蒸汽发生装置研究与应用

郭明炎，赵继国

(黑龙江省龙建路桥第一工程有限公司，黑龙江 哈尔滨 150028)

0 引 言

随着公路建设项目的迅速发展，传统施工技术已无法满足施工要求，为解决传统公路建设技术相对落后造成的资源浪费、环境污染和沿线生态环境带来的严重影响，因此在保证工程质量和施工安全的基本前提下，通过更加科学化的管理和科学技术的进步，最大限度地节约资源与减少对环境影响，发展研究绿色施工，推进绿色施工的实施并通过自主创新提高科技成果的成熟性、配套性和现代化水平，带动相关行业或领域的技术进步，提高市场竞争力。

依托七台河PPP项目工期紧张、任务繁重的工程特点及黑龙江省龙建路桥第一工程有限公司一直本着优化施工、绿色施工的基本原则，我们对蒸汽发生装置进行了一系列的研究，最终得出结论：蒸汽养生较传统混凝土养生方式有效缩短了养生时间，提升梁底周转率、使用率，提高工作效率，具有良好的经济、社会效益。为我公司在今后预制梁板蒸汽养生方面提供有力的理论依据。

1 蒸汽发生装置研究与应用的工艺原理

蒸汽发生装置主要采用蒸汽发生器即蒸汽锅炉配合蒸汽管道，通过燃烧柴油释放能量后通过锅炉内部转换(热量通过辐射传热被水冷壁吸收，水冷壁的水沸腾汽化)产生大量蒸汽；蒸汽通过蒸汽管道输送至预制梁板的每个部位，对预制梁板进行全方位蒸汽养护。

2 蒸汽发生装置研究与应用的技术路线

(1)国内调研，了解国内形势，从绿色施工、减少成本投入等方面与传统施工工艺进行比较，确定“蒸汽发生装置应用研究”课题，初步提出优化设计方案。

(2)根据预制板梁规格尺寸、数量，以及绿色施工的原则对锅炉种类进行选定。并根据预制场场地条件制定合理化管道铺设方案并加以实施。

(3)通过蒸汽发生系统对预制梁板进行24 h蒸养，并通过远程温湿度监测设备配合司炉工控制恒温恒湿；

(4)采用远程温湿度监测设备对预制梁板温湿度进行实时监控，并使用回弹仪进行十个测区的回弹数据记录。通过对温湿度的调节以及回弹记录数据分析得出在恒温恒湿的条件下，蒸汽发生装置较传统养生方式更快达到甚至超过混凝土设计强度。

3 蒸汽发生装置研究与应用的施工特点

(1)节能环保。选用柴油燃料的蒸汽锅炉，减少大气污染；锅炉自带水净化处理系统，可供人饮用，节约水资源。

(2)通过远程温湿度监测设备对蒸汽效果进行严格控制把关，24 h全程监控，以便于温湿度条件的调节与记录。

(3)根据远程温湿度监测设备配合司炉工对与预制梁板蒸养进行恒温恒湿控制，并在蒸养过程中进行3 d、5 d、6 d、7 d、28 d龄期的回弹记录跟踪后进行一周期的数据分析得出如下计算结果(表1)并形成柱状图比对分析(图1)。

得出在恒温恒湿的条件下，蒸汽发生装置的蒸养效果较传统养生方式更快达到、甚至超过混凝土设计强度，以便于蒸汽发生装置被类似体量工程项目采用。

我项目经过一周期回弹记录数据对比、分析、计算结果如下。

在恒温38 ℃，恒湿98%条件下，混凝土强度随龄期关系变化。

表1 回弹记录跟踪后数据分析表

图1 柱状图比对分析

4 蒸汽发生装置研究与应用的适用范围

适用于小型预制梁板的养生阶段(如：小型箱梁、T梁)且不受早晚温差大、季节性气候变化、南北方地域气候的影响；此外，配合预制梁型钢底座时，更利于蒸汽管道的“隐形”铺设，有效解决蒸汽管道相对占用空间的问题，给施工工人带来方便、快捷，蒸养效果更佳。

5 蒸汽发生装置研究与应用的优化指标

(1)蒸汽锅炉可净化水资源，可供人饮用，节约水资源；

(2)使用远程温湿度监测系统，取代原传统温度计、测温仪，可实时在线观测温湿度变化，便于调节；

(3)通过蒸汽发生装置研究与应用，总结出在恒温恒湿的条件下，蒸汽发生装置6 d便可达到设计强度；

(4)使用蒸汽发生装置研究与应用，混凝土28 d抗压强度可达到设计强度的120%，进而可优化混凝土配合比，减少水泥用量，以降低成本；

(5)减少环境污染，提高综合经济效益。

6 结 论

由此得出，蒸汽发生装置6 d即可达到混凝土设计强度95%以上，即满足张拉条件，以缩短工期；通过蒸汽发生装置研究与应用，为小型预制梁板在蒸汽养生方面选择蒸汽发生器提供了有力的理论依据，进而解决传统养生工艺造成的环境污染、资源浪费及预制梁板达不到混凝土设计强度的问题。并且蒸汽发生装置可以有效的提高预制梁板的施工质量，减少人员投入，缓解社会用工压力，节省工期，体现出良好的经济、社会效益。由此我们可以预见蒸汽发生装置在今后施工中将会广泛应用到类似体量的施工项目中。