CN101579888A - 混凝土内部电热升温养护装置 - Google Patents
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Abstract
一种混凝土内部电热升温养护装置，在施工中建筑物的混凝土内部的结构钢筋上绑扎有发热电阻丝，发热电阻丝通过混凝土外部的低压供电电缆与电源相连接，提升防护架包括架体和附着于架体的安全网，所述架体由竖向主龙骨和横向次龙骨交叉连接而成，架体的左右两边连接有竖向的边部钢管，竖向主龙骨通过附墙挂件与建筑物楼板连接，所述架体为钢木结构，竖向主龙骨为顶部开有吊孔的H型钢，且兼作竖向导轨。本装置采用内部发热的方式，热效率高，热量损失小，可节约大量能源；混凝土升温速度能够得到可靠的保证，温度控制容易；混凝土养护条件好，施工质量能够保证；混凝土早期强度高，为继续上层施工创造了有利条件，缩短了施工工期。
Description
技术领域
本发明涉及一种混凝土养护装置，特别是一种在寒冷地区施工钢筋混凝土结构工程时的混凝土养护装置。
背景技术
在寒冷地区施工钢筋混凝土结构工程时，当所施工的构件断面较小，而表面系数较大时，依靠混凝土自己所发生的水化热远不能够满足养护所需要的温度。为了满足混凝土养护条件及施工工期的要求，提高混凝土早期强度，传统做法一般采用表面保温、外部加热方法。但传统做法具有热量损失大、热效率低的缺点，其养护出来的混凝土质量低，会影响施工速度；并且传统做法不但经济上浪费严重，而且燃烧燃料会排放大量的二氧化碳，更加剧了温室气体效应，对人类生存环境保护极为不利。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种混凝土内部电热升温养护装置，要解决传统混凝土养护方法热效率低、浪费严重、施工慢、对人类生存环境保护极为不利的技术问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种混凝土内部电热升温养护装置，包括在施工中建筑物顶部的封闭暖棚、在施工中建筑物侧面的提升防护架和在施工中建筑物内部的预热加热器，其特征在于：在施工中建筑物的混凝土内部的结构钢筋上绑扎有发热电阻丝，发热电阻丝通过混凝土外部的低压供电电缆与电源相连接；
提升防护架包括架体和附着于架体的安全网，所述架体由竖向主龙骨和横向次龙骨交叉连接而成，架体的左右两边连接有竖向的边部钢管，竖向主龙骨通过附墙挂件与建筑物楼板连接，所述架体为钢木结构，竖向主龙骨为顶部开有吊孔的H型钢，且兼作竖向导轨，H型钢的一侧与下附墙挂件和上附墙挂件抱合可滑动连接，其中下附墙挂件由螺纹连接在H型钢上的翻转式钢舌楔紧，两根竖向主龙骨之间连接有剪刀撑；横向次龙骨由钢横梁和木横梁间隔分布，架体的内侧面还覆盖连接有保温覆盖织物，保温覆盖织物通过压条钉压在木横梁的内侧，在靠近竖向主龙骨的两侧，保温覆盖织物的边缘卷过一压条，压条与木横梁钉牢，保温覆盖织物的外边缘内侧压有压条，压条与木横梁钉牢，边缘外侧连有粘扣，相邻的保温覆盖织物之间通过粘扣粘接。
所述下附墙挂件和上附墙挂件均是由两根型钢和连接在这两根型钢之间的固定板、卡板、夹板组成，其中两根型钢之间，一端连接卡板和夹板、另一端连接固定板，且固定板上开有连接孔。
所述翻转式钢舌包括一与H型钢螺纹连接的箱型连接板和一铰接在箱型连接板上的钢舌，在钢舌的尾部下方位置、箱型连接板上固定连接有一块限位挡板。
所述保温覆盖织物为保温棉被或保温苫布。
所述安全网是密目钢丝网或尼龙网。
所述架体外廓尺寸高度10m～14m，宽度4m～6m。
所述提升防护架与建筑物楼板之间连接有顶撑钢管。
本发明的有益效果如下：
