蒸汽加热法在混凝土冬季施工中的应用

【摘要】某些工程为了赶进度、保工期，混凝土施工即便在冬季也必须进行。冬季气温低下，尤其是在我国的北方地区，受低温的影响，混凝土现浇构件往往会被早期冻害，导致工程的耐久性和安全性大大降低。为了维持混凝土高性能和高强度，在冬季施工时，就必须对混凝土进行技术处理。本文在分析了施工的原理和当前混凝土冬季施工具体工艺的基础上，阐述了蒸汽加热法在混凝土施工中的应用。

【关键词】蒸汽加热法；混凝土；冬季施工；应用

一、混凝土的定义

混凝土指由无机的、有机的或者无机和有机复合的胶结材料、粒状骨料、水以及其它外掺剂组成的复合材料，混凝土具有一定耐久性、强度和刚度等性能。混凝土中的骨料是砂、石，起骨架作用。水和水泥形成的水泥浆把骨料表面包裹起来，并填满其中的空隙。水泥浆在硬化前起着润滑的作用，使得拌合物具有和易性，极大的方便了施工。骨料和硬化后的水泥浆胶结在一起，构成一个坚固的整体。

二、混凝土冬季施工的特点

1.混凝土质量问题往往很隐蔽和滞后。冬天建设混凝土工程，往往在春季才开始暴露出问题，很难对事故进行处理，事故小的可以修补，但是严重的就必须重来。这种隐蔽性和滞后性一方面给工程造成损失，一方面大大缩短了工程的使用年限。

2.混凝土冬季施工具有准备工作时间性和计划性强的特点。如果准备时间短，计划不够周密，再加上仓促施工就很容造成质量事故。

三、冬季混凝土施工养护的必要性

混凝土工程在室外温度连续120小时不到5摄氏度时，就要采取相应的冬季施工措施，同时也必须采取有效措施防止气温突然下降造成的冻害。否则，冻融现象会使混凝土的强度增长幅度大大降低。极大损害混凝土后期的耐久性和安全性。

根据自身温度的不同，混凝土在冬季施工中大体可以分为以下三类：造强混凝土、冷混凝土和负温混凝土。

若要让混凝土完全不遭受冻害，混凝土施工在北方寒冷地区进行时，保温材料的需要量就要大大增加，同时还要采取各种各样的措施进行防护，工期也会随之延长。有关研究成果表明，混凝土只要在受冻钱强度达到一定值，后期的各种性能都不会受太大影响，完全可以满足使用要求和设计强度。

四、蒸汽加热法的涵义

蒸汽是利用蒸汽间接或者直接的养护新浇筑的混凝土，让混凝土结构四周被湿热包围，使混凝土加速硬化的方法。这种方法不会引起火灾而且可以达到均匀加热的效果，而且成本很低。掺和料的种类和水泥熟料的矿物决定着蒸汽加热在混凝土施工中的效果。

五、蒸汽加热法在混凝土冬季施工中的应用

混凝土的加热情况主要分为以下两种：一是把蒸汽作为热量的载体，再有散热器把能量传递给混凝土，升高混凝土的温度，常见的有热模法和毛管法。二是蒸汽直接接触混凝土，利用蒸汽所带有的湿热让混凝土得到养护，内部通气法、蒸汽套法以及蒸汽室即属于此类。

（一）常用方法

1. 热模法

热模法是将蒸汽杆配置在模板外，f管内通蒸汽是模板受热，从而给混凝土加热的方法，这种方法属于间接加热。一般情况下为了尽可能少的损失能量，还需在模板外设置一层保温层。热模法具有容易控制温度、耗气量小、养护时间短、加热均匀等优点。但设备费用比其他方法高，一般在柱、墙和框架结构的防护中使用。

2.蒸汽套法

在构件模块之外用木板之类的材料做成蒸汽套，然后通入蒸汽让混凝土受热（模板与蒸汽套间大约留15cm的空隙件），这种方法叫做蒸汽套法。蒸汽套法的加热效果由保温构造决定，能较好的控制混凝土的温度。缺点在于成本高，预应力锚具设施较为复杂。适用于加热肋型楼板、现浇梁柱等整体结构。

