全自动电热蒸汽发生器冬季养护混凝土施工工法的制作方法

本发明涉及冬季低温环境混凝土的养护，具体为全自动电热蒸汽发生器冬季养护混凝土施工工法。

背景技术：

进入冬季施工，环境气温下降，土壤、混凝土、砂浆等所含的水分冻结，建筑材料容易脆裂，给建筑施工带来许多困难。目前冬季低温环境的混凝土养护，一般采用燃煤蒸汽养护,燃煤必将带来环保问题，而且燃煤蒸汽养护成本也较高。

技术实现要素：

本发明针对冬季低温环境混凝土养护的问题，选择电热蒸汽养护来保证混凝土强度及各项性能，具体为全自动电热蒸汽发生器冬季养护混凝土施工工法。

本发明是采用如下的技术方案实现的：全自动电热蒸汽发生器冬季养护混凝土施工工法，包括以下步骤：

施工准备：

1）安装暖棚：暖棚大小依据养护混凝土体积而定，使用脚手架搭设骨架，使用塑料布、篷布进行覆盖保温，里侧使用塑料布，外侧使用篷布，使篷布内形成封闭空间，封闭空间内进行养护，液化的水、热蒸汽不会散失；

2）暖棚内分布蒸汽管；

3）准备外接水源；

4）安装蒸汽机：蒸汽机的位置要合理选择，既能保证出汽口与所养护砼的距离短，可以保证热量流失少，又能保证施工安全进行，在蒸汽发生器周围应设立围栏进行防护；

5）管路安装及联结处检查：蒸汽机与暖棚内蒸汽管通过蒸汽注入管进行管路连接，在所有管路安装完成后，要从出汽口到蒸汽出口各联结处进行检查，确保各联结处安全不漏汽；防止热量散失以及对养护人员造成危害；

浇筑前进行预热：混凝土浇筑前提前对暖棚进行预热处理，保证混凝土入模温度；

凝土浇筑：在暖棚上开浇筑口进行浇筑，浇筑完成后封闭浇筑口，混凝土浇筑期间要注意振捣，以保证砼整体的质量；

通电养护：待混凝土浇筑完成后，将蒸汽机进行通电养护；

监测温度。

上述的全自动电热蒸汽发生器冬季养护混凝土施工工法，蒸汽管在暖棚内搁空纵向铺设，可以有效的使蒸汽散发在封闭空间内进行循环，从而较快提高空间内温度。

上述的全自动电热蒸汽发生器冬季养护混凝土施工工法，外接水源选择连接自来水管进行供应，在养护前应提前准备储水桶，以防止自来水暂时性的供应不足，保证水源的充足。

上述的全自动电热蒸汽发生器冬季养护混凝土施工工法，蒸汽管选用外包石棉带的橡胶管，橡胶管上分布蒸汽出口。

上述的全自动电热蒸汽发生器冬季养护混凝土施工工法，蒸汽机选用全自动电加热蒸汽发生器。

上述的全自动电热蒸汽发生器冬季养护混凝土施工工法，暖棚在混凝土冷却至与外界温度差不超过10℃时方可拆除。

上述的全自动电热蒸汽发生器冬季养护混凝土施工工法，蒸汽注入管外包裹专用保温套，专用保温套用管状硬质泡沫塑料外裹银色返热布制成。

上述的全自动电热蒸汽发生器冬季养护混凝土施工工法，升降温阶段确保温度梯度在10～15度/2～3小时，最高温度为35～45度，可以有效避免裂缝的发生。

全自动电加热蒸汽发生器主要通过一套自动控制装置，控制炉胆内水量以及加热时间。炉胆内电热管持续加热，源源不断产生蒸汽，通过出汽口外接带透气孔的保温胶管，将热蒸汽送入需要养护的封闭空间内，利用热蒸汽向上活动，从而使封闭空间内温度湿度上升，达到对混凝土养护的目的。

