù)。在纏繞電纜時，構(gòu)件兩端線圈的間距應為中間部分的1/2。兩端加密范圍為一個線圈直徑的長度。構(gòu)件端部要密纏5圈。4） 當確認線路布置正確、連接牢固、絕緣可靠后，方可通電。通電后用儀表隨時檢測電流、電壓是否與工藝設(shè)計相符，并根據(jù)具體情況調(diào)整電路參數(shù)。4.電極法在混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部或表面設(shè)置電極，通以低壓電流，由于混凝土的電阻作用，使電能變?yōu)闊崮?，產(chǎn)生熱量對混凝土進行加熱。電極法適用于以木模板澆筑的混凝土構(gòu)件，耗鋼量較大，耗電量也比其他方法為高，因此不宜普遍推廣，只能在特殊條件下使用。電極法采用交流電（直流電會使混凝土內(nèi)水分分解），工作電壓宜為50?110V，在無筋結(jié)構(gòu)中和每立方米混凝土中含鋼量不大于50kg的結(jié)構(gòu)中，可采用120?220V。電極種類及適用范圍見表1。

電極種類及適用范圍 表1分類特點適用范圍表面電極法將電極固定在木模板內(nèi)側(cè)，電極可用6mm的鋼筋或?qū)?0?60mm的白鐵皮做成。電極的間距：鋼筋為20?30cm，白鐵皮為10?15cm。表面電極法配極簡單，間距易控制常用于墻、梁及基礎(chǔ)等結(jié)構(gòu)捧形電極法電極用6?12mm直徑的鋼筋斷料制成，直接由結(jié)構(gòu)物表面插人或穿過木模板放入混凝土內(nèi)，其長度由結(jié)構(gòu)斷面而定。棒形電極不易發(fā)生短路，但其耗鋼量較大常用于柱、梁及基礎(chǔ)等結(jié)構(gòu)弦形電極法電極用6?10mm的鋼筋制成，每段長2.5?3m，混凝土澆筑前用絕緣墊塊將電極固定在箍筋上，電極端部彎成直角露出木模板。弦形電極耗鋼量較大常用于鋼筋不多的柱、梁及厚度大于20cm的板和基礎(chǔ)等結(jié)構(gòu)在柱、梁內(nèi)棒形電極的設(shè)置參見圖6和圖7。其中同極間距h和異極間距b,可由表2確定，電極與鋼筋的最小距離不得超過表3的規(guī)定。圖6柱內(nèi)棒形電極布置圖7梁內(nèi)棒形電極布置1-模板；2-鋼筋；3-電極；h-同極間距；b-異極間距

電極間距 表2電壓（V）代號最大功率（kW/m3）時的距離（cm）2.5345678910b39363228262523222151h151312101010877b51484237343230282465h1413111098877b71655751474341383687h1313111098877b898171695854514846106h141211998777b19217515214612411510810296220h131210988777注：1.電壓為開始電加熱時使用的電壓；2.使用單相電時，b值不變，h值減小10%?15%。電極與鋼筋的最小距離 表3電壓（V）6587106電極與鋼筋的最小距離（cm）5?78?1012?15注：配筋密度大，不能保證鋼筋與電極間的上表規(guī)定的距離時，應隔以適當?shù)慕^緣物質(zhì)，振搗時要避免接觸電極及其支架。電路接好經(jīng)檢查合格后方可合閘送電。當結(jié)構(gòu)工程量較大，需邊澆筑邊通電時，應