低温季节混凝土施工

1、.低温季节混凝土施工第一节低温季节混凝土施工要求和措施1. 低温季节混凝土施工期的确定1.1低温季节施工期标准 按照DL/T5144一2001水工混凝土施工规范规定， 凡工程所在地的日平均气温连 续5d稳定在5以下或最低气温连续5d稳定在一3以下时，即进入低温季节施工期。混凝土受到冻害仅仅和温度有关，与施工的地点无关，因此在规范中以日平均气温作为标准。气温稳定在气象学上是指在降温的低温季节连续5d通过某一温度，之后很难再恢复这一温度。气象部门可以提供气温稳定在某一温度的资料，对科学合理确定施工期较为方便。本章中涉及到的气温，除另有注明外，一律为日平均气温。 1.2低温季节施工期划分我国地域辽阔

2、，地形复杂，气候多变。应根据当地十年以上的气象资料确定低温施工期划分和天数，当缺乏当地气象资料时，可借鉴邻近地区的气象资料。目前，在国家气象局和各地气象台站的网站上大都有全国和各地气象资料的数据，可以检索查询。根据气象资料的分析，参考我国低温季节施工期划分略图和我国各地低温季节施工期参考表(见图 -1和表-1)，确定低温季节施工期和施工天数。工程实践证明，当室外日平均气温低于-10时， 施工费用比常温施工时增加50%以上，同时由于施工设备、建筑材料、施工各环节出现问题的机率成倍增加，使施工效率仅为常温施工的40%左右，而且工程质量也容易出问题，因此除工程特殊需要外不宜在低负温条件下进行混凝士施

3、工。2.低温季节混凝土施工基本要求2.1防冻和防裂(1)防止混凝土早期受冻。在低温季节，当气温低于O时，新浇混凝土内空隙和毛细管中的水分会逐渐冻结。由于水冻结后体积膨胀(约增加9%)，使混凝土结构遭到损坏，最终导致混凝土强度和耐久性能降低。因此，低温季节混凝土施工，首先要防止混凝土早期受冻。. v. v.表11我国各地低温季节施工期参考表工程所在地区施工期日平均温度施工天数(d)起止日期北部寒冷地区第区20以下20022010月初5月上旬第区16以下18020010月上旬4月中旬第区12以下16018010月中旬4月上旬第区8以下14016010月下旬3月下旬第区4以下10514011月上旬3

4、月中旬中部温和地区第区0以下5010511月底3月初第区5以下355012月底2月初(2)防止混凝土表面裂缝。低温季节浇筑混凝土,外界气温较低,若再遇气温骤降 (如寒流袭击),将由于混凝土内外温差过大,使混凝土表面产生裂缝。因此,混凝土的表面保温养护是十分必要的。(3)防止混凝土受冻胀力的破坏。一般在低温季节混凝土施工时不允许有外来水(包括拆模后)。但是,特殊情况有外来水时, 当有水体接触混凝土而水体冻结,将对混凝土结构产生冻胀力。如果混凝土结构设计时未考虑冻胀力的作用,应事先分析混凝土结构在冰的冻胀力作用下结构的安全性。当结构有可能被破坏时,应事先采取预防措施。例如, 在寒冷地区修建的混凝土

5、面板堆石坝的面板混凝土施工期越冬时,面板下游堆石体底部的积水必须采取可靠的措施进行处理,否则这部分积水结冰后冻胀将使混凝土面板破坏。常用的处理措施有两种方法,一是通过预埋的排水管用水泵持续排水,使其经常处于流动状态而不冻;二是在入冬前用保温材料覆盖混凝土面板(最好按设计要求回填面板上游的防渗粘土),保证面板下游的积水不会冻结。 2.2 混凝土允许受冻临界强度和混凝土的成熟度混凝土在正温养护下获得一定强度后再受冻,混凝土结构不致造成破坏,后期强度能 继续增长,最终强度可达28d龄期强度的95%以上。这种受冻以前所应具有的强度,称为 允许受冻的临界强度。混凝土允许受冻临界强度是低温季节混凝土拆模、

6、保温、检验混凝土质量的重要标准。DIJT5144-2001水工混凝土施工规范规定,混凝土允许受冻临界强度值应满足下列要求：(1)大体积混凝土不应低于7.OMPa(或成熟度不低于1800·h);(2)非大体积混凝土和钢筋混凝土不应低于设计强度的85%。关于大体积混凝土,目前仍没有统一的定义,用表面和系数M(定义见表9-4-1下 注)来表示仅仅是方法之一,但由于方法简单,我国北方施工企业的工程技术人员习惯使 用此法来划分大体积混凝土、用于热工计算,并在施工中以M<3来划分大体积混凝土。 目前,工业和民用建筑大体积混凝土使用得越来越多,一般在工业和民用建筑中,以M<5来划分大体

