摘 要:基于混凝土试件的养护问题,从设计依据、共点、升温设施、降温设施多方面介绍了节省能源的简易混凝土养护室设计构思,经过实践设计,该设计构思具有一定的实际应用价值。
关键词:混凝土,养护室,升温设施,设计
中图分类号: TU244. 5 文献标识码:A
随着国家土木工程建设管理的发展与提高,对应用广泛的水泥混凝土质量检测管理也上了新台阶,对混凝土质量检测要求严格化、规范化的重要措施之一,即混凝土试件标准养护室的建立,因为混凝土试件养护的条件,能直接影响混凝土质量检测的准确性。和国际标准一致,我国水泥混凝土试件的标准养护要求控制(20 ±3) ℃,相对湿度大于90 %,还要求混凝土试件间应保持30 mm～50 mm的间距。实际应用情况调查表明,在冬季低温季节对养护室升温较难解决。由于养护室要求相对湿度大于90 % ,使用空调设备因湿度过大,常处于超负荷而极易损坏,耗资很大。对于呈线状分布的公路,铁路建设,由于混凝土试件笨重,量大,搬运不便,造成混凝土试件的养护问题,更为突出。
1 节省能源的简易混凝土养护室设计
1. 1 设计依据
水泥混凝土试件标准养护条件,一是保温(20 ±3) ℃;二是保湿,要求相对湿度大于90 % ,没有上限。所以标准养护室宜建成地下室或半地下室型,有利于保温,且可使影响温度升降的因素减少。又混凝土试件的养护,不怕湿度大,所以地下或半地下型的标准养护室,不需要考虑防潮防渗水的问题,对地下水位的要求也不高。养护室的底部可以在地下水位附近,甚至低于地下水位约20 cm 也无妨。
基于这样的构思,适用公路、铁路建设要求的临时性的简易混凝土试件标准养护室,可以建成类似北方地区的菜窖式,永久性的养护室可以在底层试验室,挖地开辟建筑要求很低的地下或半地下室,既能充分利用试验室的空间,又能方便搬运、操作。
1. 2 简易混凝土标准养护室设计的共点
1) 为利于保温、保湿,养护室的门宜小不宜大,以方便单人搬运,传递试件即可。2) 养护室不怕渗水,可以用红砖砌墙铺地。永久性养护室可以用水泥砂浆抹面,但宜设置一个坑沟,便于掏水,排水清洗。3) 地下、半地下型养护室,宜装置简易塑料排气孔及排气装备,小型养护室,装置一个类似厨房排气用的塑料排风扇即可。此举既有利清洁空气,夏季还有利排出热气,降温。排气孔管露出地面部分宜短,不宜高、长。4) 搁置混凝土试件的台架,可视条件因地置宜,文中不作细述。
1. 3 混凝土标准养护室升温设施
从深秋经冬季到初春,尤其在我国北方地区,气温低于20 ℃。此时,即便地下养护室也需要加温,以维持(20 ±3) ℃养护条件。考虑到水的热容量大,使大体积的水升温困难,耗能高。这一点,部分使用水池养护混凝土试件的施工单位都有实际经验,气体(水蒸气) 易升温而且传递扩散快速。根据养护室大小,设置1 个～2 个电热水槽,加热较少量的水,产生热蒸汽的办法,达到升温要求。简易恒温控制电热水槽,自己组装容易,维修简便。
装置说明:
1) 恒温控制器应该在养护室外面,置于试验室内方便观察,操作处或在简易养护室旁设控制箱。集中放置电源及其他电源开关和恒温控制器等。
2) 根据养护室大小,设置1 支～2 支感温探头或接点式温度计,注意控制湿度范围、型号和恒温控制器配套。选用控温范围为0 ℃～50 ℃,接近养护湿度条件的控温设备,较合适。感温探头应放置在养护室的北面或西面墙,感温探头离墙面15 cm。若用二支感温探头,使其约有30 cm 的高低差较妥。注意养护室的感温探头不能放在水槽内。选用电热管功率注意和湿度控制器配套,1 kW～2 kW的电热管较适用。
3) 电热水槽容积、形状可视养护室条件自行设计。一般宜使水的表面积大些。使用时注意水槽的蓄水情况,随时加水,防止烧干,损坏电热管。
上述加热控温设施,装置维修简便,投资很少。由于电热管加热较少量的水,产生水蒸气使混凝土养护室升温、控温不仅耗能少,而且养护室的温度较均衡。采用地下、半地下型养护结构,密封性、保温性好,更有利这类简易控制设备发挥效能。
1. 4 混凝土标准养护室降温设施
夏季,尤其闷热少风天气,混凝土标准养护室的降温问题,解决较困难。使用空调设备降温,不仅耗资、耗能,且许多单位实践证明由于养护室内湿度太大,空调设备长时间运转,极易损坏,最终流于虚设。若采用水池养护混凝土试件,在夏季要求用流动水降温,浪费水量很大。实践证明,我国北方地区采取下述措施,能基本满足地下养护室降温要求,使养护室温度在夏季不超过23 ℃。
1) 简易临时性混凝土标准养护室,采用以下措施:a. 多洒水,若用温度较低的地下水更佳; b. 用排风扇强制通风,排出热气。养护室顶部在室外的,距顶部约30 cm～50 cm 处,加防晒隔层,防止太阳直晒养护室顶部。防晒层采用木板、瓦楞板、席子等均可,且不必求新,能利用旧物就行。实践证明,设此举措,养护室降温明显。显然,防晒层距顶部高些好,利于通风,但装置有难度。
2) 对于永久性混凝土标准养护室,考虑到使养护室保持(20±3) ℃,从低温升至20 ℃容易,而从高温降至20 ℃很困难,在建造时,养护室位置应选在建筑物北侧、底层,且能防止太阳直晒的地方。同前所述,在建筑物北侧底层建成地下或半地下的混凝土养护室,在北方地区配合多喷洒凉水,强制通风措施,基本能控制养护室温度在23 ℃以下。
2 几个简易混凝土养护室设计示意图及实例
此种设计是在京沈高速公路宝坻至山海关段施工中的设计,当时在地下室顶加建蓄水池,既可作为生活用水又可起到一定的隔热作用(见图1) ,在三年的施工中基本满足了施工需求和规范要求,由于是自行设计,养护室清洁维护及时维修方便多次受到监理单位和业主的表彰并予以推广。
山东省威海市高科技开发区的建筑质量检测站,从1993 年临时性混凝土养护室开始,经实践、改进现已建成类似图2 型的永久性混凝土标准养护室,几年来实践证明威海地区,即便夏季闷热,也没有用空调降温,保持养护室温度在23 ℃以下,能顺利满足混凝土试件标准养护(20 ±3) ℃和相对湿度大于90 %的要求。
同时在侯运高速公路施工中再次使用此种简易设计。该设计温控加热装置采用当地养鸡用0 ℃～30 ℃温度控制器,冬季加温已完全可以满足要求、大于90 %的湿度亦能保证,而当地夏季炎热养生室采用半地下室建筑,地下深1. 7 m ,露地30 cm ,室顶虚铺黄土并设通风口排风扇,夏季采用凉水洒水降温保湿,通过一年的施工使用实践,养生室完全可以满足温度(20 ±3) ℃,湿度大于90 %的要求,该设计成为全线养生室的样板。通过长期的观察及实践,提出简易标准养护室的设计具有一定的实际应用价值,同时也希望能在不断的交流与学习中改进、提高。
