CN111851310A - 一种冬季施工浇筑模板的加热保温系统、保温方法、施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冬季施工浇筑模板的加热保温系统、保温方法、施工方法，加热保温系统包括加热层、温度感应器、保温层和温度控制系统，加热层设置在模板的外侧，用于对模板进行加热保温，加热层包括若干条发热线，温度感应器设置在模板外侧，保温层包覆在加热层上，加热层和温度感应器通过导线与温度控制系统连接。本发明的加热保温系统采用电加热的方式，对浇注模板进行加热，有效控制混凝土浇注入模至拆模前的模板温度，温度控制精确，整体系统适用性强，可以应用于所有的浇注模板，特别是钢模板，施工结构简单，大大降低了施工人员的工作量。

Description

一种冬季施工浇筑模板的加热保温系统、保温方法、施工方法

技术领域

本发明涉及桥梁工程领域，特别涉及一种冬季施工浇筑模板的加热保温系统、保温方法、施工方法。

背景技术

在桥梁工程建设中，进入冬季施工时，气温均在5℃以下，甚至会降为零下，我国北方大部分地区往往都会面临这种低温气候，低温对工程质量有很大的影响，由于冬季气温极低，混凝土浇筑施工时，混凝土在低温凝结过程中，水泥的水化作用受到阻碍，影响混凝土强度的增长，可能导致混凝土出现严重裂纹，影响混凝土质量。而在桥梁施工中，为了使混凝土在严寒条件下依然能够达到设计强度，在施工过程中，传统的方式是采用毛毡进行包裹，从而起到保温的作用，但是不具备发热功能，且对内部温度的控制能力有限，还有采用暖棚加温法，但由于暖棚会给桥梁支架增加额外的荷载，且暖棚只能起到蓄热作用，还需要额外的供热系统配合，温度监测和调控工作量大，安全风险高，施工不便，供暖能耗大，使用成本高。传统方式不仅投入高，操作极不方便，控温效果也差，无法有效地控制其温度，造成诸多质量问题，拖延工期。

专利文献CN206801066U公开了一种浇筑模板温度控制系统，包括通水管路和与通水管路连通形成循环水路的加热及供水装置，通水管路至少包括铺设于浇筑模板上设置的导热管，导热管包括导热管本体、对应导热管本体底部固定设置的导热座和外包覆导热管本体外侧设置的保温层；本实用新型利用水传热来对模板加热，需要有供水装置，整体系统较复杂，且增加了浇筑模板的载荷。专利文献CN205259609U提出了一种冬季混凝土施工智能温控模板加热保温系统，包括模板，模板外包覆加热层，加热层外设置温度控制系统，温度控制系统与加热层连接，模板内部构成密闭的空腔，空腔内设置数个温度传感器，温度传感器上连接竖直的固定管，固定管上部与模板上部内壁连接，固定管内设置导线，温度传感器通过导线与温度控制系统连接，本实用新型将温度传感器埋入混凝土内部，然后控制模板外的加热层对混凝土加热，或者还有一些文献报道了在混凝土内埋置电阻丝，然后加热，这种方法将电阻丝或温度传感器永久埋入混凝土中，不可回收，且这种方法给技术、设备要求较高，也增加了施工的难度。专利文献CN203097276U提出了电加热保温模板，属于建筑施工模板，其特征是该电加热保温模板主要由木胶合板Ⅰ、泡沫板、保温棉层、木胶合板Ⅱ、电热带和连接木块组成，模板安装完毕并加固牢靠，浇筑混凝土后，将模板内的电热带接通电源即可使用。该方法简单和便捷，但模板需要定制，适用性不好，没有温控系统，不利于温度的控制。

为了使混凝土在低温条件下依然能够达到设计强度，在桥梁施工过程中必须对混凝土浇筑前和浇筑后的温度都进行有效的控制，但直接控制混凝土的温度存在一些问题，采取的措施是通过控制浇注模板来达到控制混凝土温度，因此有效控制入模至拆模前的浇注模板温度是十分重要的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种冬季施工浇筑模板的加热保温系统、保温方法、施工方法，该加热保温系统采用电加热的方式，对浇注模板进行加热保温，有效控制入模至拆模前的模板温度，从而控制混凝土的温度，温度控制精确，整体系统适用性强，可以应用于所有的浇注模板，特别适用于钢模板，系统稳定安全性好，满足冬季浇筑混凝土对模板温度的需求，施工结构简单，大大降低了施工人员的工作量。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种冬季施工浇筑模板的加热保温系统，包括：

