1. 工程概况
青岛地铁13号线项目位于青岛市西海岸新区, 线路总长约70公里。泊里站~董家口火车站高架区间标准墩盖梁为“宝石型”, 共计154座, 盖梁冬季施工时采用智能温控混凝土模板加热技术控制浇筑时的模内温度和养护温度。
2. 智能温控混凝土模板加热技术原理
智能温控混凝土模板加热技术, 是在混凝土施工模板面和混凝土浇筑后的暴露表面对新浇筑混凝土进行保温封闭处理, 并在保温材料和混凝土之间进行电加热和温度智能化控制, 对封闭在内部的混凝土进行加温、降温、保温、控温的处理, 从而实现了混凝土在施工中能在与外部环境隔绝的状态下进行硬化。
通过在模板背面铺设电热丝、热反射膜将电热丝产生的热量全部传递到混凝土内部, 外包一层玻璃丝棉板和木胶板, 保温并防止损坏。温控开关附带插入混凝土内部和附着在表面的温度传感器, 可以实时采集混凝土内外温度信息, 实时调整混凝土内外温度差。
使用此技术进行冬季施工时混凝土能够在最佳硬化温度下进行硬化, 混凝土内的水泥水化热被激发出来, 与加热热量共同作用, 使混凝土在恒温下硬化, 避免了混凝土表面与内部的温差现象。由于混凝土的集中放热, 当密闭系统内部温度达到设定控制温度时, 系统自动停止通电, 外部加热停止, 整个系统能耗得到最大限度利用, 从而实现高效节能。
采用该技术施工完全不影响施工正常进行, 可以在正常施工的同时完成整套系统的安装。
3. 与蓄热法保温技术对比
在常规施工中, 对于混凝土冬季浇筑施工, 基本采取混凝土表面保温和环境外部加热的措施实现, 例如采用温室蒸汽、温室火炉等蓄热方式, 而对于大体积混凝土浇筑施工时, 不但需要控制混凝土表面温度, 并且还要控制混凝土内部和混凝土表面的相对温度差。采用蓄热方法进行保温保湿施工存在着诸多的问题: (1) 施工效果不好, 能源消耗较大; (2) 温度控制不均匀; (3) 不能对施工部位进行准确的温度调节, 特别是不能进行人工智能方面的调节; (4) 施工过程人工作业消耗大; (5) 施工安全保障性差。
智能温控混凝土模板加热技术, 可以较好的解决常规蓄热法养护存在的诸多问题, 不仅能够在冬季施工防止混凝土冻害, 还可以满足混凝土自养护的要求, 由于系统封闭良好, 浇筑后的混凝土基本不需要采取额外的养护措施, 其自养护效果与蒸汽养护效果等同。同时大大提高了混凝土的早期强度, 由于本技术属于物理方法, 混凝土后期强度的发展不会因早期强度的发展过快受到影响。本技术不仅能够用于混凝土冬季施工, 也可以应用于大体积混凝土施工, 或者正常温度环境下的混凝土需要提高早期强度的施工, 以及防止混凝土温差开裂等情况的施工。
4. 在盖梁施工中的应用及效果
使用该技术进行盖梁冬季施工, 对盖梁底、侧模进行预先处理, 混凝土入模前先对模板进行加热处理, 待温度满足要求后 (5~20℃) 进行混凝土浇筑。浇筑过程中及养护时该装置根据提前预设好的温度进行自动控制, 温度传感器监测温度达到40℃后加热自动停止, 低于32℃后重新开始加热, 保证混凝土芯部温度与表面温度之差不大于20℃。
盖梁需在混凝土强度达到100%且龄期不低于7天后进行预应力张拉, 根据现场检测在使用该技术施工时, 加热装置连续工作72小时后, 混凝土强度达到设计值的90%左右, 7天强度超过混凝土强度设计值, 满足混凝土早强要求, 并且不会影响混凝土日后的强度正常发展。
采用该技术进行混凝土施工, 不仅能够起到抗冻、早强的作用, 而且还能起到养护、保湿的作用, 其效果完全可以取代蒸汽养护混凝土。并且脱模后混凝土表面光洁、颜色纯正, 模板与混凝土完全没有黏连现象。
5. 结语
青岛地铁13号线泊里站~董家口火车站高架区间标准墩盖梁冬季施工采用了上述技术, 可达到甚至超过正常施工时的工作效率, 模板周转时间基本达到15d/次, 满足了在业主工期要求下施工任务的顺利进行, 避免了后期人员、模板的大量投入。
摘要：通过智能温控混凝土模板加热技术在依托工程冬季施工中的应用, 有效保证了混凝土养护温度和早期强度、避免了温度裂缝的出现、保障了施工进度。对工艺技术进行简要介绍, 对类似工程具有一定参考借鉴作用。
关键词：智能温控,模板,加热,冬季施工
参考文献
[1] 《铁路混凝土工程施工质量验收标准》 (TB 10424-2010)
[2] 发明专利《智能温控混凝土加热模板施工装置》 (申请号201410626807.6) 陈绪褚宋铭涛