先张法预应力混凝土管桩离心后水养护方法及水养护装置

摘要

管桩水养护方法，设储水箱并引入蒸压釜中的冷凝水及余汽，将管桩放入蒸养池内，将储水箱中的冷凝水引入蒸养池，再将储水箱中的余汽引入蒸养池中，在80～90℃下，对蒸养池中的管桩蒸养4～5小时。养护装置，包括：蒸养池、储水箱及蒸压釜，在蒸养池设有水-气口，在储水箱上设有余汽出口、余汽入口、冷凝水出口和冷凝水入口，在蒸压釜上设有蒸汽入口和蒸汽出口，在蒸养池的水-气口与储水箱的冷凝水出口之间设有冷凝水通道，在蒸养池的水-气口与储水箱的余汽出口之间设有蒸汽通道，储水箱的冷凝水进口与蒸压釜的冷凝水出口之间通过第三电控阀及管道连通，储水箱的蒸汽入口与蒸压釜的蒸汽出口之间通过第二蒸汽阀及管道连通。

说明书

技术领域

本发明涉及建筑领域中按生产要求对生产过程中的混凝土基桩工程养护工艺技术，特别是涉及一种先张法预应力混凝土管桩离心后水养护方法及水养护装置。

背景技术

随着现代建筑物的重要程度的提高以及建筑高度的不断增加。对地基的承载能力提出了更高的要求，天然地基已经不能更好的承担上部建筑物传来的荷载，于是使用了天然地基，而在其中有一种处理方式，即使用钢筋混凝土做地基的基础桩，用压桩机将桩压入地下后成为基础桩，让基础桩上部承载建筑物。我国对于这类桩的设计生产，使用都规定了相应的标准。例如《建筑地基基础设计规范》(GB5007～2002)和《先张法预应力混凝土管桩》(GB13476～2009)。结合我国先张法预应力管桩的生产和应用的状况，经离心成型后的管桩采用两次养护工艺：一次为常压蒸汽养护、一次为高压蒸汽养护(蒸压釜养护)。目前的养护工艺存在以下缺陷：a、蒸压釜的余汽和排出的冷凝水无法回收利用，热损失大。每个蒸压釜每次排出的冷凝水量约为10吨，浪费了大量的水资源，无法对冷凝水再次利用；b、在夏季蒸养池开池后，大量的热气无法排出，造成车间工作环境温度较高，影响工人的正常工作和身体健康；c、管桩养护成本提高。目前的养护工艺存在的缺陷大大影响着企业的效益，通过对养护工艺的改进可提高企业的经济效益，与国家提倡的环保生产、节能生产工艺一致。

发明内容

本发明提供一种克服目前管桩养护工艺不足、同时实现了环保生产、节能生产的先张法预应力混凝土管桩离心后水养护方法及水养护装置。

本发明所述的先张法预应力混凝土管桩离心后水养护方法，其特征在于，

步骤1)设立蒸压釜冷凝水回收及余汽加热储水箱，将蒸压釜中的冷凝水及余汽引入蒸压釜冷凝水回收及余汽加热储水箱；

步骤2)将离心后的带钢模管桩放入蒸养池内，待带钢模管桩装满蒸养池后，打开蒸养池进水口处的电控阀，将蒸压釜冷凝水回收及余汽加热储水箱中的冷凝水引入蒸养池并将此水作为养护水，待养护水浸没整个钢模后盖上蒸养盖，再将蒸压釜冷凝水回收及余汽加热储水箱中的余汽引入蒸养池中，将养护水加热至管桩的水养温度80～90℃；如果引入蒸养池的冷凝水不足以浸没整个钢模，则给蒸养池补充养护水，直至蒸养池中的养护水浸没整个钢模；如果所引入的余汽不足以将养护水加热至管桩的水养温度80～90℃，则引入蒸汽，将养护水加热至管桩的水养温度80～90℃，

