混凝土冬季低溫環境施工的保溫模板系統研制

占 桂 友

(中鐵四局集團第四工程有限公司，安徽 合肥 230041)

混凝土冬季低溫環境施工的保溫模板系統研制

占 桂 友

(中鐵四局集團第四工程有限公司，安徽 合肥 230041)

詳細介紹了用于混凝土冬季低溫環境施工的保溫模板系統的組成構件及運行原理，闡述了該保溫模板系統的施工工藝流程，并對各施工環節應注意的操作要點進行了系統分析，以提高施工質量。

低溫施工，保溫模板，循環水，施工工藝

0 引言

如今，在基礎建設領域，混凝土構筑物占有重要的地位，而作為結構承載材料，混凝土澆筑時受環境溫度影響比較大，環境溫度過低混凝土溫度應力將增大，容易造成混凝土表面與內部形成的溫差裂縫，所以嚴寒地區冬季混凝土施工一直是個難題。采用熱水給混凝土循環加熱的混凝土冬季施工用保溫模板系統，該系統具有保溫性好、裝卸簡便、操控方便、溫度控制精準等特點。下面對該套保溫模板系統制作工藝做具體介紹。

1 保溫模板系統工藝原理

1)熱水循環系統由電加熱熱水鍋爐、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回路。

2)冬季低溫環境混凝土施工時，鍋爐將水加熱到設定溫度后，啟動水泵將熱水通過管路輸送給設有隔層的鋼模板，進行熱量交換，熱水完成熱量交換溫度降低后經過除污器、回水控制器回到鍋爐內繼續加熱，從而實現循環加熱。

2 施工工藝流程及操作要點

2.1 施工工藝流程

施工工藝流程見圖1。

2.2 操作要點

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，面板成型后結構尺寸準確。所以面板及外包鋼板制作需嚴格做到以下幾點：

1)鋼板數控機床下料。

數控排版鋼板尺寸比設計尺寸長寬各大2 mm,以便后期銑邊機銑邊調整，下料后的鋼板對角尺寸誤差不大于2 mm[1]。

2)鋼板銑邊。

數控后的鋼板周邊采用銑邊機銑邊，銑邊后邊緣整齊光滑。

3)鋼板對接。

利用水準儀校平操作平臺，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氣體保護焊機雙面滿焊、熔透焊，焊后進行焊縫滲透檢測(見表1)。

表1 鋼板對接要求

4)鋼板卷制。

卷彎加工前要調整好卷彎機上、下輪轂的間隙，按從大到小逐漸試卷，試卷合格后方能加工，材料進給應控制好進料角度，卷彎弧度應準確。

5)尺寸校正。

利用調整好直徑的胎模反復校正面板和外包鋼板尺寸符合設計尺寸內直徑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，材質為Q235，采用數控切割，數控切割可有效保證環形邊框精度。肋筋采用[6.3號槽鋼，長2 147 mm切割機下料，肋筋[6.3號上設置40 mm×200 mm過水孔，然后液壓校正機校直。箍筋采用[8號槽鋼，長1 944 mm切割機下料，卷圓機卷制成型。

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實，同時另外一位工人點焊固定，四周邊框點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。

3)按照設計圖紙將箍筋卷板機卷圓，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實，防止漏水。

2.2.4 保溫鋼模板焊縫防滲透試驗

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行滲透試驗，對于不合格的接縫進行返工處理(見表3)。

表3 保溫鋼模板焊縫防滲透試驗

2.2.5 保溫鋼模板注水試驗

熒光粉焊縫滲透試驗合格后，將半模與半模，節與節組拼成整體，然后進行保溫鋼模板注水試驗，檢測保溫鋼模板在水壓的作用下有沒有縫隙滲水現象。

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

2)用吊車將保溫鋼模板立起，立起后隔層內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滲透現象,如有滲水，及時用彩筆標記，試驗結束后放水補焊。裝水試驗需反復試驗多次，最終無滲水現象為止。

2.3 保溫模板系統裝配調試

2.3.1 保溫模板系統拼裝

1)鍋爐安裝就位。

鍋爐應安裝在三相四線制供電系統中，安裝地面應平整，必須安裝接地線并確?？煽窟B接。

2)鋼模板組裝。

在平整地面按照設計圖紙自下而上將兩節鋼模板利用M20×50螺栓組拼好，然后在進出水口處安裝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 保溫模板系統注水調試

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

步驟二：啟動電熱水鍋爐，分別設置停爐溫度40 ℃，點火溫度30 ℃，開泵溫度設置25 ℃，鍋爐運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觀察，目測其是否有滲水現象，實際測試過程并未觀察到熱水滲漏現象。

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 保溫模板系統工藝性試驗

保溫模板系統研制完成后，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境下進行對比試驗，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結果是否符合GB 50164—92混凝土質量控制標準以及GB 50204—2002混凝土結構工程施工質量驗收規范的相關規定，從而研究冬季施工用保溫系統的保溫效果。

3 效益分析

1)對于建設工程本身，經初步測算冬期施工平均增加的費用在7%～8%左右，對于整個企業的經濟效益，每增加1億元冬期施工產值，企業可獲利潤200萬元。同時使冬休期間閑置的設備、技術資源得以利用。

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

[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