蒸汽發(fā)生裝置研究與應(yīng)用

郭明炎，趙繼國

(黑龍江省龍建路橋第一工程有限公司，黑龍江 哈爾濱 150028)

0 引 言

隨著公路建設(shè)項目的迅速發(fā)展，傳統(tǒng)施工技術(shù)已無法滿足施工要求，為解決傳統(tǒng)公路建設(shè)技術(shù)相對落后造成的資源浪費、環(huán)境污染和沿線生態(tài)環(huán)境帶來的嚴重影響，因此在保證工程質(zhì)量和施工安全的基本前提下，通過更加科學化的管理和科學技術(shù)的進步，最大限度地節(jié)約資源與減少對環(huán)境影響，發(fā)展研究綠色施工，推進綠色施工的實施并通過自主創(chuàng)新提高科技成果的成熟性、配套性和現(xiàn)代化水平，帶動相關(guān)行業(yè)或領(lǐng)域的技術(shù)進步，提高市場競爭力。

依托七臺河PPP項目工期緊張、任務(wù)繁重的工程特點及黑龍江省龍建路橋第一工程有限公司一直本著優(yōu)化施工、綠色施工的基本原則，我們對蒸汽發(fā)生裝置進行了一系列的研究，最終得出結(jié)論：蒸汽養(yǎng)生較傳統(tǒng)混凝土養(yǎng)生方式有效縮短了養(yǎng)生時間，提升梁底周轉(zhuǎn)率、使用率，提高工作效率，具有良好的經(jīng)濟、社會效益。為我公司在今后預(yù)制梁板蒸汽養(yǎng)生方面提供有力的理論依據(jù)。

1 蒸汽發(fā)生裝置研究與應(yīng)用的工藝原理

蒸汽發(fā)生裝置主要采用蒸汽發(fā)生器即蒸汽鍋爐配合蒸汽管道，通過燃燒柴油釋放能量后通過鍋爐內(nèi)部轉(zhuǎn)換(熱量通過輻射傳熱被水冷壁吸收，水冷壁的水沸騰汽化)產(chǎn)生大量蒸汽；蒸汽通過蒸汽管道輸送至預(yù)制梁板的每個部位，對預(yù)制梁板進行全方位蒸汽養(yǎng)護。

2 蒸汽發(fā)生裝置研究與應(yīng)用的技術(shù)路線

(1)國內(nèi)調(diào)研，了解國內(nèi)形勢，從綠色施工、減少成本投入等方面與傳統(tǒng)施工工藝進行比較，確定“蒸汽發(fā)生裝置應(yīng)用研究”課題，初步提出優(yōu)化設(shè)計方案。

(2)根據(jù)預(yù)制板梁規(guī)格尺寸、數(shù)量，以及綠色施工的原則對鍋爐種類進行選定。并根據(jù)預(yù)制場場地條件制定合理化管道鋪設(shè)方案并加以實施。

(3)通過蒸汽發(fā)生系統(tǒng)對預(yù)制梁板進行24 h蒸養(yǎng)，并通過遠程溫濕度監(jiān)測設(shè)備配合司爐工控制恒溫恒濕；

(4)采用遠程溫濕度監(jiān)測設(shè)備對預(yù)制梁板溫濕度進行實時監(jiān)控，并使用回彈儀進行十個測區(qū)的回彈數(shù)據(jù)記錄。通過對溫濕度的調(diào)節(jié)以及回彈記錄數(shù)據(jù)分析得出在恒溫恒濕的條件下，蒸汽發(fā)生裝置較傳統(tǒng)養(yǎng)生方式更快達到甚至超過混凝土設(shè)計強度。

3 蒸汽發(fā)生裝置研究與應(yīng)用的施工特點

(1)節(jié)能環(huán)保。選用柴油燃料的蒸汽鍋爐，減少大氣污染；鍋爐自帶水凈化處理系統(tǒng)，可供人飲用，節(jié)約水資源。

(2)通過遠程溫濕度監(jiān)測設(shè)備對蒸汽效果進行嚴格控制把關(guān)，24 h全程監(jiān)控，以便于溫濕度條件的調(diào)節(jié)與記錄。

(3)根據(jù)遠程溫濕度監(jiān)測設(shè)備配合司爐工對與預(yù)制梁板蒸養(yǎng)進行恒溫恒濕控制，并在蒸養(yǎng)過程中進行3 d、5 d、6 d、7 d、28 d齡期的回彈記錄跟蹤后進行一周期的數(shù)據(jù)分析得出如下計算結(jié)果(表1)并形成柱狀圖比對分析(圖1)。

得出在恒溫恒濕的條件下，蒸汽發(fā)生裝置的蒸養(yǎng)效果較傳統(tǒng)養(yǎng)生方式更快達到、甚至超過混凝土設(shè)計強度，以便于蒸汽發(fā)生裝置被類似體量工程項目采用。

我項目經(jīng)過一周期回彈記錄數(shù)據(jù)對比、分析、計算結(jié)果如下。

在恒溫38 ℃，恒濕98%條件下，混凝土強度隨齡期關(guān)系變化。

表1 回彈記錄跟蹤后數(shù)據(jù)分析表

圖1 柱狀圖比對分析

4 蒸汽發(fā)生裝置研究與應(yīng)用的適用范圍

適用于小型預(yù)制梁板的養(yǎng)生階段(如：小型箱梁、T梁)且不受早晚溫差大、季節(jié)性氣候變化、南北方地域氣候的影響；此外，配合預(yù)制梁型鋼底座時，更利于蒸汽管道的“隱形”鋪設(shè)，有效解決蒸汽管道相對占用空間的問題，給施工工人帶來方便、快捷，蒸養(yǎng)效果更佳。

5 蒸汽發(fā)生裝置研究與應(yīng)用的優(yōu)化指標

(1)蒸汽鍋爐可凈化水資源，可供人飲用，節(jié)約水資源；

(2)使用遠程溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)，取代原傳統(tǒng)溫度計、測溫儀，可實時在線觀測溫濕度變化，便于調(diào)節(jié)；

(3)通過蒸汽發(fā)生裝置研究與應(yīng)用，總結(jié)出在恒溫恒濕的條件下，蒸汽發(fā)生裝置6 d便可達到設(shè)計強度；

(4)使用蒸汽發(fā)生裝置研究與應(yīng)用，混凝土28 d抗壓強度可達到設(shè)計強度的120%，進而可優(yōu)化混凝土配合比，減少水泥用量，以降低成本；

(5)減少環(huán)境污染，提高綜合經(jīng)濟效益。

6 結(jié) 論

由此得出，蒸汽發(fā)生裝置6 d即可達到混凝土設(shè)計強度95%以上，即滿足張拉條件，以縮短工期；通過蒸汽發(fā)生裝置研究與應(yīng)用，為小型預(yù)制梁板在蒸汽養(yǎng)生方面選擇蒸汽發(fā)生器提供了有力的理論依據(jù)，進而解決傳統(tǒng)養(yǎng)生工藝造成的環(huán)境污染、資源浪費及預(yù)制梁板達不到混凝土設(shè)計強度的問題。并且蒸汽發(fā)生裝置可以有效的提高預(yù)制梁板的施工質(zhì)量，減少人員投入，緩解社會用工壓力，節(jié)省工期，體現(xiàn)出良好的經(jīng)濟、社會效益。由此我們可以預(yù)見蒸汽發(fā)生裝置在今后施工中將會廣泛應(yīng)用到類似體量的施工項目中。