步骤3)保持水养温度80～90℃，对蒸养池中的带钢模的管桩蒸养4～5小时，

步骤4)待蒸养完毕后，将所述蒸养池的热水再抽至另外一个蒸养池中，实现热水的反复利用。

本发明所述的水养护装置，包括：蒸养池，在蒸养池设有水-气口和热水出口，所述水养护装置还包括蒸压釜冷凝水回收及余汽加热储水箱及蒸压釜，在蒸压釜冷凝水回收及余汽加热储水箱上设有余汽出口、余汽入口、冷凝水出口和冷凝水入口，在蒸压釜上设有蒸汽入口，在所述蒸养池的水-气口与蒸压釜冷凝水回收及余汽加热储水箱的余汽出口之间设有蒸汽通道，在所述蒸养池的水-气口与蒸压釜冷凝水回收及余汽加热储水箱的冷凝水出口之间设有冷凝水通道，所述冷凝水通道由依次串联并通过管道连通的阀闸、第一冷凝水单向阀、第一单级离心式热水泵、第二冷凝水单向阀及第一电控阀组成，所述蒸汽通道由依次串联并通过管道连通的第一蒸汽阀及第一电控阀组成，蒸压釜冷凝水回收及余汽加热储水箱的冷凝水进口与蒸压釜的冷凝水出口之间通过第三电控阀及管道连通，蒸压釜冷凝水回收及余汽加热储水箱的蒸汽入口与蒸压釜的蒸汽出口之间通过第二蒸汽阀及管道连通。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

本发明首先对现有管桩生产工艺中的蒸养池进行储水防漏改造，增设蒸压釜冷凝水回收及余汽加热储水箱(尺寸为3000×4000×3000)，储水箱底部安装电加热装置，便于热水的及时供应，蒸养池增加水循环的进水和出水单级离心式热水泵各一台及相关的配套设施。在蒸养池处的进水管和出水管处各安装一个电动阀，在蒸养池壁中间部位安装数显式测温电阻对蒸养池温度监控，先张法预应力混凝土管桩离心后水养护系统改造完毕；

所述先张法预应力混凝土管桩离心后水养护系统包括：蒸养池，蒸压釜冷凝水回收及余汽加热储水箱，单级离心式热水泵，单向阀，进水口，出水口，无缝管，电控阀，蒸汽阀，温度控制仪，阀闸，溢流孔，以上各个部分通过无缝管来连接成一个水养护系统。

所述先张法预应力混凝土管桩离心后水养护系统中的蒸养池包括：进水口，出水口，溢流孔，温度控制仪。

当将离心后的带钢模管桩放入蒸养池内，待带钢模管桩装满蒸养池后，打开蒸养池进水口处的电控阀和储水箱的阀闸，通过蒸压釜冷凝水回收及余汽加热储水箱处的单级离心式热水泵将蒸压釜冷凝水回收及余汽加热储水箱的热水抽进蒸养中，待热水浸没整个钢模后，打开储水箱处的蒸汽阀，通过蒸压釜的余汽逐渐将水温升至90℃左右并恒温一定的时间(恒温温度控制是通过温度控制仪来实现)；余汽在进入储水箱后，可将冷凝水升温，节省了储水箱的加热装置的电耗。

本发明对热水进行回收利用：a、将蒸压釜降压后排出余汽一部分供水养护池补温，多余部分通过蒸汽阀释放到釜冷凝水回收及余汽加热储水箱中冷凝，同时利用蒸汽将冷凝水加热备用；b、然后再通过单级离心式热水泵抽热水至蒸养池中，待蒸养完毕后将该池的热水再抽至另外一个蒸养池中，实现热水的反复利用，节省了生产成本。

与现有技术相比，本发明能克服目前管桩养护工艺不足，实现了环保生产、节能生产，即：

本发明对向外尤其是向车间排放的热量进行了严格控制，将蒸压釜中带有热量的余汽和冷凝水引入冷凝水回收及余汽加热储水箱，避免了蒸压釜中的余热流入车间或对外排放，实现了车间内余热的零排放，改善了车间工作时的环境温度；