本发明采用非燃料加热的方法，是一种混凝土内部电加热施工技术，其就是将发热电阻丝在绑扎钢筋时附着在结构钢筋上，埋入混凝土内部，混凝土浇筑完成后通电发热，使混凝土内部升温养护，同时混凝土表面覆盖包裹保水、保温材料。本发明所采用的这种混凝土养护条件使得混凝土养护质量高，施工质量得到了保证，加快了施工速度，而且降低了工程造价，减少了燃烧带来的火灾安全隐患。本发明的经济及社会效益高，其采用混凝土内部电加热养护，比燃料加热热效率提高约30％；单位体积混凝土寒冷季节施工成本比普通燃料加热节省约20％；混凝土养护条件好，施工整理好，避免了混凝土缺陷修补费用；当上层结构开始施工后，仍然可以继续加热养护，使得后续工序的插入时间提前约20％；混凝土养护条件好，早期强度高，加快了施工速度，总工期约为常规方法的80％，减少了施工设备、机具的租赁时间20％，降低了工程成本；减少了对大气环境的碳排放，更环保。
本发明采用了从混凝土内部发热的方式，由于新浇混凝土下部有模板，上面有保水、保温材料包裹严密，外立面面及上方还有暖棚全封闭，相当于混凝土外面包裹了两层保温材料，而且两层保温材料之间还有一人高的空气空间，使得混凝土以外温度形成了两个温度梯级差，所以保温、保水养护条件非常之好，为高质量施工创造了强有力保障条件。
本发明采用内部发热的方式，热效率高，热量损失小，可节约大量能源；混凝土升温速度能够得到可靠的保证，温度控制容易；混凝土养护条件好，施工质量能够保证；混凝土早期强度高，为继续上层施工创造了有利条件，缩短了施工工期；本发明避免了以往使用的燃烧燃料加热带来的碳排放和火灾隐患问题，更加环保；另外，埋入热电偶与电源温控开关连接，可实现自动控制，维持混凝土的恒温养护。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构示意图。
图2是提升防护架与建筑物楼板连接的示意图。
图3是相邻保温覆盖织物之间连接的示意图。
图4是提升防护架的侧面示意图。
图5是图4的右视示意图。
图6是图4的左视示意图。
图7是翻转式钢舌的立体示意图。
图8是翻转式钢舌的结构示意图。
图9是下附墙挂件的立体示意图。
图10是下附墙挂件与翻转式钢舌相配合的示意图。
图11是混凝土内部电加热系统布设示意图。
附图标记：1-封闭暖棚、2-提升防护架、3-预热加热器、4-发热电阻丝、5-低压供电电缆、6-模板体系、7-混凝土、8-顶撑钢管。
2.1-竖向主龙骨、2.2-木横梁、2.3-安全网、2.4-保温覆盖织物、2.5-压条、2.6-翻转式钢舌、2.7-粘扣、2.8-下附墙挂件、2.9-上附墙挂件、2.10-钢横梁、2.11-剪刀撑、2.12-边部钢管、2.13-箱型连接板、2.14-限位挡板、2.15-钢舌、2.16-夹板、2.17-连接孔、2.18-型钢、2.19-固定板、2.20-卡板。
具体实施方式
实施例参见图1所示，这种混凝土内部电热升温养护装置，包括在施工中建筑物顶部的封闭暖棚1、在施工中建筑物侧面的提升防护架2和在施工中建筑物内部的预热加热器3，其特征在于：在施工中建筑物的混凝土7内部的结构钢筋上绑扎有发热电阻丝4，发热电阻丝4通过混凝土7外部的低压供电电缆5与电源相连接。参见图11，发热电阻丝4与混凝土外的低压供电电缆5相连接，本实施例中，该低压供电电缆5为三相主电缆。
参见图2-9，提升防护架2包括架体和附着于架体的安全网2.3，所述架体由竖向主龙骨2.1和横向次龙骨交叉连接而成，架体的左右两边连接有竖向的边部钢管2.12，竖向主龙骨2.1通过附墙挂件与建筑物楼板连接，所述架体为钢木结构，竖向主龙骨2.1为顶部开有吊孔的H型钢，且兼作竖向导轨，H型钢的一侧与下附墙挂件2.8和上附墙挂件2.9抱合可滑动连接，参见图13，其中下附墙挂件2.8由螺纹连接在H型钢上的翻转式钢舌2.6楔紧，两根竖向主龙骨2.1之间连接有剪刀撑2.11；横向次龙骨由钢横梁2.13和木横梁2.2间隔分布，架体的内侧面还覆盖连接有保温覆盖织物2.4，保温覆盖织物2.4通过压条2.5钉压在木横梁2.2的内侧，在靠近竖向主龙骨2.1的两侧，保温覆盖织物2.4的边缘卷过一压条2.5，压条与木横梁2.2钉牢，保温覆盖织物2.4的外边缘内侧压有压条2.5，压条与木横梁2.2钉牢，边缘外侧连有粘扣，相邻的保温覆盖织物2.4之间通过粘扣2.7粘接。
