蒸汽發生裝置研究與應用

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

隨著公路建設項目的迅速發展，傳統施工技術已無法滿足施工要求，為解決傳統公路建設技術相對落后造成的資源浪費、環境污染和沿線生態環境帶來的嚴重影響，因此在保證工程質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的進步，最大限度地節約資源與減少對環境影響，發展研究綠色施工，推進綠色施工的實施并通過自主創新提高科技成果的成熟性、配套性和現代化水平，帶動相關行業或領域的技術進步，提高市場競爭力。

依托七臺河PPP項目工期緊張、任務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化施工、綠色施工的基本原則，我們對蒸汽發生裝置進行了一系列的研究，最終得出結論：蒸汽養生較傳統混凝土養生方式有效縮短了養生時間，提升梁底周轉率、使用率，提高工作效率，具有良好的經濟、社會效益。為我公司在今后預制梁板蒸汽養生方面提供有力的理論依據。

1 蒸汽發生裝置研究與應用的工藝原理

蒸汽發生裝置主要采用蒸汽發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部轉換(熱量通過輻射傳熱被水冷壁吸收，水冷壁的水沸騰汽化)產生大量蒸汽；蒸汽通過蒸汽管道輸送至預制梁板的每個部位，對預制梁板進行全方位蒸汽養護。

2 蒸汽發生裝置研究與應用的技術路線

(1)國內調研，了解國內形勢，從綠色施工、減少成本投入等方面與傳統施工工藝進行比較，確定“蒸汽發生裝置應用研究”課題，初步提出優化設計方案。

(2)根據預制板梁規格尺寸、數量，以及綠色施工的原則對鍋爐種類進行選定。并根據預制場場地條件制定合理化管道鋪設方案并加以實施。

(3)通過蒸汽發生系統對預制梁板進行24 h蒸養，并通過遠程溫濕度監測設備配合司爐工控制恒溫恒濕；

(4)采用遠程溫濕度監測設備對預制梁板溫濕度進行實時監控，并使用回彈儀進行十個測區的回彈數據記錄。通過對溫濕度的調節以及回彈記錄數據分析得出在恒溫恒濕的條件下，蒸汽發生裝置較傳統養生方式更快達到甚至超過混凝土設計強度。

3 蒸汽發生裝置研究與應用的施工特點

(1)節能環保。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，可供人飲用，節約水資源。

(2)通過遠程溫濕度監測設備對蒸汽效果進行嚴格控制把關，24 h全程監控，以便于溫濕度條件的調節與記錄。

(3)根據遠程溫濕度監測設備配合司爐工對與預制梁板蒸養進行恒溫恒濕控制，并在蒸養過程中進行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據分析得出如下計算結果(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，蒸汽發生裝置的蒸養效果較傳統養生方式更快達到、甚至超過混凝土設計強度，以便于蒸汽發生裝置被類似體量工程項目采用。

我項目經過一周期回彈記錄數據對比、分析、計算結果如下。

在恒溫38 ℃，恒濕98%條件下，混凝土強度隨齡期關系變化。

表1 回彈記錄跟蹤后數據分析表

圖1 柱狀圖比對分析

4 蒸汽發生裝置研究與應用的適用范圍

適用于小型預制梁板的養生階段(如：小型箱梁、T梁)且不受早晚溫差大、季節性氣候變化、南北方地域氣候的影響；此外，配合預制梁型鋼底座時，更利于蒸汽管道的“隱形”鋪設，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，蒸養效果更佳。

5 蒸汽發生裝置研究與應用的優化指標

(1)蒸汽鍋爐可凈化水資源，可供人飲用，節約水資源；

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

(3)通過蒸汽發生裝置研究與應用，總結出在恒溫恒濕的條件下，蒸汽發生裝置6 d便可達到設計強度；

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

(5)減少環境污染，提高綜合經濟效益。

6 結 論

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