7、积混凝土。（注：M=A/V。其中, A混凝土构件表面积,m2；V混凝土构件体积,m3。）在工业和民用建筑施工中,JGJ104-1997建筑工程冬期施工规范规定,混凝土允许受冻临界强度,对于硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥混凝土不宜低于混凝土设计强度的30%,对于矿渣硅酸盐水泥混凝土不宜低于混凝土设计强度的40%。在低温季节施工,混凝土浇筑块在变化的低温状态下进行养护,其强度增长不同于实 验室条件下的情况。实践证明,混凝土在低温养护条件下,其强度为养护龄期与养护温度乘积的函数。乘积相等,其强度大致相等。这个乘积称为混凝土成熟度。采用混凝土成熟度作为检验低温季节混凝土是否达到允许受冻临界强度的标准和确定

8、拆模时间比较方便。泊格施特(S.C.Bergstrom)根据绍尔(Saul)理论建立了混凝土成熟度函数式,混凝 土成熟度可按此式进行计算。函数式是： N = （T+10）aT （1-1）式中 N一一混凝土成熟度,·h；T一一养护时段混凝土的平均温度,;T一一温度为T的持续时间,h。这个公式曾被广泛应用,但实践证明,其误差较大在桓仁水电工程施工中提出了以下的计算公式: N = （T+X）aT （1-2）X一一试验常数,与水泥特性有关,普通硅酸盐水泥X=5,矿渣水泥X=8,使用不同的水泥应按配合比通过试验确定X值;其他字母含义同前。在桓仁、回龙山、白山等水电施工工地上一直沿用成熟度180

9、0·h作为混凝土允许受冻标准,并用于确定拆模时间。国内科研单位对国产的施工材料进行了大量的研究后提出了等效龄期法计算混凝土成熟度。有等效龄期法确定混凝土强度宜按下列步骤进行：(1)用标准养护试件的各龄期强度数据,经回归分析拟合成下列形式曲线方程: =ae-b/D （1-3）式中f一一混凝土立方体抗压强度,MPa;D一一混凝土养护龄期,d;、b一一回归分析拟合参数;e一一自然对数底,e=2.71828。(2)根据现场实测混凝土养护温度资料,用公式(1-4)计算混凝土已达到的等效龄期 (相对于20标准养护时间),以等效龄期t作为D代人公式(1-3)即可计算出强度。t=（aTtT） （1-

10、4）式中t一一等效龄期，d;T一一温度为T的等效系数,按表1-2采用和图1-2；tT一一温度为T的持续时间,d。表12温度T与等效系数aT关系表温度T()等效系数(T)温度T()等效系数(T)温度T()等效系数(T)503.1628l.456O.43493.0727l.395O.40482.9726l.1340.37472.8825l.273O.35462.80241.222O.32452.7l231.1610.30442.6222l.llOO.27432.542ll.05-1O.25422.46201.00 -2O.23412.38190.95-3O.2l402.30l80.91 -4O.2

11、0392.22170.86-5O.18382.14160.8l-6O.16372.07l50.77-70.l5361.99140.73-80.l4351.92130.68-9O.13341.85120.64-10O.12331.78ll0.61-110.11321.71100.57-12O.11311.659O.53-13O.10301.5880.50-14O.l0291.5270.46-15O.093. 低温季节混凝土施工措施按照工程所在地区的气象资料，编制专项的施工组织设计和施工技术措施，保证浇筑的混凝土满足设计要求。需要研究确定低温季节施工的起止日期，要求进行以下方面的工作，以便做好施工

12、准备： 环境及各环节的热工计算;保温材料的调查和确定;外加剂(引气、防冻剂)的确定; 对掺有外加剂的碱骨料的试验,确定配合比; 确定混凝 土质量检查、测量的方法及设备; 确定成熟度计算混凝士的临界强度值; 确定气温骤 降的施工保护措施等。低温季节混凝土工程施工设计和施工措施设计的具体内容应至少包括：(1)正确布置骨料储存及堆放系统,如堆料场理式,温度、湿度的控制,骨料运输方式,以及相应的保温措施等。(2)选择骨料预热方法,确定骨料预热数量和预热温度。(3)选择混凝土拌和系统和运输设备的保温措施。(4)确定混凝土浇筑块体尺寸(面积和高度)与块体升高速度。(5)研究确定混凝土浇筑施工暖棚型式、仓面

