寒冷地區(qū)混凝土越冬的保溫方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及水利水電工程、核電工程及港口工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及寒冷地區(qū)混 凝上越冬人工造雪保溫方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國(guó)自維度30°屬寒冷地區(qū)（華北地區(qū)、青藏高原南部地區(qū)），40°W上屬嚴(yán)寒地 區(qū)（包括東北地區(qū)、西北地區(qū)、內(nèi)蒙古地區(qū)、新疆地區(qū)、青藏高原北部地區(qū)）。維度每提高1 度，年平均氣溫降低0. 7°c，高海拔寒冷地區(qū)的最低氣溫可達(dá)-50°c度左右。高寒地區(qū)冬季 往往停工，新誘混凝±倉(cāng)面需要保溫越冬，尤其是新誘筑倉(cāng)面冬季停工期間面臨防止早期 混凝±被凍、控制溫差、防止裂縫等問(wèn)題。目前混凝±保溫保溫被（或保溫模板、聚苯乙締 泡沫塑料板等）保護(hù)倉(cāng)面，將混凝±誘筑時(shí)所包含的熱量及水化熱保存起來(lái)，維持所需厚 度。但是我國(guó)寒冷地區(qū)混凝±越冬時(shí)保溫被層數(shù)多達(dá)15~20層，而嚴(yán)寒地區(qū)隨著保溫被 厚度需求的增加，工程造價(jià)升高，并且造成大量資源浪費(fèi)。因此，需要尋找一種有效地使寒 冷地區(qū)混凝±越冬的保溫方法，該方法不僅能防止混凝±倉(cāng)面被凍，產(chǎn)生裂縫、使混凝±保 持溫度恒定，并且成本降低，節(jié)約資源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種寒冷地區(qū)混凝±越冬人工造雪 保溫方法，該方法將保溫材料與雪層或填±層相結(jié)合，不僅保溫效果好，而且大大降低成 本。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種寒冷地區(qū)混凝±越冬的保溫方法，在混凝±倉(cāng) 面采取雙保溫層的方式進(jìn)行保溫，其中一保溫層為人工保溫材料，另一保溫層為雪層或埋 ±層。 陽(yáng)〇化]具體地為，在混凝±倉(cāng)面覆蓋一定厚度的人工保溫材料，然后在人工保溫材料表 面覆蓋一定厚度的雪層。
[0006] 具體地為，在混凝±倉(cāng)面覆蓋一定厚度的埋±層，然后在埋±層表面覆蓋一定厚 度的人工保溫材料。
[0007] 更進(jìn)一步地，所述人工保溫材料為保溫被或聚苯乙締泡沫塑料板。
[0008] 具體地，混凝±倉(cāng)面加蓋保溫材料后，混凝±倉(cāng)面與保溫層間的放熱系數(shù)為：
[0009]
[0010] 其中λ1為保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)kj/(m·h·°C)，各種保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)見表1 ; 0。為保溫層外表面與空氣間的放熱系數(shù)，kj/(m2 ·h·°C)屯為保溫層厚度，m;k1為風(fēng)速 修正系數(shù)；k2為潮濕程度修正系數(shù)，潮濕材料取3~5。
[0011] 更進(jìn)一步地，所述人工保溫材料的每層厚度由公式：
[0012] h = R入
[001引進(jìn)行計(jì)算，其中：R為保溫材料的熱阻，λ為保溫層的導(dǎo)熱系數(shù)，0s= 1/Rs，
[0014] 更進(jìn)一步地，所述雪層或埋±層的厚度由公式：
[0015]
[0016] 進(jìn)行計(jì)算，其中0。為雪層或埋±的放熱系數(shù)。
[0017] 更進(jìn)一步地，所述雪通過(guò)人工造雪或自然降雪獲得。
[0018] 更進(jìn)一步地，所述人工造雪的方法為：先通過(guò)制冰裝置將水制成片冰，再通過(guò)碎冰 裝置把已經(jīng)造好的片冰粉碎成粉末，最后，通過(guò)把粉末狀的冰晶通過(guò)空氣輸送系統(tǒng)送出。
[0019] 更進(jìn)一步地，所述人工造雪的方法為：來(lái)自高壓水累的高壓水與來(lái)自空氣壓縮機(jī) 的高壓空氣在雙進(jìn)口噴嘴處混合。利用自然蒸發(fā)和空氣出噴嘴后的體積膨脹帶走熱量而使 霧滴凝結(jié)成冰晶。
[0020] 自然環(huán)境中，雪（或±壤）有著較好的保溫效果，冬季氣溫-20°C條件下，40cm雪 層下部溫度可保持在0度左右。因此可W利用人工造雪的方式在保溫被表面形成一定厚度 的雪，或通過(guò)在混凝±倉(cāng)面進(jìn)行埋±，并結(jié)合不同厚度保溫被，形成對(duì)倉(cāng)面的保護(hù)，達(dá)到保 溫的目的。