3. 棚罩法

棚罩法又叫蒸汽室法，它是在把能拆卸的蒸汽室健在县城结构物的周围，如用木材、篷布等包围材料在预制构件的周围做成密封的蒸汽室或者用简易的盖子把地槽上部盖住，然后将蒸汽通入达到加热混凝土的目的。棚罩法成本低，施工灵活、设施方便，缺点是混凝土不易均匀受热且耗气量较大，适合在地面上的小型预制张拉设备和地槽中的混凝土的加热使用。

4. 毛管法

毛管法是指将断面为半回形、矩形或者三角形的沟槽做在模板内，沟槽间距介于20厘米和25厘米之间，然后再把0.5毫米到2毫米的铁皮改在沟槽上作为通汽的毛管，往毛管里通入蒸汽从而达到加热的目的。毛管法耗汽量小，仅对木模板浇筑的机构适用，加热垂直锚具（如墙、柱）效果较好，不宜用于平放的构件，因为很难达到均匀加热的效果。

5. 内部通汽法

内部通气法的具体做法是，预留1.3cm到5cm的孔道在混凝土内部，让蒸汽进入孔内从而达到加热混凝土的目的，当混凝土的强度达到要求的时候，将冷凝水排除，最后向孔道内关入砂浆加以密封。内部通气法的优点是成本低、耗汽少，但是温度不容易控制，混凝土回应进气端温度过高而出现裂缝。适用对框架单梁、柱、梁等构件加热。

（二）注意事项

混凝土散热降温一般情况下是由表及里，表里温度梯度越陡、温差越大，表层混凝土因为受到内层较热混凝土的约束，产生的收缩拉应力相应也越大，引发裂缝的可能性也随之增大。

养护护构件采用蒸汽时，如果没控制好温度降温制度，构件急于出或池降温过快，揭盖过快，都会导致混凝土表面温度急速下降，表面就会产生出现裂缝。所以在使用蒸汽加热进行养护时，必须注意一下几点：

1.对于蒸汽养护使用普通硅酸盐水泥的混凝土，养护温度最高不能大于80℃，如果混凝土是使用的是矿渣硅酸盐水泥，则养护温度可以较前者提高5℃。必须注意的是，如果采用的加热方法是内部通汽法时，则养护温度必须控制在60℃以内。

2.蒸汽养护时升降温的速度不得超过必须在规定范围内。

3.蒸汽养护应包括升温—恒温—降温三个阶段，可根据养护结束时要求的强度来确定各阶段加热延续时间。

4.用蒸汽养护的混凝土，可掺入非引气型减水剂或早强剂。

5.加热养护混凝主时，应将冷凝水排除，并防止渗入地基土中。当有蒸汽喷出口时，喷嘴距离混凝土外露面必须在30厘米以上。

6.蒸汽养护的合理循环作用（以内部通气法为例）：

（1）加热升温必须在混凝土放置3～4小时，直到发生初凝之后才开始；

（2）以每小时（10～15）℃升温到升温到最高温度60℃为止；

（3） 再通蒸汽4小时，温度保持在在50℃左右；

（4） 冷却期时，仍然用帆布罩在混凝土上以防止蒸汽散失，混凝土得以均匀而缓慢的冷却；

（5）暴露期，拿走防蒸汽逸去的帆布，混凝土直接暴露在大空气中。这时应根据具体的环境条件，覆盖草袋等并加水加以养护，避免混凝土表面收缩、龟裂。

（6）蒸汽养护构件时，升温速度应严格控制在10～ 15℃/之内，降温速度在10℃/h内，恒温温度低于50℃，。

（7）揭开遮盖物时混凝土构件温度不得高于环境温度20℃；气温急剧变化或干燥，大风天气最好不要拆模出槽。

结语

在冬季低温条件进行下混凝土施工时，当采用蓄热法无法满足要求时，通常采用蒸汽加热法施工，以使其较快强度增长。即利用蒸汽的热湿作用提升混凝土温度，加快混凝土硬化速度，加快获得所需要的强度的速度。蒸汽养护虽然简便，但如何保证获得混凝土制品的质量却不是一个简单的问题。如果选择的养护制度不合理，就很难保证混凝土的质量

参考文献

[1]杨金成 浅析混凝土冬季施工的技术措施，工程科技 2006年第3期。

[2]宁红军等 冬季混凝土施工技术 丹东海工 2008年第12期。

[3]程文襄等 混凝土结构 中国建筑工业出版社 2005

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