13、温度要求、混凝土浇筑与养护方法,以及地基表面的加温措施,并应有防火措施。(6)选择保温模板型式和拆模后的保温防裂措施。(7)准备测温仪器确定测温方法及组织管理。(8)确定采暖方式、采暖温度与供热系统的布置,选择供热锅炉设备。(9)编制各项保温材料、燃料、施工设备、劳动力等计划。(10)编制施工进度计划,核算低温季节施工增加费用。第二节低温季节混凝土施工供热系统1.施工供热大、中型水利水电工程混凝土低温季节施工时,应采用蒸气锅炉集中供热,以保证各施工环节的采暖需要。施工供热系统的范围包括:施工建筑物的采暖,骨料预热以及其他原材料的加热,浇筑生产的供热(浇筑仓面、暖棚或蒸汽养护)等。参见东北某工程

14、的供热系统工艺示意图21。1.1供热系统的布置混凝土低温季节施工供热系统的布置,要根据运输条件、施工现场的地形与主体工程和施工系统的布局等情况,经过技术经济比较后,再确定方案。首先应选择集中供热方案,锅炉位置应设在供应中心，距主体工程供热管路应最短，热量损失应最小，而且应注意环保，供热系统布置参见图 22。1.2 供热系统的锅炉及附属设备 锅炉类型选择供热系统的主要设备是锅炉。锅炉类型的选择,要考虑满足以下几个方面：(1)锅炉应能保证低温季节施工中最大热负荷的要求,并且供热介质(蒸汽或热水)也要满足低温季节施工的需要；(2)锅炉应有较高的热效率,锅炉蒸发量能有效地适应负荷变化的要求；(3)应有

15、较低的基建投资和运行管理费用,锅炉设备向尽可能就地就近订货; (4)宜选用适合施工现场便于安装、维护、迁移的锅炉；(5)尽量选用对水质标准要求较低,适应本地区煤种的锅炉。1.2.2锅炉类型常用的锅炉有立式锅炉、卧式锅壳锅炉、卧式快装锅炉、水管锅炉和沸腾锅炉。(1)立式锅炉适用于工地临时用汽或用汽量不大、工作压力雯求不高的场所,它具有基础简单、占地面积小、移运方便、安装迅速、操作容易(人工加煤)及投资费用少等特点。但因其热效率低,如保养、使用不良易发生事故,故现属于淘汰锅炉,一般不提倡使用。(2)卧式锅壳锅炉适于蒸汽采暖工程,它具有结构简单汽压稳定、操作容易、对水质标准要求不高等特点,但承受压力

16、低,燃料消耗大,锅炉效率不高。(3)卧式快装锅炉具有结构紧凑、 体积小安装容易、便于移运、对地基安求简单投资较省、锅炉热效率高, 以及对燃煤品质适应范围广等特点。但其对水质要求高,而且由于蒸发率高, 水容量小,因此在负荷突然变化时,易产生汽水共沸现象。水管锅炉适用于大型工业，蒸发量2030t/h，蒸汽压力可达2.5MPa。(5)沸腾锅炉的优点是可烧元烟煤和劣质煤,汽压稳定,出力高,供热有保障。缺点是土建和安装工程量较大。 1.2.3锅炉产品的铭牌型号和代号 (1)国产工业的锅炉型号由三部分组成,各部分之间用短横线相连,见图23。(2)锅炉本体型号、燃烧方式和燃料种类的汉语拼音字母代号见表21。

17、(3)锅炉产品的铭牌型号的举例说明。"KZL413W锅炉"中各符号含意为:K一快装;Z一纵锅筒;L一链条炉排; 4-蒸发量4t/h; 13一工作压力13kgf/cm2(1.3MPa)；W一适用于无烟煤。"SHL2013/3001锅炉"中各符号的含意为:SH一双汽包横置式;L一链条炉排;20一蒸发量20t/h;13一工作压力13kgf/cm2 (1.3MPa);300一过热蒸汽温度为300;1一第次修改设计或改变设计煤种。1.2.4水电工地常用锅炉和较大型锅炉型号及性能(见表2-2和表2-3)表21锅炉本体型号、燃烧方式和燃料种类代号锅炉本体型号、燃烧方式

18、和燃料种类代号立式水管LS（立、水）双汽包横置式SH（双、横）立式横火管LH（立、火）单汽包纵置式DZ（单、纵）卧式内燃WN（卧、）双汽包纵置式SZ（双、纵）卧式外燃WK（卧、快）卧式双锅筒WS（卧、双）卧式快装KZ（快、纵）双横汽包HH（横、横）立式快装KL（快、立）热水锅炉RS（热、水）燃烧方式代号固定炉排G（固）振动炉排Z（振）活动手摇炉排H（活）往复推动炉排W（往）链条炉排L（链）燃汽炉Q（汽）抛煤机P（抛）燃油炉Y（油）燃烧种类代号无烟煤W（无）褐煤H（褐）烟煤A（烟）煤矸石S（石）贫煤P（贫）油Y（油）劣质烟煤L（劣）气Q（气）表2-2工地常用小型锅炉序号锅炉名称型号蒸发量(t/h

