大體積混凝土溫度監(jiān)測

【測溫技術】大體積混凝土溫度監(jiān)測！2015-08-31

測量

1.大積混凝土的概念按照“普通混凝土配合比設計規(guī)程”對大體積混凝土的定義，指混凝土結構物中，實體最小尺寸大于或等于1m的混凝土。在工業(yè)與民用建筑結構中，經(jīng)常遇到大體積混凝土。如高層建筑的結構轉換層，混凝土基礎和大型設備基礎等等。2.溫度應力裂縫產(chǎn)生的機理大體積混凝土的特點是結構體量大，相對散熱面積小，在澆注混凝土前幾天，水化熱積聚在結構內部，導致溫度急劇升高，造成混凝土內部與表面產(chǎn)生較大的溫度差異，內部高、外部相對較低。加上材料的熱脹冷縮效應，容易使混凝土結構產(chǎn)生溫度應力，混凝土表面由表及里地相對受拉，內部相對受壓，當拉應力超過了混凝土的抗拉強度時，就會產(chǎn)生宏觀裂縫，這就是溫差裂縫，或溫度裂縫。溫差應力的產(chǎn)生是與混凝土內外溫度差密切相關的，因此在大體積混凝土施工時，要實時監(jiān)測溫度差異，以提示施工現(xiàn)場采取降低溫差的措施，保證不產(chǎn)生導致裂縫的溫差?；炷两Y構的升溫和隨之而來的降溫過程中，由于下述原因會產(chǎn)生裂縫

（1）內外溫差：混凝土內部熱量積聚不易散發(fā)，外部則散熱較快，無論在升溫或降溫過程中，混凝土表面的溫度總低于內部溫度。即使在混凝土硬化后期，水化熱散盡，結構溫度已接近周圍氣溫，這是若受到寒潮侵襲，氣溫驟降，結構表面急冷，仍會產(chǎn)生內外溫差。這種溫差造成內部和外部熱脹冷縮的程度不同，就在混凝土表面產(chǎn)生拉應力。當溫差大到一定程度，表面的拉應力超過當時的混凝土的極限抗拉強度時，混凝土表面就會產(chǎn)生裂縫。（2）收縮作用：大體積混凝土澆注初期，混凝土處于升溫階段及塑性狀態(tài)，彈性模量很小變形變化所引起的應力很小，故溫度應力一般可忽略不計。但過了數(shù)日混凝土硬化（多余水分蒸發(fā)時引起的體積收縮）以后發(fā)生的收縮，將受到地基和結構邊界條件的約束時才引起的拉應力，當該拉應力超過混凝土抗拉強度時，就會在混凝土內部產(chǎn)生裂縫。表面裂縫與內部裂縫疊加起來，就可能貫穿結構的整個截面，造成嚴重危害。所以在施工及養(yǎng)護階段應嚴格控制溫升，對于強度要求較高的混凝土，水泥用量相對較多，水化熱大，溫升速率也較大，一般可達35℃左右，加上初始溫度可使混凝土內部最高溫度達到70～80℃，一般混凝土的熱膨脹系數(shù)為10×10-6/℃，當溫度下降20～25℃時造成的冷收縮量為2～2.5×10-4，而混凝土的極限拉伸值只有1～1.5×10-4，因而冷收縮常引起混凝土的開裂。3.大體積混凝土溫度監(jiān)測3.1測溫儀器我所采用JDC-2型便攜式建筑測溫儀，其主機分別與測溫探頭或測溫線連接構成測溫系統(tǒng)，可根據(jù)現(xiàn)場需要的測溫點數(shù)量靈活配置。測溫探頭可直接測量混凝土拌和物溫度及環(huán)境溫度，測溫線預埋在混凝土內部，適宜測量混凝土內部溫度。JDC-2型測溫儀的測溫范圍：-30℃～130℃，測溫誤差：≤0.5℃（與測溫探頭配合）；≤1.0℃（與測溫線配合）。3.2測區(qū)布置及測溫方法大體積混凝土澆注塊體溫度監(jiān)測點布置，以真實地反映出混凝土塊體里外溫差、降溫速度及環(huán)境溫度為原則，一般可按下列方式布置：熱量，再加上攪拌運輸時間過長，水泥水化開始，造成升溫值超標。采用麻袋的保溫，和冷循環(huán)水的溫控措施是有效的。如果表面采用薄膜覆蓋效果更佳。此圖為XXXXXXXXX大廈-7.8米筏板基礎其中一點的測溫曲線，該工程筏板基礎長×寬×厚=20米×20米×1.5米，混凝土強度等級C30，采用商品混凝土泵送入模。養(yǎng)護措施在混凝土表面依次覆蓋塑料薄膜、草墊、塑料彩條布，再在其上用塑料彩條布搭棚（四周封閉），2003年2月25日23：00開始澆注，入模溫度為23.8℃，環(huán)境溫度14～19℃。該點在2月28日15：00達到最高溫68℃，澆注后約40小時達到最高溫度，持續(xù)9小時后開始緩慢降溫，從圖中橫坐標42～123區(qū)間的降溫速度為0.12℃/h，內外平均溫差在橫坐標132（3月4日9：00）前約5℃，其后，即3月4日9：00因施工原因拆除塑料薄膜、草墊、彩條布，混凝土表面溫度迅速下降，內外溫差增大，最高溫差24.6℃。該大體積混凝土施工屬冬季施工，環(huán)境溫度低，用彩條布搭棚可提高環(huán)境溫度，對混凝土保溫非常有利。從曲線可看出塑料薄膜+草墊+彩條布，再加上彩條布搭棚的養(yǎng)護措施使內外溫差、降溫速度得到有效的控制。但應延長養(yǎng)護時間。上面兩個曲線為重慶時代廣場D座轉換層42.8米大體積混凝土第5和第11點的測溫曲線，該工程工程轉換層位于主體工程的第八層，筒體的強度等級為C60，板厚2000mm，混凝土強度等級為C45，共計3000m3,分兩次澆注，第一次澆注厚度800mm，第二次澆注厚度1200mm。采用商品混凝土泵送入模。養(yǎng)護措施在混凝土表面依次覆蓋塑料薄膜、草墊、塑料彩條布，2003年9月14日20：30開始澆注，入模溫度為32℃，環(huán)境溫度21～40℃。第5點先澆注，內部最高溫度72.4℃，內外平均溫差12℃；第11點最后澆注，混凝土表面一直有約30mm～50mm的積水未清除干凈，該點表面溫度始終比第5點低約8℃，內部最高溫度70.7℃，內外平均溫差17℃，兩點分別在澆注后約40小時達到最高溫度，持續(xù)約9小時后開始降溫。所以在施工過程中應及時清除積水，避免混凝土局部降溫。5．總結由以上的實例分析看出，在施工過程中加強溫度控制是非常必要的，為有效的控制內外溫差及溫度應力，應注意以下幾個方面:a、盡可能選用中低強度的混凝土，利用60天強度R60，避免用高強混凝土，使用發(fā)熱量低的水泥；在原材料方面，嚴格控制骨料的級配，含泥量，使用摻和料，采用緩凝劑，降低水灰比及水泥用量。b、凝土澆注之后