混凝土冬期施工管內(nèi)移動式電加熱工藝研究

楊林林　劉夢軍

摘要：因?yàn)槎練鉁剌^低，冬期施工的混凝土工程可能會發(fā)生凍害，影響結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度和耐久度。為解決混凝土冬期施工凍害問題，作者發(fā)明了混凝土冬期施工管內(nèi)移動式電加熱工藝：將電加熱帶置于預(yù)先埋置于混凝土構(gòu)件內(nèi)的PVC管內(nèi)，通過電加熱帶發(fā)熱使混凝土的養(yǎng)護(hù)溫度維持在15℃以上。通過實(shí)驗(yàn)表明：此工藝能有效的提高混凝土養(yǎng)護(hù)溫度，保證混凝土達(dá)到預(yù)定強(qiáng)度，并且可以大幅度降低施工成本。因此，混凝土冬期施工管內(nèi)移動式電加熱工藝是一種安全、高效、經(jīng)濟(jì)的混凝土冬期施工工藝，應(yīng)用前景廣闊。

關(guān)鍵字：混凝土；冬期施工；電加熱法

1、混凝土冬期施工

由于冬季氣溫低，混凝土養(yǎng)護(hù)條件差。如果混凝土工程冬期施工的養(yǎng)護(hù)條件不當(dāng)，就會影響混凝土的強(qiáng)度和耐久性，對結(jié)構(gòu)安全造成較大影響。

混凝土電加熱法是一種有效的混凝土冬期施工方法，但是其電加熱帶只能一次使用，嚴(yán)重的浪費(fèi)資源，我們發(fā)明了一種電加熱帶可以重復(fù)使用的移動式電加熱法，通過對比試驗(yàn)，比較這種方法與負(fù)溫養(yǎng)護(hù)法養(yǎng)護(hù)混凝土的效果，證明這是一種可行的混凝土冬期施工養(yǎng)護(hù)方法。

混凝土冬期施工移動式電加熱法是在混凝土內(nèi)安裝16毫米的PVC塑料管，將電加熱帶置于PVC塑料管內(nèi)，電熱帶不直接接觸混凝土和鋼筋，通過電熱帶加熱PVC塑料管中空氣，再由空氣通過熱對流和熱傳導(dǎo)加熱PVC管，然后經(jīng)過PVC管與混凝土的熱傳導(dǎo)來加熱混凝土，提高混凝土的養(yǎng)護(hù)溫度。將電加熱帶設(shè)置在PVC管內(nèi)，其可以上下移動，在完成養(yǎng)護(hù)后，電加熱帶可以取出循環(huán)使用。電加熱帶上間隔 1米固定一個(gè)陶瓷圓環(huán)，圓環(huán)直徑為10mm，由圓環(huán)將電加熱帶與PVC管分隔開，可以有效防止PVC管過熱。

施工時(shí)，將電加熱帶均勻地布置在柱和剪力墻構(gòu)件內(nèi)，豎直方向布置，用預(yù)留PVC管內(nèi)的引線吊住電加熱帶，當(dāng)?shù)趎層混凝土澆筑完成后，電加熱帶提升至此層，通電加熱電加熱帶，養(yǎng)護(hù)此層混凝土；然后綁扎第n+1層鋼筋，在第n+1層相同位置設(shè)置PVC管，使PVC管上下貫通，并在PVC管內(nèi)預(yù)留引線與電加熱帶連接。澆筑第n+1層混凝土后，利用引線將電加熱帶提升至第n+1層，通電加熱電加熱帶，養(yǎng)護(hù)此層混凝土。

由于電熱帶敷設(shè)在PVC管內(nèi)，電解熱加熱PVC管內(nèi)的空氣，而不是直接加熱混凝土，同時(shí)，避免在混凝土澆筑過程中傷害電熱帶，又避免電熱帶漏電到鋼筋，造成事故，增加電加熱施工工藝的可靠性和安全性；電加熱帶在PVC塑料管內(nèi)上下移動，一次安裝，多層循環(huán)使用，簡單方便，電加熱施工工藝經(jīng)濟(jì)；使用自限溫電加熱帶能夠自動限制加熱時(shí)的溫度，隨養(yǎng)護(hù)的混凝土的溫度自動調(diào)節(jié)輸出功率而無需增加其他的設(shè)備，加熱溫度穩(wěn)定，施工工藝簡單方便。

2、混凝土冬期施工管內(nèi)移動式電加熱工藝實(shí)驗(yàn)

2.1實(shí)驗(yàn)方案

混凝土冬期施工管內(nèi)移動式電加熱工藝是我單位一項(xiàng)創(chuàng)新發(fā)明，為證實(shí)其可靠性和可行性，進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)。山東省聊城市每年日平均溫度低于5℃天數(shù)為114天，每年有三分之一的時(shí)間是處在冬期施工要求內(nèi)，實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)選址為山東省聊城市東阿縣。