19、)工作压力(MPa)产地1立式简易煤气锅炉LSG0.7-7,Q2O.7O.7 阳2立式简易煤气锅炉ISGO.4.8.2O.4O.8西 安3立式横水管锅炉LSA0.2.4.AE3O.2O.4上 海4立式锅炉UC0.2.09·A HO.2O.09鞍 山5立式火管锅炉LHSL0.91O.09鞍 山6双锅筒双层炉排快装锅炉KHSS0.51-AO.5O.77双层炉排卧式整装锅炉DZN1-81O.88卧式快装锅炉KZG0.2-5O.2O.59卧式快装锅炉KZG0.810卧式链条快装锅炉KZLl-81O.811立式链条快装锅炉KLI2.1321.312卧式链条快装锅炉KZIA-13

20、-A I(D)41.313卧式外燃往复炉排锅炉WWW1-7-A皿21O.7 续表序号锅炉名称型号蒸发量(t/h)工作压力(MPa)产地14卧式外燃往复炉排锅炉WWW1-7-A皿22O.715快装双横锅筒往复炉排锅炉KHW 2-7-A20.716往复炉排快装锅炉KZW 1-810.817往复炉排快装锅炉KZW 2-1321.318往复炉排快装锅炉KZW 4-1341.319卧式内燃链条锅炉WNL 2-13-A21.3天津20卧式内燃链条锅炉WNL 4-13-A641.3天津21双锅筒纵置式往复炉排锅炉SZW 2-8-A20.822双锅筒纵置式往复炉排锅炉SZW 4-8-A40.823汽水两用锅炉

21、SZW1202-13/150-H(A)21.324汽水两用锅炉SZW601-13/150-H(A)11.3表23 水利水电工程工地常用锅炉的技术性能序号项 目单位A(KZG)B(KZL)C(SZP)D(SZD)沸腾锅炉1型 号1-82-84-86.5-1310-1310-25密孔板风帽风帽2额定蒸发量t/h1246.5101048123蒸汽压力MPa4蒸汽温度(饱和)174.5174.5174.5194194225174.5174.5174.55锅炉总受热面积m220621102503052121292073036辐射受热面积m223.94

22、0417对流受热面积m2180.6265171107.31732488沸腾受热面积m26.41420.79悬浮受热面积m215.52034.510省煤器受热面积m212.527.894.495.294.442907711空气预热器受热面积m253.7512炉排面积m21.810.69.513炉室容积m223.627.63614排烟温度26025020020020018020020020015烟气阻力(以水柱高度计)mm76.385.518018018018016布风板面积m20.52.643.617开孔率8.4%2%18锅筒直径mm1200150018321000100

23、0100010001000100019锅炉长度m4.04.66.347.309.409.205.505.707.8020锅炉宽度m1.852.152.513.803.943.833.354.003.8021锅炉高度m2.622.903.807.3510.06.004.284.105.7022锅炉容水量m8.149.509.506.708.0010.223锅炉重量t7.810.72616.53852.524烟囱直径mm28030040060080080025适用煤种烟 煤贫煤褐、劣质、无烟煤注：A-卧式快装锅炉； B-卧式快装锅炉；C-双纵汽包抛煤机水管锅炉；D-双纵汽包抛煤

24、机倒转炉排水管锅炉。1.2.5锅炉数量在确保选定的每台锅炉均能经济高效运行的条件下选择锅炉的数量，以适应不同负荷的需要。一般锅炉的经济负荷是额定蒸发量的70%80%。锅炉的数量，最少应选用两台，人工加煤的锅炉不宜超过5台；机械化加煤的锅炉最好安装24台。1.2.6附属设备高压鼓风机、引风机、水泵、水处理设备、热工仪表等附属设备，可参照有关的产品标准目录选用，不必另行计算。散热器的选型要根据房屋类型、耗热量大小来确定。低温季节施工生产系统的管理房屋，例如车库、王地试验军等耗热量不大的建筑，可用暖气片厂生产的定型散热器，如大60片式铸铁散热器等。特殊要求的部位,如拌和楼需设热风幕，可采用暖风机。暖