加热层，所述加热层设置在模板的外侧，用于对模板进行加热保温，所述加热层包括若干条发热线；

温度感应器，所述温度感应器至少有一个，所述温度感应器设置所述模板外侧；

保温层，所述保温层包覆在所述加热层上；

温度控制系统，所述温度控制系统与所述加热层和所述温度感应器电性连接，用于控制加热保温系统。

本发明所述的冬季施工浇筑模板的加热保温系统通过电加热的方式，在模板外侧设有加热层，通电后发热丝发热，然后对模板加热，特别是钢模板，可以保证混凝土浇筑前模板的温度；在混凝土浇筑后，可以通过模板对混凝土传热，调控混凝土的温度，保证混凝土凝固时的温度符合设计要求，有效的控制混凝土质量，本发明的加热保温系统稳定安全性好，满足低温条件下浇筑混凝土对模板温度的需求，保证工程的施工进度，减少质量隐患。

作为本发明的优选方案，所述发热线为碳纤维发热线，所述发热线的电阻为10～80Ω/M，直径为1.5～4mm，碳纤维发热线不会随着温度的高低导致电阻跟着变化，发热稳定，耐腐蚀，抗拉力强，弯曲性能好。

作为本发明的优选方案，所述发热线通过热熔焊接或粘接排布在模板外侧，本发明中模板外侧是指模板中远离浇注混凝土的一面。

作为本发明的优选方案，所述温度感应器为热电偶，所述热电偶通过粘接在模板外侧。

作为本发明的优选方案，所述保温层包括保温材料，所述保温材料为岩棉保温材料、玻璃棉卷毡、聚氨酯泡沫材料、发泡水泥保温材料等，保温层包覆在加热层上用于减少热量的散失，降低整个系统电能的消耗，所述保温材料的导热系数为0.015～0.1W/m.K。

作为本发明的优选方案，所述保温层的厚度为20～200mm。

作为本发明的优选方案，所述保温材料的外层覆盖有锡箔，覆盖锡箔可以进一步减少热量的损失。

作为本发明的优选方案，所述温度控制系统包括温度显示器和温度控制器。

本发明的温度控制系统采用智能化自动控制，在温度显示器中设置预设温度，通过加热层对模板进行加热，通过温度感应器实时检测模板实测温度，然后将检测信号反馈到温度控制系统的温度控制器，温度控制器根据设置的预设温度与检测的模板实测温度对比结果做出电源输出和断开动作，从而控制发热线的工作状况，实现对模板温度的智能化控制。

作为本发明的优选方案，所述温度控制系统还包括漏电断路器，可以对整个加热保温系统进行漏电保护，安全性更高。

一种冬季施工浇筑模板的保温方法，所述保温方法包括在混凝土浇筑前提前1-3h开启浇筑模板的加热保温系统，在所述温度控制系统上设置预设温度，所述加热层内的发热线对所述浇注模板进行加热，通过温度感应器检测浇筑模板的实测温度，然后将实测温度反馈到温度控制系统，若实测温度低于预设温度，则发热线持续对所述模板进行加热，若实测温度达到或高于预设温度，则发热线停止工作并进行保温状态，所述模板的温度均匀性≤2℃；进行混凝土浇注时，持续开启所述加热保温系统；混凝土浇注后至模板拆模前，保持所述加热保温系统的开启，根据混凝土养护要求设置预设温度。

作为本发明的优选方案，在混凝土浇注的过程中，模板的温度保持与混凝土浇筑前一致。

作为本发明的优选方案，所述模板的预设温度为5～30℃。

作为本发明的优选方案，所述加热保温系统用于连续梁挂篮法的浇注模板。

一种浇筑模板冬季施工加热保温系统的施工方法，包括以下步骤：

S1、在所述模板的外侧施工所述发热线形成所述加热层，发热线通过热熔焊接或粘接固定在所述模板上，对所述加热层进行通断测试和绝缘电阻测试；

在所述模板的外侧施工所述温度感应器，所述温度感应器通过粘接固定在所述模板上；

S2、在所述加热层上施工所述保温层；

S3、将所述加热层的所述发热线和所述温度感应器用所述导线连接到所述温度控制系统，将所述温度控制系统与电源连通。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1、本发明的加热保温系统采用电加热的方式，对浇注模板进行加热，温度控制精确，可以保证混凝土浇筑前模板的温度；在混凝土浇筑后，可以通过模板对混凝土传热，调控混凝土的温度，保证混凝土凝固时的温度符合设计要求，有效的控制混凝土质量。

