摘 要:基于混凝土試件的養護問題,從設計依據、共點、升溫設施、降溫設施多方面介紹了節省能源的簡易混凝土養護室設計構思,經過實踐設計,該設計構思具有一定的實際應用價值。
關鍵詞:混凝土,養護室,升溫設施,設計
中圖分類號: TU244. 5 文獻標識碼:A
隨著國家土木工程建設管理的發展與提高,對應用廣泛的水泥混凝土質量檢測管理也上了新臺階,對混凝土質量檢測要求嚴格化、規范化的重要措施之一,即混凝土試件標準養護室的建立,因為混凝土試件養護的條件,能直接影響混凝土質量檢測的準確性。和國際標準一致,我國水泥混凝土試件的標準養護要求控制(20 ±3) ℃,相對濕度大于90 %,還要求混凝土試件間應保持30 mm～50 mm的間距。實際應用情況調查表明,在冬季低溫季節對養護室升溫較難解決。由于養護室要求相對濕度大于90 % ,使用空調設備因濕度過大,常處于超負荷而極易損壞,耗資很大。對于呈線狀分布的公路,鐵路建設,由于混凝土試件笨重,量大,搬運不便,造成混凝土試件的養護問題,更為突出。
1 節省能源的簡易混凝土養護室設計
1. 1 設計依據
水泥混凝土試件標準養護條件,一是保溫(20 ±3) ℃;二是保濕,要求相對濕度大于90 % ,沒有上限。所以標準養護室宜建成地下室或半地下室型,有利于保溫,且可使影響溫度升降的因素減少。又混凝土試件的養護,不怕濕度大,所以地下或半地下型的標準養護室,不需要考慮防潮防滲水的問題,對地下水位的要求也不高。養護室的底部可以在地下水位附近,甚至低于地下水位約20 cm 也無妨。
基于這樣的構思,適用公路、鐵路建設要求的臨時性的簡易混凝土試件標準養護室,可以建成類似北方地區的菜窖式,永久性的養護室可以在底層試驗室,挖地開辟建筑要求很低的地下或半地下室,既能充分利用試驗室的空間,又能方便搬運、操作。
1. 2 簡易混凝土標準養護室設計的共點
1) 為利于保溫、保濕,養護室的門宜小不宜大,以方便單人搬運,傳遞試件即可。2) 養護室不怕滲水,可以用紅磚砌墻鋪地。永久性養護室可以用水泥砂漿抹面,但宜設置一個坑溝,便于掏水,排水清洗。3) 地下、半地下型養護室,宜裝置簡易塑料排氣孔及排氣裝備,小型養護室,裝置一個類似廚房排氣用的塑料排風扇即可。此舉既有利清潔空氣,夏季還有利排出熱氣,降溫。排氣孔管露出地面部分宜短,不宜高、長。4) 擱置混凝土試件的臺架,可視條件因地置宜,文中不作細述。
1. 3 混凝土標準養護室升溫設施
從深秋經冬季到初春,尤其在我國北方地區,氣溫低于20 ℃。此時,即便地下養護室也需要加溫,以維持(20 ±3) ℃養護條件。考慮到水的熱容量大,使大體積的水升溫困難,耗能高。這一點,部分使用水池養護混凝土試件的施工單位都有實際經驗,氣體(水蒸氣) 易升溫而且傳遞擴散快速。根據養護室大小,設置1 個～2 個電熱水槽,加熱較少量的水,產生熱蒸汽的辦法,達到升溫要求。簡易恒溫控制電熱水槽,自己組裝容易,維修簡便。
裝置說明:
1) 恒溫控制器應該在養護室外面,置于試驗室內方便觀察,操作處或在簡易養護室旁設控制箱。集中放置電源及其他電源開關和恒溫控制器等。