25、棚、取暖廊道等耗热量大的部位,可根据热工计算采用自焊无缝钢管的散热排管。对骨料预热仓,因结构构造形状有别于其他建筑，而且对散热器的抗碰砸及耐磨强度要求很高,需自制斗形排管采暖。1.3 锅炉蒸汽量计算选择施工供热系统的蒸汽锅炉,需要进行有关的热工计算,求得整个低温季节施工所 需的最大小时总热负荷,计算出需要的锅炉蒸汽量并根据煤质等条件,选出合适的锅炉型号。 低温季节施工最大小时总热负荷包括生产系统的房屋采暖和生产各环节耗热两部分。而水电工程施工的生产环节耗热有原材料预热和施工养护两项。最大小时总热负荷计算按下式：Q = k0（k1Q1+k2Q2） （2-1）式中Q一一低温季节施工的最大小时总耗热

26、量,kJ/h;Q1、Q2一一房屋采暖和生产环节小时耗热量,kJ/h;ko、k1、k2一一管路热损耗、采暖、生产环节耗热同时使用系数，k0取1.11.5；kl取1.0； k2取0.70.9。根据计算得出的Q，换算成蒸汽热负荷d，就可选择锅炉型号。Q与d换算公式为：d=Q/(2-2)式中d一一蒸汽量，t/h；一一水的汽化热，锅炉型号可根据锅炉压力查饱和水蒸汽物理特性表2-4选用，对低压蒸汽可取2100kJ/kg(500kcal/kg)。 表 24 饱和蒸汽物理特性绝对压力(MPa)饱和温度()蒸汽密度(kud)含热量(kJ/kg)汽化热(kJ/kg)水蒸汽0.0145.45O.067l90.302

27、583.382393.08O.0259.67O.128249.752608.922359.170.0368.680.188287.482624.4l2336.930.0475.420.246315.742635.722319.980.0580.86O.303338.562644.512305.950.0685.450.360357.862652.462294.600.0789.45O.415374.692659.162284.470.0892.99O.471389.602664.602275.000.0996.180.526403.042669.632266.590.1033100.00.62

28、0418.682676.622256.690.2119.61.109502.422704.672203.930.3132.91.621556.842725.612164.580.4142.92.124602.902738.172135.270.5151.12.620636.8l2747.802110 .150.6158.13.111666.962756.172088.790.7164.23.600693.752762.872069.120.8169.64.085717.622768.312050.690.9174.54.568738.972772.922033.951.0179.05.0517

29、59.072777.l02018.461.1183.25.531777.492780.452002.971.2187.16.013794.652783.801989.151.4194.06.974826.062789.251963.191.5197.07.45084l.552792.601951.052.0211.09.850904.352800.971842.19通过式(2-2)计算出低温季节施工所需要的蒸汽量,但选择什么样的蒸汽压力锅炉合适,要根据热力管道输送距离决定。一般工地使用的都是低压蒸汽锅炉，蒸汽压力为如果工地较大管道输送距离超过300m,蒸蒸汽压力的选择可参考表93-1再根据表表

30、 25 工地热负荷常用的蒸汽压力输送距离(m)蒸汽压力(MPa)输送距离(m)蒸汽压力(MPa)3000.030.05100020000.306000.102000O.4010000.2    2. 热负荷计算2.1室外和室内温度的确定进行锅炉选型的热负荷计算，并不要求十分精确，能满足需要就可以。在计算热负荷之前，需要知道低温季节施工期室外温度和生产系统房屋的室内温度，以作为计算依据。 2.1.1室外温度Ta大、中型水利水电工程，一般均位于偏僻山区，该地区气象情况复杂。有关采暖计算的室外温度资料，又以城市为准(气象观测站大多在城镇)，不能满足工程实际情况，对室外温度的确定可

31、按式(2-3)计算。式中累年温度可选用510年本地区的气象资料。Ta = 0.57Tm+0.43Td (2-3)式中Ta-一室外计算温度,；Tm一一累年最冷月平均温度,;Td一一累年最低日平均温度,。2.1.2室内温度Ti 水利水电工程生产系统的各类房屋,由于使用条件的不同,对温度的要求也不一样。大概分三类:一类是工人操作房屋,根据工作性质,室内温度为1020;二类是机械、设备保温要求为主的房屋,如泵房、车库等,室内温度在15左右；三类是生产用房, 保证最低温度为正温即可,如皮带廊道等,一般室内温度为25。水电工程生产系统主要房屋(库、棚)室内温度列于表2-6供参考。表26生产各系统的温度要求