本发明将对车间或对外排放的蒸压釜中的余汽和冷凝水用于管桩的水养工艺，降低了能耗，实现了节能生产。“蒸压釜冷凝水回收及余汽加热储水箱”技术措施，使带有热量的余汽和冷凝水得以有效的储备，当蒸压釜余汽和冷凝水被排入冷凝水回收及余汽加热储水箱后，余汽和冷凝水被储存在冷凝水回收及余汽加热储水箱中，利用冷凝水通道及蒸养池11的水-气口与蒸压釜冷凝水回收及余汽加热储水箱12的余汽出口之间的连通连接关系，将余汽和冷凝水引入蒸养池，参与对管桩的水养，使原管桩生产中的被排放的余汽和冷凝水被反馈至管桩生产中。

随着余汽和冷凝水的定向排放和利用，相对于现有技术而言，释放于车间之中的热量大大减少，环境温度得以降低，从而使现场工人的劳动环境得以改善，优良的劳动环境则有助于减少事故发生。

本发明将蒸压釜余汽和排出的冷凝水全部回收利用，充分的利用了热能，实现冷凝水的再次利用，同时改善了车间工作时的环境温度，同时也降低了管桩的养护成本，与原有工艺消耗的成本相比，节省了40％左右的成本费用。采用此方法养护管桩，脱模强度与常规方法养护的强度一致，证明了此方法是可行的。同时因管桩离心成型后，逐渐凝结硬化，具有一定的强度和耐久性，这个过程主要是由水泥的水化作用来实现的；水泥的水化作用效果与混凝土的环境温度、湿度及养护效果有密切的关系，尤其是早期养护，若养护时间过短或养护期内不能保持湿润状态，混凝土内的水分会迅速蒸发，混凝土表面因干缩而产生裂缝或形成毛细网透气渗水，使混凝土的抗渗性急剧降低。采用水养护，由于保证了良好的水泥水化环境温度、湿度及养护效果，生成晶态或胶态水化物，阻塞混凝土的毛细管道，降低混凝土内部的空隙率，增强混凝土的密实性，从而获得良好的抗渗性、抗冻性及耐久性。

附图说明

图1是本发明水养护系统俯视图。

图2是本发明蒸养池AA′的结构剖视图，其中，溢流孔123。

图3是本发明蒸养池BB′的结构剖视图。

具体实施方式

实施例1

一种先张法预应力混凝土管桩离心后水养护方法：

步骤1)设立蒸压釜冷凝水回收及余汽加热储水箱12，将蒸压釜18中的冷凝水及余汽引入蒸压釜冷凝水回收及余汽加热储水箱12；

步骤2)将离心后的带钢模管桩放入蒸养池11内，待带钢模管桩装满蒸养池11后，打开蒸养池11进水口16处的第一电控阀191，将蒸压釜冷凝水回收及余汽加热储水箱12中的冷凝水引入蒸养池11并将此水作为养护水，待养护水浸没整个钢模后盖上蒸养盖，再将蒸压釜冷凝水回收及余汽加热储水箱12中的余汽引入蒸养池11中，将养护水加热至管桩的水养温度80～90℃；如果引入蒸养池的冷凝水不足以浸没整个钢模，则给蒸养池补充养护水，直至蒸养池中的养护水浸没整个钢模；如果所引入余汽不足以将养护水加热至管桩的水养温度80～90℃，则引入蒸汽，将养护水加热至管桩的水养温度80～90℃，