参见图10-13，所述下附墙挂件2.8和上附墙挂件2.9均是由两根型钢2.18和连接在这两根型钢之间的固定板2.19、卡板2.20、夹板2.21组成，其中两根型钢2.18之间，一端连接卡板2.20和夹板2.21、另一端连接固定板2.19，且固定板2.19上开有连接孔2.17。所述翻转式钢舌2.6包括一与H型钢螺纹连接的箱型连接板2.16和一铰接在箱型连接板上的钢舌2.15，在钢舌2.15的尾部下方位置、箱型连接板2.16上固定连接有一块限位挡板2.14。
所述提升防护架2与建筑物楼板之间连接有顶撑钢管8。
所述保温覆盖织物2.4为保温棉被或保温苫布。
所述安全网是密目钢丝网或尼龙网。
所述架体外廓尺寸高度10m～14m，宽度4m～6m。
另外，混凝土3内部可埋入热电偶与电源温控开关，电源通过低压供电电缆5连接热电偶与电源温控开关，然后控制热电阻丝4，维持混凝土的恒温养护。
本发明的技术原理：根据施工地区的大气温度、气候条件、加热混凝土的表面系数，升温速度等指标，设计单位体积或面积内埋入发热电阻丝4的发热功率，再根据每一施工段的总工程量计算投入的设备、线缆、发热电阻丝布置数量，计算发热电阻丝的布置间距，策划发热电阻丝及设备的布设方案。根据工程施工流水段数量、工期等指标计算低压变压器、电缆、发热电阻丝等主要用料的总投入量。
在钢筋绑扎施工过程中按照计算结果数据布设发热电阻丝，绑扎在钢筋内侧，隔一段距离与钢筋绑扎牢固，避免混凝土振捣时损坏电阻丝绝缘层。
分区域布设发热电阻丝并分别布设电源开关和变压器，每当一个控制区域混凝土浇筑完成并覆盖保水。保温材料后，随即通电加热开始。
混凝土浇筑前搭设封闭暖棚，对模板、钢筋进行融冰、预热，达到一定温度后开始浇筑混凝土。通过测温数值，计算混凝土成熟度，再根据混凝土标准养护条件的强度增长参数，确定达到能够放置轻微物料及上人强度(一般为10Mpa)后可拆除暖棚，开始测量放线、清理连接钢筋等工作，继续上层结构的施工。
待混凝土强度达到上层结构施工需要的荷载对应强度(约为设计强度的80％)后可停止电加热。此时，混凝土表面的保温材料仍然保留，包住混凝土内余热继续使混凝土强度增长，以此类推。
施工中建筑物内部电加热系统的布设：
为混凝土加热的总电箱、变压器布置在远离有水区域，距离要加热的工作面距离越近越好(降低低压电压降)，每台变压器设总电箱一个，分电箱3个，以便分区域及时养护，浇筑一段随加热养护一段。
为各变压器供电的总开关及分开关要确保供电的可靠性，防止个别断电而造成混凝土形成区域温差过大而造成事故。
低压供电电缆布设位置要远离容易触及的区域，尽量沿外围防护体系布线，悬挂于防护架体木梁上，设置绝缘挂钩间隔悬挂。要便于值班电工的及时到位检查。主电缆与每根电阻丝之间用2.5mm2导线连接，接头用绝缘胶布缠绕包裹严密，防止触及金属物导电。
靠近建筑物外立面区域由于受外界温度影响大，温度较低，故次区域的楼板边缘布设发热电阻丝时要适当加密或者多布设一层，增加发热量，以保证各区域混凝土温度的一致性。
每根发热电阻丝的长度、布置间距保证一致，以保证加热的均匀性，预防混凝土出现过大温差。养护到期后，将发热电阻丝外露部分从混凝土表面剪断，此部分电阻丝可作为下次捆绑使用。连接导线及低压供电电缆可多次重复使用。
升温与测温：
在寒冷地区混凝土浇筑前，在施工面以上暖棚内及工作面下方布设加热设备，将钢筋、模板内的冰雪融化，并将其预热到5℃，然后再浇筑混凝土。
每一施工段混凝土浇筑施工由一段向另一端推进，每一台低压变压器控制施工段的全宽度的区域。当混凝土浇筑的振捣、表面整平、反复抹压完成后，及时将保水、保温被覆盖严密，随即通电开始发热升温养护。
参考数据：当大气温度在-15℃以上时，暖棚保温材料热阻在0.8m2.k/w时，可布设一层发热电阻丝即可满足升温速度。当低于-15℃时，布设两层发热电阻丝，发热电阻丝间距不变。