32、序号部位名称温度要求()序号部位名称温度要求()混凝土拌和、运输8皮带机廊道51骨料预热仓5l59工地试验室202水泥储存罐不采暖混凝土浇筑、养护3拌和楼101810仓面准备54外加剂间16ll清基,基础加热255洗棍凝土罐房1012仓面浇筑56空压机,泵房1513暖棚施工5107车 库1014仓面养护52.2生产系统房屋采暖耗热量Ql计算 采暖耗热量的对象主要是指在低温季节施工的房屋建筑。耗热量计算有详、略两种。如果各房屋设置采暖散热器需详算,可参阅有关采暖方面的书籍进行。本书介绍如何选择供热锅炉,略算即可。粗略计算采暖耗热量有很多种方法,此处介绍按单位热指标q进行计算的方法。同类建筑物当采

33、暖室内外计算温差TiTa=1时单位体积的平均耗热量,称为此类建筑物的单位热指标,也叫热特性指标。它与建筑物的类型、体积等因素有关。水利水电工程生产系统各类房屋的单位热特性指标可参考表2-7。表2-7生产系统各类房屋单位热特性指标建筑物名称室内采暖 温度Ti()建筑物体积V(m3)单位热特性指标qkJ/(m1·h·)备注拌和楼101810000以内3.5仅称量间18骨料预热仓51510000以内2.5皮带机廊道(地上)5155000以内10.5皮带机廊道(地下)55000以内6,0皮带机节点房51000以内10.5空压机房550001000002.550水泵房l6500010

34、0003.55.O外加剂房161000以内5.O罐车、机车库105000以内3.54.0材料保温库55000以内2.5机修车间165000以内3.5锅炉房165000以内3.0工地试验室16201000以内4.0食 堂185000以内3O 5.O浴 池251000以内4.O卫生所181000以内4.0值班休息室161000以内4.O采暖耗热量计算见下式:Q1=qV(Ti -Ta)(2-4)式中。Q1一一房屋采暖耗热量,kJ/h;q一一单位热特性指标,kJ/(m3·h·);V一一建筑物的外轮廓体积,m3。2.3 生产环节耗热量Q2计算 生产环节耗热量包括原材料预热和混凝土浇筑

35、养护,其生产耗热量为: Q2=Q2+ Q2(2-5)式中Q2一一生产环节耗热量,kJ/h; Q2一一原材料预热耗热量,U/h;Q2一一施工养护耗热量,kJ/ho2.3.1原材料预热Q'2计算原材料预热,首先要明确需预热的品种、预热的规模和方量,这要根据低温季节施工的生产强度、施工配合比才能确定。一般在不太低的温度下仅需预热水,随着气温的降低,则需要预热细骨料,再则是粗骨料。原材料的预热温度,由要求的人仓温度(混凝土浇筑)、运输温度损失决定。一般要求的人仓温度+运输损失温度=混凝土出机口温度。反算出各种原材料应该预热的温度。不同原材料预热温度要分别计算。(1)骨料耗热量计算:Qg=Vc

36、G0.84（T1T0）Pg（3352.1T04.2T1） （2-6）式中 Qg一一骨料预热耗热量,kJ/h；Vc-混凝土生产量,m3/h；G一一每立方米混凝土中骨料的质量,kg/m3；0.84一一骨料(粗、细)比热容,kJ/(kg·)；2.1一一冰的比热容,KJ/(kg·)；4.2一一水的比热容,kJ/(kg·)；pg一一骨料的含水率,%；T0一一预热前温度,；T1一一预热后温度,；335一一冰的溶解热,kJ/kg。大、中型水利水电工程骨料预热分二步:第步,骨料从储存场运到预热仓进行预热,温度达到正温(般5)；第二步,在拌和楼内骨料仓中再预热到需要的拌制温度。 计

37、算拌和楼内骨料仓的起热量,因骨料已成正温,所以公式中Pg （3352.1T04.2T1）取消,而将骨料预热温度值变成再预热的初始温度。计算骨料预热仓的耗热量时应注意:当不考虑骨料含水时,粗、细骨料可加在一起,不需计算含水量由冰溶解成水再升温的耗热量部分；考虑骨料含水时,因粗、细骨料不同,需分别计算后相加；如骨料中的粗、细骨料预热温度不一样,也需分别计算耗热量后再相加。(2)水预热的耗热量计算:Qw=4.2VCS(Tl-T0) （2-7）式中Qw一一水预热的耗热量,kJ/h；S一一每立方米混凝土的用水量,kg/m3;其他字母含义同前。2.3.2生产耗热量Q2 计算在低温季节混凝土施工养护中,暖棚