2、本发明的加热保温系统整体系统适用性强，满足低温条件下浇筑混凝土对模板温度的需求，可以应用于所有的浇注模板，特别适用于钢模板，加热保温系统施工结构简单，安全性高，大大降低了施工人员的工作量，减少质量隐患，保证工程的施工进度。

3、本发明的加热保温系统投资成本低、环保，可重复利用，系统自动化程度高，对热能的利用效率高，运行费用合理，减少人力管理成本，利于广泛推广使用。

附图说明：

图1为实施例1中加热保温系统正面截面示意图；

图2为实施例1中加热保温系统分解示意图。

附图标记：1-模板，11-底模；12-侧模；13-中心模；2-发热线；3-温度感应器；4-保温层；5温度控制系统；6-导线。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1

如图1-2所示，一种浇筑模板冬季施工加热保温系统，包括加热层，加热层设置在模板1的外侧，所述加热层包括若干条发热线2，所述模板1外侧设置有温度感应器3，温度感应器3至少有一个，所述加热层外侧还设置有保温层4，温度控制系统5与加热层的发热线2和温度感应器3通过导线6连接，用于控制加热保温系统。

如图1所示，浇注模板是连续梁挂篮法支架上的模板1，模板1包括了底模11板、侧模板12和中心模板13，在每个模板1的远离浇筑结构的一面都设置有加热保温系统，发热线2为碳纤维发热线，碳纤维发热线通过图2所示的之字形的铺设方式布置组成加热层，通过热熔焊接或粘接固定在模板1的外侧，本实施例中温度感应器3采用的热电偶，热电偶固定在模板1的外侧，在加热层上包覆有保温材料形成保温层4，保温材料可选岩棉保温材料、玻璃棉卷毡、聚氨酯泡沫材料或发泡水泥保温材料，可以减少热量的散失，降低整个系统电能的消耗。发热线2和热电偶均通过导线6与温度控制系统5电性连接，实现供电和控制，温度控制系统5包括温度显示器、温度控制器和漏电断路器，温度显示器用于设置模板1的预设温度和显示热电偶检测到的模板的实测温度，温度控制器用于控制加热层的工作状态，漏电断路器可以对整个加热保温系统进行漏电保护，温度控制系统5固定在连续梁挂篮法支架上，方便查看模板的温度且稳定性好。

实施例2

本实施例展示了一种冬季施工浇筑模板的保温方法，控制模板温度为5～30℃。在混凝土浇筑前，可以提前1-3h开启浇筑模板的加热保温系统，根据工程的要求，在温度控制系统5的温度显示器上设置模板1的预设温度，设定预设温度后，模板外加热层的发热线2就会发热并加热模板1，同时温度感应器会实时检测模板1的实测温度，实测温度也会显示在温度显示器上，然后将检测信号反馈到温度控制系统5的温度控制器中，温度控制器根据预设温度与实测温度对比结果做出电源的输出和断开动作，从而控制发热线2的工作状况，实现对模板温度的智能化控制。若实测温度低于预设温度，则发热线2持续工作对模板1进行加热，若实测温度达到或高于预设温度，则发热线2停止对模板1进行加热进入保温状态；在温度调节的过程中，模板1上设置了不同的温度感应器，用于测试不用区域模板1的温度，温度感应器检测到的不同区域的温度会有一定的差异性，当完成混凝土浇注前模板1的加热保温后，温度感应器的实测温度达到稳定，且不同区域的实测温度的温度均匀性≤2℃。

在混凝土浇注的过程中，可以不调整浇注模板1的预设温度，保持混凝土浇筑前模板1的预设温度。混凝土浇注完成后，因冬季施工，外界的温度会比较低，为了保证混凝土的强度，可以根据混凝土养护要求设置模板1的预设温度，对模板1加热后，通过模板1对混凝土传热，调控混凝土的温度，保证混凝土凝固时的温度符合设计要求，有效的控制混凝土质量。