本发明方法具有以下技术优点：

1）蒸汽发生器体积小，移动方便，适用于各种环境复杂的施工现场。

2）养护效率高，在冬季施工或者低温条件下能够使砼外温度较快达到额定值。并且蒸汽本身液化成水对砼也可以起到保湿养护作用。

3）成本低。相对于传统冬季施工砼养护工艺，电热蒸汽养护所依赖的主要材料为水和电，传统燃煤蒸汽需要投入较多资金建设蒸汽锅炉房。

4）安全性高。全自动电加热蒸汽发生器现基于电热蒸汽的基础上，引入计算机数据处理技术，以实现现场蒸汽养护的自动化与程序化，同时相对于传统燃煤锅炉蒸汽人为操作安全性要高。

5）社会效益高，满足现阶段“打赢蓝天保卫战”的号召。电热蒸汽发生器产生蒸汽对环境无污染无排放。

本发明适用于冬季或者低温环境下进行的养护工程施工，主要包括在昼夜温差大、低温（在零度以下）条件下混凝土结构物进行的养护。

附图说明

图1为本发明流程图。

具体实施方式

对本发明施工工艺流程图及操作要点进行详细说明。

操作要点：

施工准备：

1.安装暖棚：暖棚大小依据养护混凝土体积而定，使用脚手架搭设骨架，并进行加固。使用塑料布、篷布进行覆盖加固（里侧使用塑料布，外侧使用篷布），使篷布内形成封闭空间，封闭空间内进行养护，液化的水、热蒸汽不会散失。

2.暖棚内分布蒸汽管：养护效果的好坏直接取决于暖棚内蒸汽管的分布，蒸汽管呈搁空纵向铺设。可以有效的使蒸汽散发在封闭空间内进行循环，从而较快提高空间内温度。蒸汽管选用外包石棉带的橡胶管，其上面分布蒸汽出口。

3.准备外接水源：选择好合适合理的外接水源，砼在养护期间要保证充足的水份以及合适的温度，外接水源可选择连接自来水管进行供应，在养护前应提前准备大体积储水桶，以防止自来水暂时性的供应不足，保证水源的充足。

4.选取合理位置安装蒸汽机：蒸汽发生器的位置要合理选择，既能保证出汽口与所养护砼的距离短，可以保证热量流失少。又能保证施工安全进行。在蒸汽发生器周围应设立围栏进行保护。蒸汽机选用全自动电加热蒸汽发生器，型号为nbs-1314，功率：24kw。

5.管路安装及联结处检查：在所有管路安装完成后，要从出汽口到蒸汽出口各联结出进行检查，确保各联结处安全不漏汽。防止热量散失以及对养护人员造成危害。

浇筑前进行预热：混凝土浇筑前提前对暖棚进行预热处理，保证混凝土入模温度。

凝土浇筑：混凝土浇筑期间要注意振捣，以保证砼整体的质量。

通电养护：待混凝土浇筑完成后，及时将蒸汽发生器进行通电养护。养护期间安排专人对发生器电路的检查，防止局部漏电。进行养护前应提前准备柴油发电机，以防止停电对混凝土养护的影响。

监测温度：蒸汽养护又俗称“湿热养护”，养护期间温度监测至关重要，混凝土养护温度高，养护强度高。对温度要求比较严格，养护环境受温差较大的影响，应安排专人24小时进行监测。

养护质量控制

混凝土性能主要由混凝土组分、混凝土配制和混凝土养护等因素决定。在原材料、配合比和施工工艺一定的情况下，混凝土的养护，特别是早期的养护方式、养护温度、养护湿度、养护时间等的控制，对混凝土水化硬化程度、强度发展、耐久性等均有着重要影响。