38、法和蒸汽法需要用蒸汽加热,而大中型水利水电工程又以暖棚法为主,所以在锅炉选型的热负荷计算中仅考虑暖棚的耗热量。 根据低温季节施工措施可知,施工高峰时需要搭设几个暖棚,以计算最多暖棚施工时的耗热量。在未能详细计算暖棚和蒸汽养护混凝土的耗热量时,可用估算耗热量的办法,估算值参见表2-8。如低温季节施工准备蒸汽养护100m3混凝土,则每小时耗热量Qv=1×105×100=1×107(kJ)；有暖棚体积3000m3,则每小时耗热量Qw=3000/100×2.5×104 = 7.5×105(kJ)表 28暖棚法、蒸汽法耗热参考值名称单位每小时耗

39、热量热量(kJ)蒸汽(kg)蒸汽养护混凝土m3l×l0545暖棚体积100m32.5×l0412对混凝土浇筑施工中尚需耗热的仓面准备、清基、基础加热,用与单个暖棚耗热量的关系来考虑。生产耗热量Q2 计算见下式: Q2 =(n+kc)Qw+Qv （2-8）式中Q2 一一生产耗热量,kJ/h; n一一暖棚数量,个;kv一一仓面准备与暖棚耗热量关系, 即一个仓面准备耗热量相当于单个暖棚耗热量的半,取0.5。3. 锅炉选型计算某水电工程低温季节施工需进行锅炉选型。3.1 已知条件(1)该工程地区没有气象观测站,从所在县查得5年内气象资料:最冷月平均温度Tm=-20.4,最低日平均温

40、度Td=-28。(2)生产系统各类房屋的室内采暖温度和体积列于表29。(3)混凝土生产量与材料消耗量。根据低温季节施工混凝土拌和楼生产能力和浇筑强度,确定生产量为30m3/h；按照混凝土配合比各种原材料列于表2-10,其中碎石不含水,砂含水3%;水温为5,骨料(粗、细)料堆存放温度为16。(4)施工供热采用蒸汽锅炉。施工养护方法,以暖棚为主。施工高峰时每天有5旷的预制件要进行蒸汽养护。暖棚结构尺寸高4.Om、宽11.Om、长12mo施工高峰时要保证有两个暖棚浇筑,一个仓面准备。(5)拌和楼距浇筑坝体700m,预计运输温度损失1015,入仓和覆盖前温度分别不低于10和5。设计出机温度为25。 (

41、6)出机温度,经热平衡公式计算,材料预热达到要求的温度为:水70、砂15、碎石23(水泥不预热,设计温度为2)。(7)锅炉用煤可使用本地出产的烟煤。表2-9表2-10编号建筑物名称Ti()V（m3）1拌和楼1040002骨料预热仓530003皮带机廊道(地上)560004试验室等服务房屋1821005各类车库、车间152000原材料名称单位材料使用量(kg/m3)砼生产量30m3/h时材料量(kg)水泥2527560碎石141342390砂 子590177水13139303.2 选型计算3.2.1确定室外温度 Ta = 0.57Tm + 0.43Td = -23.7()取Ta=一24。计算结果

42、见表210。 Q1 = Q = 632.15×104（kJ/h）表2-10Q1计算结果编号建筑物名称QkJ/(m3·h·)Q·VkJ(h·)TiTa()Q(kJ/h)Q(×104kJ/h)拌和楼3.5l40003447600047.602骨料预热仓2.575002921750069.353皮带机廊道(地上)10.563000291827000252.054试验室等服务房屋48400423528000604.855各类车库、车间3.5700039273000632.l5注： q从表2-7查得,建筑物体积V见表29。3.2.3 Q2计算(

43、1)Q2计算。因碎石不含水,砂含水,预热温度不一样,所以碎石和砂的耗热量需要分别计算。1) 从料堆到骨料预热仓耗热量的计算:碎石:Q1=VCG(Tl T0)=74.8×104(kJ/h)砂:Q2=VC G 0.84(T1-T0)+Pg (335-2.1T0+4.2Tl)=52.O×104(kJ/h)2)从预热仓到拌和楼骨料仓内升温耗热量的计算:碎石:Q3=0.84VCG (TlT0)=64.O×104(kJ/h)砂：Q4=0.84VC G (T1T0)=14.9×104(kJ/h)所以 Qg = Q1Q2Q3Q4 = 205.7×104(kJ/

44、h)3)水预热耗热量:Qs=4.2VCS(TlT0)=107.3×104(kJ/h)所以Q2 = Qg+ Qs = 205.7×104+107.3×104=313.0×104(kJ/h)(2)计算Q2:根据表2-8暖棚法、蒸汽法耗热量参考值Qw=(4×11×12)/100×2.5×104(n+kr)=33.0×104(kJ/h) Qv = 5×1×105 = 50×104(kJ/h)所以Q2=Qw+Qv=83.0×104(kJ/h) = 83×104(kJ