泰悅翰林苑2#樓項(xiàng)目共24層，施工時(shí)間為2014年12月20日，室外平均溫度連續(xù)5天低于5℃，施工條件符合冬期施工。

2.2實(shí)驗(yàn)過程

2.2.1.以變形縫為界限，將1#、2#、3#樓分別分為東西兩區(qū)：東區(qū)為第一組，采用加防凍劑-負(fù)溫養(yǎng)護(hù)施工方案，防凍劑參量為水泥質(zhì)量的1%；西區(qū)為第二組，采用移動式電加熱養(yǎng)護(hù)施工方案，其中在所有混凝土剪力墻中布置電加熱帶，板中在線管中布置電加熱帶，布置簡圖如圖2.1。

2.2.2.將PVC管和熱電偶溫度計(jì)放入剪力墻、框架柱內(nèi)，水平間距≤1米，豎直方向貫通樓層，將其固定于鋼筋上，防止混凝土澆筑時(shí)PVC管和溫度計(jì)移動。

2.2.3.混凝土澆筑后，安裝本層電加熱帶，通電加熱養(yǎng)護(hù)混凝土。

2.2.4在室外放置溫度計(jì)，用于測定室外溫度；利用熱電偶溫度計(jì)測定養(yǎng)護(hù)期內(nèi)混凝土構(gòu)件內(nèi)部溫度。

2.2.5.加熱期間每天拆除實(shí)驗(yàn)墻、柱側(cè)模一處進(jìn)行強(qiáng)度回彈并記錄，對比分析加熱帶養(yǎng)護(hù)混凝土對混凝土強(qiáng)度增長的影響。

2.3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)中記錄了結(jié)構(gòu)中典型測試點(diǎn)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，圖2.2、2.3、2.4分別表示兩種施工方法的養(yǎng)護(hù)期內(nèi)1#、2#、3#樓混凝土表面溫度、混凝土表面強(qiáng)度與室外溫度的關(guān)系，其中混凝土表面溫度和強(qiáng)度是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)平均值，室外溫度是室外空氣流通、不受太陽直射下測得的空氣溫度。

2.3.1溫度變化

混凝土內(nèi)部溫度維持在13℃--20℃之間，平均溫度高于室外溫度10℃，說明電加熱帶確實(shí)能起到提高混凝土養(yǎng)護(hù)溫度的作用。

2.3.2強(qiáng)度變化

自混凝土澆筑后第四天，分別將1#、2#、3#樓中采用加熱帶加熱養(yǎng)護(hù)和采用防凍劑養(yǎng)護(hù)的混凝土墻、柱側(cè)模拆除，使用回彈法測定混凝土強(qiáng)度。圖2.5、2.6、2.7分別表示1#、2#、3#樓兩種養(yǎng)護(hù)方法養(yǎng)護(hù)的混凝土強(qiáng)度值。兩種養(yǎng)護(hù)方法養(yǎng)護(hù)的混凝土強(qiáng)度都由從20MPa開始陸續(xù)增長，逐步拆模至七天強(qiáng)度平均達(dá)到25MPa左右，并于28天達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度值。

由于回彈法只能測試混凝土表面強(qiáng)度，試驗(yàn)中沒有實(shí)時(shí)監(jiān)測混凝填土內(nèi)部強(qiáng)度，最后，取得了達(dá)到齡期的防凍劑-負(fù)溫養(yǎng)護(hù)法送檢試塊強(qiáng)度值和移動式電加熱養(yǎng)護(hù)法取芯試塊強(qiáng)度值。其中防凍劑-負(fù)溫養(yǎng)護(hù)法試塊強(qiáng)度為35.5MPa，移動式電加熱養(yǎng)護(hù)法養(yǎng)護(hù)的混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度為35.3 MPa。

2.4實(shí)驗(yàn)結(jié)論

實(shí)驗(yàn)表明，1、采用混凝土冬期施工管內(nèi)移動式電加熱法對混凝土結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)后，混凝土構(gòu)件的養(yǎng)護(hù)溫度普遍提高10℃以上，電加熱帶養(yǎng)護(hù)法能起到提高混凝土養(yǎng)護(hù)溫度的作用。2、通過對比兩種養(yǎng)護(hù)法養(yǎng)護(hù)的混凝土強(qiáng)度增長曲線可以得出：加熱帶養(yǎng)護(hù)法與防凍劑養(yǎng)護(hù)法混凝土強(qiáng)度基本同步增長，最終，都能達(dá)到混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度值。3、由于加熱帶可以重復(fù)利用，移動式電加熱法混凝土施工成本低，是一種經(jīng)濟(jì)可靠的混凝土養(yǎng)護(hù)方法。

參考文獻(xiàn)：

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