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    技術資料

    太陽能技術在水泥管生產中的應用

    時間:2015-05-31 14:10 來源:qzhaiyu.com 作者:海煜重工 點擊:
    我國太陽能資源豐富,全國2/3以上的地區,年輻射總量大于50.23×105千焦/平方米。如濟南地區全年能夠充分利用太陽能的天數達278天。全年平均每天在1平方米的面積上,可以獲得13665千焦的熱量,輻射最高月份達19598千焦。如果將這些熱量充分利用起來,足可滿足每平方米的地面上8~10cm厚的水泥混凝土達到80℃所需要的養護熱量。當然,由于種種原因,實際上水泥混凝土還不能獲得這么多熱量,但可以看出,太陽能的利用潛力很大。

    太陽能養護目前國內還限于日光直接照射養護。太陽能養護是在水泥管上加蓋集熱裝置,直接吸收太陽的輻射能量,通過加熱并蓄熱,使水泥管溫度升高,達到加速硬化的目的。集熱裝置的作用,不僅是吸收太陽能,進行光熱轉換,而且將水泥管封閉起來,防止水泥管中水分大量蒸發。因此,在集熱裝置所覆蓋的空間,具有較高的濕度,自然形成了某種程度的干濕熱養護條件。目前,國內水泥管太陽能養護方式有以下幾種形式:

    1、太陽能養護被

    選用透明度高和抗老化性能好的聚氯乙烯薄膜。這種薄膜夏天耐高溫,冬天耐寒冷,使用壽命長。太陽能養護被的制作,是將一層透明的和一層黑色的塑料薄膜,按照所要求的尺寸,用高壓熱合機將四周都粘合起來。在一邊角處,用較厚一點的塑料布粘合成一根長20cm、直徑1.5cm的進氣管。沿塑料薄膜袋的兩個長邊,放出寬20cm的雙層塑料薄膜,并且粘結起來,作覆蓋水泥制品后壓封用。使用時,用0.42立方米/分的空壓機通過進氣管向塑料袋內充氣,充氣后袋高約20~30cm,然后將進氣管扎起來。充氣后的塑料薄膜袋很像棉被,將透明的一面朝上,黑的一面朝下。由于透明塑料薄膜透光率好,黑色塑料薄膜吸熱率高,因而接受太陽能輻射熱的效果也好,中間形成了熱空氣層,起儲熱保溫的作用。

    太陽能養護被很輕,能減少養護工人的勞動強度。養護被底下的介質溫度高,再加上水泥水化放出的熱量,因此養護被覆蓋的最初兩天溫度較高,有時養護被下的最高溫度比天然氣溫高5倍。陰天和夜間養護被下的溫度也比天然氣溫高1.5~2倍。以某廠制作的30級水泥混凝土構件抽樣試壓情況看,太陽能養護被養護的3天強度達到設計強度的133%,而天然氣溫下覆蓋草包養護3天強度只有設計強度的83%。由于水泥管養護過程蒸發的水量仍保留在太陽能養護被下,可以觀察到10天后水泥管表面還很潮濕,相對濕度在75%~93%之間,因此,就無須澆水養護。

    2、太陽能養護池

    太陽能養護池一般建于地上,用磚砌成池狀,上面罩以單層或雙層玻璃(或透明塑料薄膜)窗,玻璃窗要做成一定的坡度,以增加日照面積和便于散水。池壁和地底均設蛭石保溫層并用摻有黑煙的水泥砂漿抹面。在池壁和池頂交接處設有泡沫塑料壓條,以加強玻璃罩與池壁之間的密封。這種太陽能養護池在北京地區夏季池內最高溫度可達80℃,相對濕度保持在70%~80%。夜間池外溫度為20℃,池內水泥管溫度仍保持在40℃以上。這種養護方式的養護周期一般為2~3天。冬季,太陽能養護池內亦可加蒸汽排管或串片等輔助加熱措施。

