混凝土冬期施工管内移动式电加热工艺研究

杨林林　刘梦军

摘要：因为冬季气温较低，冬期施工的混凝土工程可能会发生冻害，影响结构构件的强度和耐久度。为解决混凝土冬期施工冻害问题，作者发明了混凝土冬期施工管内移动式电加热工艺：将电加热带置于预先埋置于混凝土构件内的PVC管内，通过电加热带发热使混凝土的养护温度维持在15℃以上。通过实验表明：此工艺能有效的提高混凝土养护温度，保证混凝土达到预定强度，并且可以大幅度降低施工成本。因此，混凝土冬期施工管内移动式电加热工艺是一种安全、高效、经济的混凝土冬期施工工艺，应用前景广阔。

关键字：混凝土；冬期施工；电加热法

1、混凝土冬期施工

由于冬季气温低，混凝土养护条件差。如果混凝土工程冬期施工的养护条件不当，就会影响混凝土的强度和耐久性，对结构安全造成较大影响。

混凝土电加热法是一种有效的混凝土冬期施工方法，但是其电加热带只能一次使用，严重的浪费资源，我们发明了一种电加热带可以重复使用的移动式电加热法，通过对比试验，比较这种方法与负温养护法养护混凝土的效果，证明这是一种可行的混凝土冬期施工养护方法。

混凝土冬期施工移动式电加热法是在混凝土内安装16毫米的PVC塑料管，将电加热带置于PVC塑料管内，电热带不直接接触混凝土和钢筋，通过电热带加热PVC塑料管中空气，再由空气通过热对流和热传导加热PVC管，然后经过PVC管与混凝土的热传导来加热混凝土，提高混凝土的养护温度。将电加热带设置在PVC管内，其可以上下移动，在完成养护后，电加热带可以取出循环使用。电加热带上间隔 1米固定一个陶瓷圆环，圆环直径为10mm，由圆环将电加热带与PVC管分隔开，可以有效防止PVC管过热。

施工时，将电加热带均匀地布置在柱和剪力墙构件内，竖直方向布置，用预留PVC管内的引线吊住电加热带，当第n层混凝土浇筑完成后，电加热带提升至此层，通电加热电加热带，养护此层混凝土；然后绑扎第n+1层钢筋，在第n+1层相同位置设置PVC管，使PVC管上下贯通，并在PVC管内预留引线与电加热带连接。浇筑第n+1层混凝土后，利用引线将电加热带提升至第n+1层，通电加热电加热带，养护此层混凝土。

由于电热带敷设在PVC管内，电解热加热PVC管内的空气，而不是直接加热混凝土，同时，避免在混凝土浇筑过程中伤害电热带，又避免电热带漏电到钢筋，造成事故，增加电加热施工工艺的可靠性和安全性；电加热带在PVC塑料管内上下移动，一次安裝，多层循环使用，简单方便，电加热施工工艺经济；使用自限温电加热带能够自动限制加热时的温度，随养护的混凝土的温度自动调节输出功率而无需增加其他的设备，加热温度稳定，施工工艺简单方便。

2、混凝土冬期施工管内移动式电加热工艺实验

2.1实验方案

混凝土冬期施工管内移动式电加热工艺是我单位一项创新发明，为证实其可靠性和可行性，进行了大量实验。山东省聊城市每年日平均温度低于5℃天数为114天，每年有三分之一的时间是处在冬期施工要求内，实验地点选址为山东省聊城市东阿县。

泰悦翰林苑2#楼项目共24层，施工时间为2014年12月20日，室外平均温度连续5天低于5℃，施工条件符合冬期施工。

2.2实验过程

2.2.1.以变形缝为界限，将1#、2#、3#楼分别分为东西两区：东区为第一组，采用加防冻剂-负温养护施工方案，防冻剂参量为水泥质量的1%；西区为第二组，采用移动式电加热养护施工方案，其中在所有混凝土剪力墙中布置电加热带，板中在线管中布置电加热带，布置简图如图2.1。

2.2.2.将PVC管和热电偶温度计放入剪力墙、框架柱内，水平间距≤1米，竖直方向贯通楼层，将其固定于钢筋上，防止混凝土澆筑时PVC管和温度计移动。

2.2.3.混凝土浇筑后，安装本层电加热带，通电加热养护混凝土。

2.2.4在室外放置温度计，用于测定室外温度；利用热电偶温度计测定养护期内混凝土构件内部温度。

2.2.5.加热期间每天拆除实验墙、柱侧模一处进行强度回弹并记录，对比分析加热带养护混凝土对混凝土强度增长的影响。

2.3.实验结果

试验中记录了结构中典型测试点的试验数据，图2.2、2.3、2.4分别表示两种施工方法的养护期内1#、2#、3#楼混凝土表面温度、混凝土表面强度与室外温度的关系，其中混凝土表面温度和强度是实验数据平均值，室外温度是室外空气流通、不受太阳直射下测得的空气温度。

2.3.1温度变化

混凝土内部温度维持在13℃--20℃之间，平均温度高于室外温度10℃，说明电加热带确实能起到提高混凝土养护温度的作用。

2.3.2强度变化

自混凝土浇筑后第四天，分别将1#、2#、3#楼中采用加热带加热养护和采用防冻剂养护的混凝土墙、柱侧模拆除，使用回弹法测定混凝土强度。图2.5、2.6、2.7分别表示1#、2#、3#楼两种养护方法养护的混凝土强度值。两种养护方法养护的混凝土强度都由从20MPa开始陆续增长，逐步拆模至七天强度平均达到25MPa左右，并于28天达到设计强度值。

由于回弹法只能测试混凝土表面强度，试验中没有实时监测混凝填土内部强度，最后，取得了达到龄期的防冻剂-负温养护法送检试块强度值和移动式电加热养护法取芯试块强度值。其中防冻剂-负温养护法试块强度为35.5MPa，移动式电加热养护法养护的混凝土的立方体抗压强度为35.3 MPa。

2.4实验结论

实验表明，1、采用混凝土冬期施工管内移动式电加热法对混凝土结构养护后，混凝土构件的养护温度普遍提高10℃以上，电加热带养护法能起到提高混凝土养护温度的作用。2、通过对比两种养护法养护的混凝土强度增长曲线可以得出：加热带养护法与防冻剂养护法混凝土强度基本同步增长，最终，都能达到混凝土设计强度值。3、由于加热带可以重复利用，移动式电加热法混凝土施工成本低，是一种经济可靠的混凝土养护方法。

参考文献：

[1]王旭明. 某钢筋混凝土结构冬期施工方案[J]. 建筑技术开发，2009，（07）：51-52.

[2]邓寿昌，李克俭. 混凝土电极加热养护设计与施工要求[J]. 低温建筑技术，2001，（03）：22-24.