混凝土冬季低溫環(huán)境施工的保溫模板系統(tǒng)研制

占 桂 友

(中鐵四局集團(tuán)第四工程有限公司，安徽 合肥 230041)

混凝土冬季低溫環(huán)境施工的保溫模板系統(tǒng)研制

占 桂 友

(中鐵四局集團(tuán)第四工程有限公司，安徽 合肥 230041)

詳細(xì)介紹了用于混凝土冬季低溫環(huán)境施工的保溫模板系統(tǒng)的組成構(gòu)件及運(yùn)行原理，闡述了該保溫模板系統(tǒng)的施工工藝流程，并對各施工環(huán)節(jié)應(yīng)注意的操作要點(diǎn)進(jìn)行了系統(tǒng)分析，以提高施工質(zhì)量。

低溫施工，保溫模板，循環(huán)水，施工工藝

0 引言

如今，在基礎(chǔ)建設(shè)領(lǐng)域，混凝土構(gòu)筑物占有重要的地位，而作為結(jié)構(gòu)承載材料，混凝土澆筑時受環(huán)境溫度影響比較大，環(huán)境溫度過低混凝土溫度應(yīng)力將增大，容易造成混凝土表面與內(nèi)部形成的溫差裂縫，所以嚴(yán)寒地區(qū)冬季混凝土施工一直是個難題。采用熱水給混凝土循環(huán)加熱的混凝土冬季施工用保溫模板系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有保溫性好、裝卸簡便、操控方便、溫度控制精準(zhǔn)等特點(diǎn)。下面對該套保溫模板系統(tǒng)制作工藝做具體介紹。

1 保溫模板系統(tǒng)工藝原理

1)熱水循環(huán)系統(tǒng)由電加熱熱水鍋爐、閥門、水泵、管路、保溫鋼模板、除污器、排污口等部件組成，各部件之間首尾連接，形成一個封閉的熱水循環(huán)回路。

2)冬季低溫環(huán)境混凝土施工時，鍋爐將水加熱到設(shè)定溫度后，啟動水泵將熱水通過管路輸送給設(shè)有隔層的鋼模板，進(jìn)行熱量交換，熱水完成熱量交換溫度降低后經(jīng)過除污器、回水控制器回到鍋爐內(nèi)繼續(xù)加熱，從而實(shí)現(xiàn)循環(huán)加熱。

2 施工工藝流程及操作要點(diǎn)

2.1 施工工藝流程

施工工藝流程見圖1。

2.2 操作要點(diǎn)

保溫鋼模板制作。

2.2.1 面板及外包鋼板制作

圓柱鋼模面板和外包鋼板是由多塊鋼板拼接而成，拼接后卷板機(jī)卷圓。圓柱保溫模板是一種具有保溫效果的混凝土成型模具，是利用熱水在鋼模板面板和外包鋼板形成的夾層內(nèi)流動完成熱量交換，因此要求模板拼接焊縫密封性好，面板成型后結(jié)構(gòu)尺寸準(zhǔn)確。所以面板及外包鋼板制作需嚴(yán)格做到以下幾點(diǎn)：

1)鋼板數(shù)控機(jī)床下料。

數(shù)控排版鋼板尺寸比設(shè)計尺寸長寬各大2 mm,以便后期銑邊機(jī)銑邊調(diào)整，下料后的鋼板對角尺寸誤差不大于2 mm[1]。

2)鋼板銑邊。

數(shù)控后的鋼板周邊采用銑邊機(jī)銑邊，銑邊后邊緣整齊光滑。

3)鋼板對接。

利用水準(zhǔn)儀校平操作平臺，用G字夾具將鋼板固定在操作平臺上，接縫處開Ⅰ形坡口，采用CO2氣體保護(hù)焊機(jī)雙面滿焊、熔透焊，焊后進(jìn)行焊縫滲透檢測(見表1)。

表1 鋼板對接要求

4)鋼板卷制。

卷彎加工前要調(diào)整好卷彎機(jī)上、下輪轂的間隙，按從大到小逐漸試卷，試卷合格后方能加工，材料進(jìn)給應(yīng)控制好進(jìn)料角度，卷彎弧度應(yīng)準(zhǔn)確。