[0021] 本發(fā)明利用人工造雪的方式在保溫被表面形成一定厚度的雪，或通過(guò)在混凝±倉(cāng) 面進(jìn)行埋±，結(jié)合不同厚度保溫被，形成對(duì)倉(cāng)面的保護(hù)，達(dá)到越冬保溫的目的。
[0022] 1)保溫厚度及保溫被層數(shù)
[0023] 表層溫度場(chǎng)應(yīng)根據(jù)計(jì)算氣溫變化的周期確定計(jì)算時(shí)段，氣溫年變化時(shí)段可取 0. 5~1. 0月計(jì)算，時(shí)程應(yīng)1年W上；氣溫驟降，時(shí)段可取0. 5~1.Od，計(jì)算時(shí)程為一次氣溫 驟降全過(guò)程。
[0024] 倉(cāng)面裸露情況下，混凝±倉(cāng)面放熱系數(shù)β可表示為： 陽(yáng)0巧]β1= 23. 9+14. 5Va(1)
[0026] 其中V。為風(fēng)速，m/s。
[0027] 混凝±倉(cāng)面加蓋保溫材料后，混凝±倉(cāng)面與保溫層間的放熱系數(shù)為：
[00 測(cè)
（2)
[0029] 其中λ1為保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)kj/(m·h·°C)，各種保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)見表1 ; 0。為保溫層外表面與空氣間的放熱系數(shù)，kj/(m2 ·h·°C)屯為保溫層厚度，m;k1為風(fēng)速 修正系數(shù)，見表2 ;k2為潮濕程度修正系數(shù)，潮濕材料取3~5,干材料取1。
[0030] 表1各種保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)入
[0031]

[0034] 已知倉(cāng)面放熱系數(shù)，根據(jù)保溫材料的導(dǎo)熱i數(shù)可求得需要保溫厚度。I當(dāng)混凝上倉(cāng) 面附模板或保溫層時(shí)，設(shè)在混凝±倉(cāng)面外附有若干保溫層，每層保溫材料的厚度為
[0035] h=Rλ1 (3)
[0036] 其中R為保溫材料的熱阻。
[0037] 最外面保溫層與空氣間的熱阻為1/β。，所W若干保溫層的總熱阻可按下式計(jì)算 1 巳
[0038]
(4)
[0039] 通常保溫層本身熱烙很小，可W忽略。因此覆蓋層厚度可W表示為
[0040]
(5)
[0041] 其中1/R.，為混凝±倉(cāng)面通過(guò)保溫層向周圍介質(zhì)放熱等效放熱系數(shù)。β.通 常采用仿真計(jì)算形式實(shí)現(xiàn)，W混凝±倉(cāng)面拉應(yīng)力滿足抗裂、抗剪強(qiáng)度系數(shù)為保證。
[0042] 通過(guò)h可計(jì)算保溫被層數(shù)。
[0043] 2)人工造雪厚度確定：當(dāng)有最優(yōu)經(jīng)濟(jì)效益保溫被厚度時(shí)，可進(jìn)一步計(jì)算"不足"厚 度（即需要額外追加的保溫厚度等參數(shù)）。
[0044] 采用人工造雪或埋±保溫情況與保溫被保溫相結(jié)合時(shí)，根據(jù)加蓋保溫被厚度可計(jì) 算保溫層向周圍介質(zhì)放熱等效放熱系數(shù)為
[0046] 雪層或埋±厚度可根據(jù)下式計(jì)算 (:騎
[0045]
[0047]
(7)
[0048] 其中0。為雪層或埋±的放熱系數(shù)。
[0049] 3)造雪時(shí)機(jī)選擇：根據(jù)計(jì)算，確定：
[0050] ①當(dāng)前溫度下，倉(cāng)面可承受的最低溫度。
[0051] ②進(jìn)行人工降雪或埋±時(shí)所要達(dá)到的外界氣溫。
[0052] 混凝±倉(cāng)面溫度可表示為
[0053] Ts=Ta+C〇；-Ta)+Tir 做
[0054] 其中，Ta為外界氣溫；TP為混凝±誘筑溫度；Tir為氣溫T。= 0,混凝±初溫T。= 0,絕熱溫升為Θ(τ)，表面放熱系數(shù)為β時(shí)，τ=τ,時(shí)的表面溫度；C為Tg=0,Tc= 1.0(單位初始溫差），θ(τ) =0,τ=Tr時(shí)的表面溫度。 陽(yáng)化5] 當(dāng)混凝±倉(cāng)面溫度規(guī)定在一定范圍時(shí)，增加人工造雪或埋±保溫處理的外界氣溫 可表示為 陽(yáng)056] Ta= (Ts-Tir-cTp)/c (9)
[0057] 4)人工造雪保溫效果的控制：人工造雪現(xiàn)場(chǎng)可根據(jù)需要保溫厚度，選擇不同冰粒 的顆粒大小，W達(dá)到不同密實(shí)度W實(shí)現(xiàn)不同