实施例3

本实施例是实施例1中浇筑模板冬季施工加热保温系统的施工方法，碳纤维发热线的电阻为33Ω/M，直径为2mm，保温材料为岩棉保温材料，施工方法包括以下步骤：

S1、通过计算模板1保温和加热需要的功率确定单位面积上的布线距离，用粘接剂将炭纤维发热线均匀的布置到模板1的外侧上形成加热层，需要保证单位面积内的功率基本一致。在施工过程中确保发热线2不发生交叉和重叠。在施工发热线2的同时或者之后，在预先设计的温度测试点处将热电偶粘接到模板的外侧，将均匀布置好的发热线2和热电偶分头尾连接成束，标记号码、并做好保护措施，防止施工时损坏。将发热线2与热电偶分别与导线6连接，连接处用绝缘胶带或者热缩管进行绝缘保护。布置好加热层后，对加热层进行通断测试和绝缘电阻测试，合格后再下一步施工；

S2、在安装好炭纤维发热线上安装保温材料形成保温层4，本实施例采用的保温材料是外层覆盖锡箔、厚度为50mm的岩棉板材，为了方便安装，保温材料可以裁剪成一定尺寸，在进行清洁后的模板1上按200mm*200mm距离粘贴岩棉钉，把裁剪好的岩棉板材料安装到模板1上，用岩棉钉进行固定锁紧，在安装保温层4的过程中，保温材料与模板1需要固定锁紧，保证与板材紧密贴合，没有空隙，防止松动脱落；安装好后，保温材料形成的保温层4应该是一个整体，保温材料之间搭接位置应紧密连接，防止热量从缝隙损失；

S3、将加热层的炭纤维发热线和热电偶与温度控制系统5连接，同时对温度控制系统5做接地处理，然后连接到电源上；将温度控制系统5固定到连续梁挂篮法支架上，保证安装稳定。

加热保温系统安装完毕后，对整个系统进行使用前的调试检测，检测合格后即完成了加热保温系统的施工。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种冬季施工浇筑模板的加热保温系统，其特征在于，包括：

加热层，所述加热层设置在模板(1)的外侧，所述加热层包括若干条发热线(2)；

温度感应器(3)，所述温度感应器(3)至少有一个，所述温度感应器(3)设置所述模板(1)的外侧；

保温层(4)，所述保温层(4)包覆在所述加热层上；

温度控制系统(5)，所述温度控制系统(5)与所述加热层和所述温度感应器(3)电性连接，用于控制加热保温系统。

2.根据权利要求1所述的加热保温系统，其特征在于，所述发热线(2)为碳纤维发热线，所述发热线(2)通过热熔焊接或粘接在模板(1)上。

3.根据权利要求1所述的加热保温系统，其特征在于，所述温度感应器(3)为热电偶。

4.根据权利要求1所述的加热保温系统，其特征在于，所述保温层(4)包括保温材料，所述保温材料为岩棉保温材料、玻璃棉卷毡、聚氨酯泡沫材料、发泡水泥保温材料中的一种。

5.根据权利要求1所述的加热保温系统，其特征在于，所述保温层(4)的厚度为20～200mm。

6.根据权利要求1所述的加热保温系统，其特征在于，所述温度控制系统(5)包括温度显示器和温度控制器。

7.根据权利要求1-6所述的加热保温系统，其特征在于，所述加热保温系统用于连续梁挂篮法的浇注模板。

8.一种冬季施工浇筑模板的保温方法，其特征在于，所述保温方法包括在混凝土浇筑前提前1～3h开启权利要求1-6任一所述的加热保温系统，在所述温度控制系统(5)上设置预设温度，所述加热层内的发热线(2)对所述模板(1)进行加热，通过所述温度感应器(3)测定所述模板(1)的实测温度，然后将实测温度反馈到所述温度控制系统(5)，若实测温度低于预设温度，则发热线(2)持续对所述模板(1)进行加热，若实测温度达到或高于预设温度，则发热线(2)停止对所述模板(1)进行加热并进入保温状态；进行混凝土浇注时，持续开启所述加热保温系统；混凝土浇注后至所述模板(1)拆模前，保持所述加热保温系统的开启，根据混凝土养护要求设置预设温度。

9.根据权利要求8所述的保温方法，其特征在于，所述模板(1)的预设温度为5～30℃。

10.一种如权利要求1-6任一所述的加热保温系统的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在所述模板(1)的外侧施工所述发热线(2)形成所述加热层，对所述加热层进行通断测试和绝缘电阻测试；

在所述模板(1)的外侧施工所述温度感应器(3)，所述温度感应器通过粘接固定在所述模板(1)上；

S2、在所述加热层上施工所述保温层(4)；

S3、将所述加热层的所述发热线(4)和所述温度感应器(3)用导线(6)连接到所述温度控制系统(5)。

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