养护温度对混凝土的早期性能的发展速度有很大的影响。一般来说，养护温度越高，强度发展越快。研究表明当温度低于某一限值时，水泥水化反应将不再进行，混凝土强度停止发展，这个温度在－10℃左右。实际上，在温度低于0℃的情况下，混凝土中的水分己经开始结冰，这将导致混凝土的冰冻损伤。同时早期的混凝土所处的环境没有保持充分的湿度，可能造成混凝土中水分大量蒸发，其后果:一方面因干燥失水而影响水泥继续水化;另一方面混凝土干燥收缩加大，使混凝土在低强度状态下承受收缩引起的拉应力，导致混凝土出现早期裂缝。

蒸汽管在施放蒸汽时应不直接对着梁体和模板，避免产生局部高温；冬季养护在蒸汽注入管外包裹专用保温套，以确保蒸汽正常供应（专用保温套即用管状硬质泡沫塑料外裹银色返热布制成）。

蒸汽养护的成败关键是控制好升降温过程，特别是降温阶段，由于在高温下混凝土的早期抗压强度增长较快，但其抗拉强度没有做到同比例增长，强度低。若降温梯度过大在砼结构中容易产生较大的温度拉应力，从而产生裂缝。在升降温阶段温差控制至关重要，通过改善蒸汽养护的条件，加强蒸汽养护的监控等确保温度梯度在10～15度范围内可以有效避免裂缝的发生。

进出汽管的长度应尽可能短，减少不必要的弯头，以减少阻力和积水同时保证必要的维修空间。

应安排专人负责，定期测量棚内和混凝土表面温度，严格控制升、降温速度，升、降温时每1小时检查记录一次温度，恒温时每2～3小时检查记录一次温度。

暖棚必须在混凝土冷却至与外界温度差不超过10℃时方可拆除。若有特殊情况将暖棚拆除后混凝土与外界气温相差大于15℃时，拆除模板后的混凝土表面应加以覆盖，使其缓慢冷却。

养护期间水源必须严格保证，避免机器干烧以及混凝土养护停止造成混凝土质量问题。

节能环保

电热蒸汽养护相对于燃煤蒸汽养护本身无污染、无排放，对环境无影响。

新一代全自动蒸汽机相对于传统燃煤蒸汽代价低。只需要通过电热自动进行加热水成为蒸汽，传统燃煤需要安排专人进行操作，人为因素较大。

全自动蒸汽发生器功率为24kw。从功耗方面考虑，24小时的用电成本要比燃煤的成本低。

效益分析

社会效益

冬季低温环境的混凝土养护，传统采用的燃煤锅炉蒸汽养护。此方式在产生蒸汽的过程中，同时产生大量的有害气体(二氧化碳，二氧化硫，氮氧化物)以及pm2.5。使用电热蒸汽发生器代替燃煤蒸汽养护可以有效减少污染气体的排放，对环境无影响。

经济效益

混凝土结构物使用蒸汽养护，在相同条件下，传统燃煤锅炉蒸汽需要投入较多资金建设蒸汽锅炉房，再通过燃煤将水加热为蒸汽。电热蒸汽发生器只需要外接电源以及外接水源进行蒸汽的产生。节约了资金的投入，经济效益明显。

以10.5m*6.5m*2.5m承台混凝土养护为例进行对比，采用同一分布蒸汽管的暖棚进行养护,材料费用相同。养护24h两种施工方案的对比：

燃煤锅炉蒸汽：

搭设锅炉房（材料、人工）：4000元/个*1，200元/人*5人*2天=6000元

购买燃料以及操作人工：500元/t*1t，200元/24h*2人=900元

使用自来水：4.5元/t*4t*24h=432元

共计432+900=1332元/24h

电热蒸汽发生器：

外接电源：1.1元/千瓦时*24kw*24h=633.6元

使用自来水：4.5元/t*1t*24h=108元

操作人工费：200元/24h*2人=400元

共计633.6+108+400=1141.6元/24h

结论：1332-1141.6=190.4元/24h，可以有效减少施工成本。

环保效益

电热蒸汽发生器的使用基本上可以达到污染物的零排放，通过全自动调节供电、加热、保温进行蒸汽养生，节约了水电。节约了成本，具有良好的环保效益。