5)尺寸校正。

利用調(diào)整好直徑的胎模反復(fù)校正面板和外包鋼板尺寸符合設(shè)計尺寸內(nèi)直徑1.1 m。

6)防腐處理。

面板和外包鋼板與熱水接觸的表面均勻涂刷紅丹酚醛底漆2道、氟碳面漆2道。

2.2.2 邊框、肋筋、箍筋制作

圓柱邊框厚10 mm、寬80 mm，材質(zhì)為Q235，采用數(shù)控切割，數(shù)控切割可有效保證環(huán)形邊框精度。肋筋采用[6.3號槽鋼，長2 147 mm切割機(jī)下料，肋筋[6.3號上設(shè)置40 mm×200 mm過水孔，然后液壓校正機(jī)校直。箍筋采用[8號槽鋼，長1 944 mm切割機(jī)下料，卷圓機(jī)卷制成型。

2.2.3 各部件安裝組焊

1)邊框、隔板和肋筋安裝焊接：首先安裝邊框和隔板，然后肋筋。邊框安裝時，一位工人需利用夾具使邊框和面板接觸嚴(yán)實(shí)，同時另外一位工人點(diǎn)焊固定，四周邊框點(diǎn)焊安裝好后再整體組焊，邊框焊接要求見表2。

2)外包鋼板安裝焊接：外包鋼板和隔板之間需滿焊、熔透焊，避免焊縫漏水，焊后需做焊縫滲透試驗(yàn)。

3)按照設(shè)計圖紙將箍筋卷板機(jī)卷圓，半徑為R=0.618 m，卷圓后箍筋和外包鋼板、邊框之間組焊。箍筋和外包鋼板焊接采用手工電弧焊，焊條直徑3.2 mm，電流掌握在110～120之間，避免焊穿。

表2 邊框焊接要求

4)鋼模板進(jìn)出水孔采用φ50×8 mm無縫鋼管，頂部和底部無縫管一端加工成絲扣形式和PPR絲扣連接，中部無縫管一端加工成錐臺形式和軟管之間鐵絲固定，無縫鋼管同模板之間滿焊。

5)鋼板組拼及軟管連接，軟管同無縫鋼管用鐵絲緊固嚴(yán)實(shí)，防止漏水。

2.2.4 保溫鋼模板焊縫防滲透試驗(yàn)

利用ZL-60D水洗式熒光滲透劑對面板和外包鋼板對接焊縫進(jìn)行滲透試驗(yàn)，對于不合格的接縫進(jìn)行返工處理(見表3)。

表3 保溫鋼模板焊縫防滲透試驗(yàn)

2.2.5 保溫鋼模板注水試驗(yàn)

熒光粉焊縫滲透試驗(yàn)合格后，將半模與半模，節(jié)與節(jié)組拼成整體，然后進(jìn)行保溫鋼模板注水試驗(yàn)，檢測保溫鋼模板在水壓的作用下有沒有縫隙滲水現(xiàn)象。

1)將保溫鋼模板水平放置在地面上，給保溫鋼模板隔層內(nèi)注水，注滿后將兩個半模的進(jìn)、出水口分別用軟管連通起來，避免注入隔層內(nèi)的水流出。

2)用吊車將保溫鋼模板立起，立起后隔層內(nèi)注入的水因重力作用形成水壓，保溫鋼模板如有縫隙水將在水壓的作用下出現(xiàn)滲透現(xiàn)象,如有滲水，及時用彩筆標(biāo)記，試驗(yàn)結(jié)束后放水補(bǔ)焊。裝水試驗(yàn)需反復(fù)試驗(yàn)多次，最終無滲水現(xiàn)象為止。