2) 根據養護室大小,設置1 支～2 支感溫探頭或接點式溫度計,注意控制濕度范圍、型號和恒溫控制器配套。選用控溫范圍為0 ℃～50 ℃,接近養護濕度條件的控溫設備,較合適。感溫探頭應放置在養護室的北面或西面墻,感溫探頭離墻面15 cm。若用二支感溫探頭,使其約有30 cm 的高低差較妥。注意養護室的感溫探頭不能放在水槽內。選用電熱管功率注意和濕度控制器配套,1 kW～2 kW的電熱管較適用。
3) 電熱水槽容積、形狀可視養護室條件自行設計。一般宜使水的表面積大些。使用時注意水槽的蓄水情況,隨時加水,防止燒干,損壞電熱管。
上述加熱控溫設施,裝置維修簡便,投資很少。由于電熱管加熱較少量的水,產生水蒸氣使混凝土養護室升溫、控溫不僅耗能少,而且養護室的溫度較均衡。采用地下、半地下型養護結構,密封性、保溫性好,更有利這類簡易控制設備發揮效能。
1. 4 混凝土標準養護室降溫設施
夏季,尤其悶熱少風天氣,混凝土標準養護室的降溫問題,解決較困難。使用空調設備降溫,不僅耗資、耗能,且許多單位實踐證明由于養護室內濕度太大,空調設備長時間運轉,極易損壞,最終流于虛設。若采用水池養護混凝土試件,在夏季要求用流動水降溫,浪費水量很大。實踐證明,我國北方地區采取下述措施,能基本滿足地下養護室降溫要求,使養護室溫度在夏季不超過23 ℃。
1) 簡易臨時性混凝土標準養護室,采用以下措施:a. 多灑水,若用溫度較低的地下水更佳; b. 用排風扇強制通風,排出熱氣。養護室頂部在室外的,距頂部約30 cm～50 cm 處,加防曬隔層,防止太陽直曬養護室頂部。防曬層采用木板、瓦楞板、席子等均可,且不必求新,能利用舊物就行。實踐證明,設此舉措,養護室降溫明顯。顯然,防曬層距頂部高些好,利于通風,但裝置有難度。
2) 對于永久性混凝土標準養護室,考慮到使養護室保持(20±3) ℃,從低溫升至20 ℃容易,而從高溫降至20 ℃很困難,在建造時,養護室位置應選在建筑物北側、底層,且能防止太陽直曬的地方。同前所述,在建筑物北側底層建成地下或半地下的混凝土養護室,在北方地區配合多噴灑涼水,強制通風措施,基本能控制養護室溫度在23 ℃以下。
2 幾個簡易混凝土養護室設計示意圖及實例
此種設計是在京沈高速公路寶坻至山海關段施工中的設計,當時在地下室頂加建蓄水池,既可作為生活用水又可起到一定的隔熱作用(見圖1) ,在三年的施工中基本滿足了施工需求和規范要求,由于是自行設計,養護室清潔維護及時維修方便多次受到監理單位和業主的表彰并予以推廣。
山東省威海市高科技開發區的建筑質量檢測站,從1993 年臨時性混凝土養護室開始,經實踐、改進現已建成類似圖2 型的永久性混凝土標準養護室,幾年來實踐證明威海地區,即便夏季悶熱,也沒有用空調降溫,保持養護室溫度在23 ℃以下,能順利滿足混凝土試件標準養護(20 ±3) ℃和相對濕度大于90 %的要求。
同時在侯運高速公路施工中再次使用此種簡易設計。該設計溫控加熱裝置采用當地養雞用0 ℃～30 ℃溫度控制器,冬季加溫已完全可以滿足要求、大于90 %的濕度亦能保證,而當地夏季炎熱養生室采用半地下室建筑,地下深1. 7 m ,露地30 cm ,室頂虛鋪黃土并設通風口排風扇,夏季采用涼水灑水降溫保濕,通過一年的施工使用實踐,養生室完全可以滿足溫度(20 ±3) ℃,濕度大于90 %的要求,該設計成為全線養生室的樣板。通過長期的觀察及實踐,提出簡易標準養護室的設計具有一定的實際應用價值,同時也希望能在不斷的交流與學習中改進、提高。