混凝土测温次数的频率：开始加热后24小时内，每4小时测一次，之后48小时每8小时测一次，之后12小时测一次。
事先计算并试验大气温度与保温材料、钢筋模板预热温度之间的升温速度参数，预计达到能够上人强度后开始检查测温。
混凝土的测温要由专人、多班次倒班完成，密切监视混凝土升温情况。为了防止混凝土升温速度过快、过高而导致温度应力而开裂，升温速度控制在5℃/h，最高温度控制在40℃。当温度达到此温度时，及时让值班电工断电，暂时停止加温。待温度降至30℃时，继续送电加温，如此反复。
混凝土养护：
混凝土在振捣、整平、抹光后，随即覆盖具有保水、保温功能的复合材料，以保证已浇筑的混凝土有水、有温度的良好养护条件。靠近外防护的楼板边缘视测温情况，适当增加一层保温材料。
通过测温数值，并根据混凝土标准养护条件的强度增长参数，确定达到继续上层结构施工所需的强度后即可停止加热，此时，混凝土表面的保温材料保留，保住混凝土内余热继续使其强度增长。
Claims (7)
1.一种混凝土内部电热升温养护装置，包括在施工中建筑物顶部的封闭暖棚(1)、在施工中建筑物侧面的提升防护架(2)和在施工中建筑物内部的预热加热器(3)，其特征在于：在施工中建筑物的混凝土(7)内部的结构钢筋上绑扎有发热电阻丝(4)，发热电阻丝(4)与混凝土(7)外部的低压供电电缆(5)连接；
提升防护架(2)包括架体和附着于架体的安全网(2.3)，所述架体由竖向主龙骨(2.1)和横向次龙骨交叉连接而成，架体的左右两边连接有竖向的边部钢管(2.12)，竖向主龙骨(2.1)通过附墙挂件与建筑物楼板连接，所述架体为钢木结构，竖向主龙骨(2.1)为顶部开有吊孔的H型钢，且兼作竖向导轨，H型钢的一侧与下附墙挂件(2.8)和上附墙挂件(2.9)抱合可滑动连接，其中下附墙挂件(2.8)由螺纹连接在H型钢上的翻转式钢舌(2.6)楔紧，两根竖向主龙骨(2.1)之间连接有剪刀撑(2.11)；横向次龙骨由钢横梁(2.10)和木横梁(2.2)间隔分布，架体的内侧面还覆盖连接有保温覆盖织物(2.4)，保温覆盖织物(2.4)通过压条(2.5)钉压在木横梁(2.2)的内侧，在靠近竖向主龙骨(2.1)的两侧，保温覆盖织物(2.4)的边缘卷过一压条(2.5)，压条与木横梁(2.2)钉牢，保温覆盖织物(2.4)的外边缘内侧压有压条(2.5)，压条与木横梁(2.2)钉牢，边缘外侧连有粘扣，相邻的保温覆盖织物(2.4)之间通过粘扣(2.7)粘接。
2.根据权利要求1所述的混凝土内部电热升温养护装置，其特征在于：所述下附墙挂件(2.8)和上附墙挂件(2.9)均是由两根型钢(2.18)和连接在这两根型钢之间的固定板(2.19)、卡板(2.20)、夹板(2.16)组成，其中两根型钢(2.18)之间，一端连接卡板(2.20)和夹板(2.16)、另一端连接固定板(2.19)，且固定板(2.19)上开有连接孔(2.17)。
3.根据权利要求1所述的混凝土内部电热升温养护装置，其特征在于：所述翻转式钢舌(2.6)包括一与H型钢螺纹连接的箱型连接板(2.13)和一铰接在箱型连接板上的钢舌(2.15)，在钢舌(2.15)的尾部下方位置、箱型连接板(2.13)上固定连接有一块限位挡板(2.14)。
4.根据权利要求1所述的混凝土内部电热升温养护装置，其特征在于：所述保温覆盖织物(2.4)为保温棉被或保温苫布。
5.根据权利要求1所述的混凝土内部电热升温养护装置，其特征在于：所述安全网是密目钢丝网或尼龙网。
6.根据权利要求1所述的混凝土内部电热升温养护装置，其特征在于：所述架体外廓尺寸高度10m～14m，宽度4m～6m。
7.根据权利要求1所述的混凝土内部电热升温养护装置，其特征在于：所述提升防护架(2)与建筑物楼板之间连接有顶撑钢管(8)。
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