    3、太陽能養護罩

    太陽能養護罩是在水泥管上方加透明罩,使罩內保持一定的溫度和濕度。養護罩應選擇優質透光材料和合理的罩型,以使太陽輻射能量最大限度地穿透到罩內,并較長久地保留罩內的熱量。太陽光譜中可見光中能量分布在中午前后以黃綠光為主,早晚以橙紅光為主。選用透光材料,其光學性能應以能夠最大限度地透過可見光和紅外線為先決條件。目前,國內所用透光材料主要是玻璃、聚氯乙烯塑料薄膜、透明聚酯玻璃鋼。太陽能養護罩可以充分利用太陽的輻射能,即使是在陰天,因太陽能散射輻射的作用,也可使罩內溫度罩內溫度高于自然氣溫。如濟南地區,8月份的陰天,罩內溫度最高可達57℃。水泥制品在太陽能養護罩內養護時,表面還蓋上黑色塑料布,以起到保溫和增加吸收輻射能的作用。這種養護方法養護周期,夏季1~2天,春、秋2~3天,冬季3~6天。(均指濟南地區情況)太陽能養護周期一般為自然養護周期的1/3。

    4、太陽能養護棚

    這種養護設施利用太陽的輻射能并附加一些簡易的暖氣設備,可在嚴寒的冬季用來養護水泥管。北京某廠搭蓋了一個塑料大棚全長70米、寬16米,沿高2米,總面積1000余平方米,既是水泥管的生產設施,又是太陽能養護棚。太陽能養護棚可采用鋼骨架和木骨架,每個骨架上部擱置鋼或竹、木桁條、骨架四頂和頂上鋪單層透明塑料膜(事先可用電鉻鐵把單幅的塑料薄膜燙粘起來),在鋪好的薄膜上沿順向釘木壓條,以利排水。整個結構要保證大雪時不被壓塌。在大棚的兩端用240mm磚墻封山,并設置推拉門,以便用人力車運輸制品。在大棚內還設置有散熱片,以備在嚴寒天氣和夜晚氣溫降低時,補充熱源。

    在冬初,白天可不通汽,在最寒冷的月份,每天下午4時通汽,次日上午8時停汽。經測試,在晴天室外溫度為-5℃,養護棚內溫度能保持10℃,夜間可保持0℃以上。在棚內生產的水泥管,5~6天即可達到規定的的強度出棚。

    太陽能養護水泥管有以下優點:

    1、太陽能養護水泥管,升溫速度比較緩慢,濕度較大,一般每小時升溫不超過10℃,所以水泥管的養護質量較好,表面堅硬,干凈,無起鼓現象;水泥管的早期強度可以迅速提高,后期強度也能正常發展。

    2、太陽能養護水泥管,不耗能源,若以年產量4000~5000立方米制品計算,與蒸汽養護相比,一年可節省400~1000噸煤。

    3、太陽能養護水泥管,與自然養護相比可縮短養護周期1/3~2/3,加快了場地的周轉。

    4、太陽能養護水泥管,不需要澆水蓋草簾,節約了養護用水,降低了勞動強度,改善了場地面貌。若以年產1.5萬立方米水泥管計算,一年可節約3萬余噸水量。

    利用太陽能養護水泥管作為一種新工藝,還處在探索階段,還不夠完善,尚需不斷改進和發展。由于還沒有從根本上解決太陽能的儲存問題,因而受地理、日照、季節、氣象和晝夜變化的影響較大。從勞動生產率來看,比之蒸養、干熱、紅外線養護的養護效率還是低的。今后隨著新材料和新罩型的出現和完善,以及太陽能的收集和儲存效率的提高,必將使太陽能養護水泥管帶來更高的效益。隨著生態環境破壞日益加劇,發展新能源和可再生能源已刻不容緩以及水資源危機,利用太陽能養護水泥管企業效率和社會效率均較顯著,具有廣闊的發展前景。
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