步骤3)保持水养温度80～90℃，对蒸养池中的带钢模的管桩蒸养4～5小时，

步骤4)待蒸养完毕后，将所述蒸养池的热水再抽至另外一个蒸养池中，实现热水的反复利用。

实施例2

一种用于实施所述先张法预应力混凝土管桩离心后水养护方法的水养护装置，包括：蒸养池11，在蒸养池11设有水-气口16和热水出口17，所述养护装置还包括蒸压釜冷凝水回收及余汽加热储水箱12及蒸压釜18，在蒸压釜冷凝水回收及余汽加热储水箱12上设有余汽出口、余汽入口、冷凝水出口和冷凝水入口，在蒸压釜18上设有蒸汽入口和蒸汽出口，在所述蒸养池11的水-气口与蒸压釜冷凝水回收及余汽加热储水箱12的冷凝水出口之间设有冷凝水通道，在所述蒸养池11的水-气口与蒸压釜冷凝水回收及余汽加热储水箱12的余汽出口之间设有蒸汽通道，所述冷凝水通道由依次串联并通过管道连通的阀闸122、第一冷凝水单向阀151、第一单级离心式热水泵131、第二冷凝水单向阀152及第一电控阀191组成，所述蒸汽通道由依次串联并通过管道连通的第一蒸汽阀1201及第一电控阀191组成，蒸压釜冷凝水回收及余汽加热储水箱12的冷凝水进口与蒸压釜18的冷凝水出口之间通过第三电控阀193及管道连通，蒸压釜冷凝水回收及余汽加热储水箱12的蒸汽入口与蒸压釜18的蒸汽出口之间通过第二蒸汽阀1202及管道连通。

在本实施例中，在蒸养池11的热水出口上依次连接有第二电控阀192及第二单级离心式热水泵132，以便在本蒸养池11中的管桩养护完毕后，将本蒸养池11中的热水引入其它蒸养池，从而使其得以重复利用。

在本实施例中，参照图1，冷凝水通道和蒸汽通道之间可以通过一个三通(图中未画出)连接在一起，即：将蒸汽通道中的第一蒸汽阀1201连接在三通的第一端口，将冷凝水通道中的第二冷凝水单向阀152连接在三通的第二端口，再将三通的第三端口与第一电控阀191连接。

下面对本发明的几个要点再作一些说明：

步骤1)对现有管桩生产工艺中的蒸养池进行储水防漏改造，增设蒸压釜冷凝水回收及余汽加热储水箱12(尺寸为3000×4000×3000)，储水箱12底部安装电加热装置，便于热水的及时供应，蒸养池11增加水循环的进水和出水单级离心式热水泵各一台及相关的配套设施。在蒸养池处的进水管和出水管处各安装一个电动阀，在蒸养池壁中间部位安装数显式测温电阻对蒸养池温度监控，先张法预应力混凝土管桩离心后水养护系统改造完毕；

所述先张法预应力混凝土管桩离心后水养护系统中的蒸养池包括：进水口16，出水口17，溢流孔123，温度控制仪121。

步骤2)将离心后的带钢模管桩放入蒸养池11内，待带钢模管桩装满蒸养池11后，打开蒸养池11进水口16处的电控阀19和储水箱的阀闸122，通过蒸压釜冷凝水回收及余汽加热储水箱12处的单级离心式热水泵122将蒸压釜冷凝水回收及余汽加热储水箱12的热水抽进蒸养池11中，待热水浸没整个钢模后，打开储水箱12处的蒸汽阀120，通过蒸压釜的余汽逐渐将水温升至90℃左右并恒温一定的时间(恒温温度控制是通过温度控制仪121来实现)；余汽在进入储水箱后，可将冷凝水升温，节省了储水箱的加热装置的电耗。

步骤3)对热水进行回收利用：a、将蒸压釜降压后排出余汽一部分供水养护池补温，多余部分通过蒸汽阀120释放到釜冷凝水回收及余汽加热储水箱12中冷凝，同时利用蒸汽将冷凝水加热备用；b、然后再通过单级离心式热水泵13抽热水至蒸养池中，待蒸养完毕后将该池的热水再抽至另外一个蒸养池中，实现热水的反复利用，节省了大量的成本。