45、/h)3.2.4总热负荷Q=k0(k1Q1 +k2Q2)式中：k0取1.1,k1取1.0,k2取0.7。换算成蒸汽量: d=Q/=k0(k1Q1 +k2Q2)/=4.76(t/h)取d =5t/h3.2.5锅炉选型 根据蒸汽量d =5t/h,适用烟煤的锅炉,参考表2-5中对蒸汽压力的要求和不宜使用一台锅炉的规定,从常用锅炉技术性能表2-3中选定型号KZG-2-8卧式快装锅炉3台。3台KZG-2-8额定蒸发量6t/hd = 5t/h第三节低温季节混凝土生产1. 保温采暖温度要求低温季节混凝土拌和与浇筑仓面各部位,一般均应处于正温状态。具体要求参见表66。2.骨料供应与预热2.1骨料储备和保温混凝

46、土施工进入低温季节以前,应做好骨料储备、保温和预热等准备工作。2.1.1砂石骨料开采加工人工骨料开采、破碎可全年生产。 骨料的水下采挖和筛洗加工,负温条件下一般均停止生产。因此,低温季节混凝土施工需用的骨料,必须在进入低温施工期以前筛洗加工完毕,堆存备用。2.1.2混凝土骨料储备量 可根据低温季节混凝土浇筑量,按下式估算: W=1.25ke(Va + Vb)(3-1)式中W一一骨料储备量,m3;ke-每立方米混凝土骨料用量系数,水下开采取1.3,其他方式开采取1.5；Va-低温季节混凝土总浇筑量,m3;Vb一低温季节月平均混凝土浇筑量,m3;l.25一一不均匀系数。2.1.3骨料堆保温防冻 骨

47、料堆应尽量覆盖保温,不能保温时要及时清除冰雪。当气温低于-15时,不保温的骨料堆将出现冻层。为防止骨料堆多次冻结,应集中使用卸料口,以便推士机破除冻层和推送骨料。 2.2骨料预热根据工程实践,较经济合理的预热标准可在日平均气温-5时,考虑加热骨料。骨料可以在料堆或储料仓内加热,亦可利用解冻室加热。热风可以用于直接加热,热水一般 用于间接加热。2.2.1用蒸汽和热水间接加热在砂石料层内埋设钢排管,通过管壁进行热交换。排管一般采用50100mm的厚壁无缝钢管,可以水平或垂直布置,管距不宜小于0.5m。垂直布置对粗细骨料均适用,水平布置一般用于砂的加热。为了提高砂的加热效果,可以在加热管下面喷射压缩

48、空气,利用空气在砂内扩散传热。使用蒸汽和热水间接加热骨料的方法具有适应性强、含水量稳定的优点,在水电工程中应用较多。缺点是钢管磨损严重,气温在-10以下时,加热管要设置在储料仓内,土建工程量比较大。2.2.2用热风直接加热利用热风炉提供高温热风,通过埋在料层中的风管直接吹入加热骨料,方法简单,可降低含水量。热风加热的蒸发量可按含水量的25%计。缺点是热风的热容量较小,加热时间长,仅适用于大中石的加热。热风还可以直接吹入旋转鼓桶内加热,加热速度快而均匀,特别适用于小石和砂的加热。 骨料加热的各种方法必须进行热工计算和结构单体设计,具体计算方法可以参考采暖通风设计资料。3.混凝土拌和3.1一般要求

49、(1)拌和混凝土前,应用热水或蒸汽冲洗拌和机,并将积水或冰水排除,使拌和机体处于正温状态。混凝土拌和时间应比常温季节适当延长,延长时间由试验确定,一般延长20%25%。(2)提高混凝土的出机温度,首先考虑用热水拌和(在一般情况下,拌和用水温度每提高5,混凝土约升温1),当热水拌和尚不能满足要求时,再加热砂石骨料。水泥不得直接加热。(3)用热水拌和,水温一般不宜超过60。超过60时,应改变拌和加料顺序,将骨料与水先拌和,然后加入水泥拌和,以免水泥假凝。 (4)骨料最高温度不宜超过60。若可以采用不加热的骨料时,则骨料中绝不能混有冰雪,且表面不能结冰。 (5)外加剂溶液不能直接用蒸汽加热。3.2 混凝土出机温度混凝土出机温度取决于各种组成材料拌和前的温度,混凝土出机温度应满足规范规定的最低浇筑温度与混凝土运输、装卸、浇筑、振捣过程中温度损失之和。同时应考虑混凝土注入模板