2.3 保溫模板系統(tǒng)裝配調(diào)試

2.3.1 保溫模板系統(tǒng)拼裝

1)鍋爐安裝就位。

鍋爐應(yīng)安裝在三相四線制供電系統(tǒng)中，安裝地面應(yīng)平整，必須安裝接地線并確?？煽窟B接。

2)鋼模板組裝。

在平整地面按照設(shè)計圖紙自下而上將兩節(jié)鋼模板利用M20×50螺栓組拼好，然后在進(jìn)出水口處安裝PPR熱水管、水閥及三通。

3)鋼模板立模板就位。

鋼模板吊裝時避免鋼模板外表面磕碰其他物體造成破損性漏水。

4)各部件組裝。

按設(shè)計圖紙前后順序利用PPR熱水管將鍋爐、止回閥、熱水泵、鋼模板、除污器等部件收尾連接形成一個封閉的熱水循環(huán)回路(見圖2)。安裝過程中熱水管熱熔和安裝必須迅速，以防冷卻后對接處有縫隙。

2.3.2 保溫模板系統(tǒng)注水調(diào)試

步驟一：打開鋼模板進(jìn)出水口處水閥，并通過鋼模板頂部預(yù)留的注水口給鋼模板隔層內(nèi)注水，目測注水口待水注滿后及時封閉注水口避免雜物進(jìn)入。

步驟二：啟動電熱水鍋爐，分別設(shè)置停爐溫度40 ℃，點(diǎn)火溫度30 ℃，開泵溫度設(shè)置25 ℃，鍋爐運(yùn)行過程中觀察控制面板如有異常，需按動紅色緊急停止按鍵，讓鍋爐停止運(yùn)行。

步驟三：鍋爐加熱到開泵溫度25 ℃時，鍋爐智能控制熱水泵自動啟動通過熱水管給鋼模板隔層注入熱水。注水過程中參研人員對接頭處需仔細(xì)觀察，目測其是否有滲水現(xiàn)象，實(shí)際測試過程并未觀察到熱水滲漏現(xiàn)象。

步驟四：啟動約15 min鍋爐將熱水加熱到停爐溫度40 ℃后停止運(yùn)行，此時利用JDC-2電子測溫儀通過固定在圓柱鋼模板底部外包鋼板表面的測溫線，檢測并記錄鋼模板底部隔層的熱水溫度。此時室外大氣溫度為17.5 ℃，檢測的鋼模板底部隔層的熱水溫度為38 ℃。

2.3.3 保溫模板系統(tǒng)工藝性試驗(yàn)

保溫模板系統(tǒng)研制完成后，在室外溫度-1 ℃時，將保溫鋼模板和普通鋼模板在同等的施工環(huán)境下進(jìn)行對比試驗(yàn)，分別檢測記錄同一時間段兩個墩柱混凝土芯部、端部中心、表面和大氣溫度，待混凝土墩柱拆模后對比分析試驗(yàn)結(jié)果是否符合GB 50164—92混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)以及GB 50204—2002混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范的相關(guān)規(guī)定，從而研究冬季施工用保溫系統(tǒng)的保溫效果。

3 效益分析

1)對于建設(shè)工程本身，經(jīng)初步測算冬期施工平均增加的費(fèi)用在7%～8%左右，對于整個企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，每增加1億元冬期施工產(chǎn)值，企業(yè)可獲利潤200萬元。同時使冬休期間閑置的設(shè)備、技術(shù)資源得以利用。

2)該系統(tǒng)采用清潔能源電能作為燃料有效防止環(huán)境污染,從經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等各個方面克服嚴(yán)寒冬季施工這個難點(diǎn)，城市基礎(chǔ)建設(shè)的速度將比原來提高20%～30%,有效緩解由于北方嚴(yán)寒冬季長達(dá)5個月建筑工程休工帶來的勞動力就業(yè)問題。

[1] 楊嗣信，余志成，候君偉.建筑工程模板施工手冊[M].第2版.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2006.

Study on thermal insulation template system used in concrete construction under winter low-temperature environment

Zhan Guiyou

(ChinaRailway4thBureauGroup4thEngineeringCo.,Ltd,Hefei230041,China)

The paper introduces thermal insulation template system components and operation principles used in concrete construction under winter low-temperature environment, describes the construction technology procedures of the thermal insulation template system, and systematically analyzes operation points in its construction process, with a view to improve construction quality.

low-temperature construction, thermal insulation template, recycling water, construction technology

2015-01-28

占桂友(1982- )，男，工程師

1009-6825(2015)10-0106-03

TU755

A