大體積測溫教材

大體積混凝土測溫及養(yǎng)護專題福建華僑大學蔣少軍2024/3/1811我說一下為什么要測溫？施工混凝土內(nèi)部熱量較難散發(fā)，外部表面熱量散發(fā)較快，內(nèi)部和外部熱脹冷縮過程相應(yīng)會在混凝土表面產(chǎn)生拉應(yīng)力。溫差大到一定程度，混凝土表面拉應(yīng)力超過當時的混凝土極限抗拉強度時，在混凝土表面會產(chǎn)生有害裂縫，有時甚至貫穿裂縫。另外，混凝土硬化后隨溫度降低產(chǎn)生收縮，由于受到地基約束，會產(chǎn)生很大外約束力，當超過當時的混凝土極限抗拉強度時，也會產(chǎn)生裂縫。為了了解基礎(chǔ)大體積混凝土內(nèi)部由于水化熱引起的溫度升降規(guī)律，掌握基礎(chǔ)混凝土中心與表面、表面與大氣溫度間的溫度變化情況，以便采取必要的措施。2024/3/182

親們：2讓我們先來探討下溫度應(yīng)力裂縫產(chǎn)生的機理大體積混凝土的特點是結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)內(nèi)部，導致溫度急劇升高，造成混凝土內(nèi)部與表面產(chǎn)生較大的溫度差異，內(nèi)部高、外部相對較低。加上材料的熱脹冷縮效應(yīng)，容易使混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生溫度應(yīng)力，混凝土表面由表及里地相對受拉，內(nèi)部相對受壓，當拉應(yīng)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。2024/3/183溫差應(yīng)力的產(chǎn)生是與混凝土內(nèi)外溫度差密切相關(guān)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。混凝土結(jié)構(gòu)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：

內(nèi)外溫差

：混凝土內(nèi)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(nèi)部溫度。即使在混凝土硬化后期，水化熱散盡，結(jié)構(gòu)溫度已接近周圍氣溫，這是若受到寒潮侵襲，氣溫驟降，結(jié)構(gòu)表面急冷，仍會產(chǎn)生內(nèi)外溫差。這種溫差造成內(nèi)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(yīng)力。當溫差大到一定程度，表面的拉應(yīng)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。2024/3/184（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(yīng)力很小，故溫度應(yīng)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(jié)構(gòu)邊界條件的約束時才引起的拉應(yīng)力，當該拉應(yīng)力超過混凝土抗拉強度時，就會在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生裂縫。表面裂縫與內(nèi)部裂縫疊加起來，就可能貫穿結(jié)構(gòu)的整個截面，造成嚴重危害。所以在施工及養(yǎng)護階段應(yīng)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(nèi)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。2024/3/1853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(gòu)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(nèi)部，適宜測量混凝土內(nèi)部溫度。JDC-2型測溫儀的測溫范圍：-30℃～130℃，測2024/3/1863.2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的里外溫差、降溫速度及環(huán)境溫度為原則，一般可按下列方式布置1)：溫度監(jiān)測點的布置范圍以所選混凝土的澆注塊體平面圖對稱軸的半條軸線為測溫區(qū)（對長方體可取較短的對稱軸線），在測溫區(qū)內(nèi)溫度測點呈平面布置2）在測溫區(qū)內(nèi)，溫度監(jiān)測的位置與數(shù)量可根據(jù)混凝土澆注塊體內(nèi)溫度場的分布情況及溫控的要求確定；3）保溫養(yǎng)護效果及環(huán)境溫度監(jiān)測點數(shù)量應(yīng)根據(jù)具體需要確定；4）混凝土澆注塊體的外表溫度，應(yīng)以混凝土外表以內(nèi)50～200mm處的溫度為準；2024/3/187混凝土澆注塊體底表面的溫度，應(yīng)以混凝土澆注塊體底表面以上50～200mm處的溫度為準。在澆注混凝土之前，每一測溫點分上、中、下分三處埋設(shè)測溫線（測溫線由插頭、導線和溫度傳感器組成）分別測各部位的溫度，其中上、下部傳感器距混凝土表面50～200mm。測溫線的埋設(shè)方法見下圖：2024/3/1883.3.1觀測時期與觀測頻率大體積混凝土的養(yǎng)護特別重要，達到保溫降低溫差和保濕的目的。保溫是為了減少混凝土水化熱的散失，減小混凝土的溫度梯度，防止產(chǎn)生表面裂縫，并充分發(fā)揮混凝土的潛力和材料的松弛特性，使混凝土的平均總溫差所產(chǎn)生的拉應(yīng)力小于混凝土抗拉強度，防止混凝土產(chǎn)生貫穿裂縫。保濕的作用是使尚在強度發(fā)展階段的混凝土，不因表面脫水而產(chǎn)生干縮裂縫，并使水泥的水化順利進行，提高混凝土的極限拉伸強度。也有預埋水管，從一端灌入冷水，排除混凝土內(nèi)部的熱量，降低溫度差。溫度監(jiān)測是在混凝土成型后即混凝土養(yǎng)護期間監(jiān)測混凝土內(nèi)外溫度變化情況，以確?；炷琉B(yǎng)護期保溫、保濕的目的實現(xiàn)，控制混凝土的內(nèi)外溫度差在25℃范圍內(nèi)，以保證混凝土不出現(xiàn)裂縫，尤其是不出現(xiàn)貫穿性的裂縫，保證混凝土的質(zhì)量。2024/3/189測溫工作在混凝土成型后即開始，約連續(xù)觀測5～7天，即混凝土溫度變化處于平穩(wěn)階段時結(jié)束。觀測頻率以能反映出并控制混凝土的溫度變化，即混凝土降溫速度，混凝土內(nèi)外溫差為原則，一般情況是每晝夜不少于兩次。這里以重慶市建委統(tǒng)一制定的“大體積混凝土施工溫度測量記錄（電測）”表格“渝建設(shè)43”中所規(guī)定的觀測頻率為基礎(chǔ)，0～4天內(nèi)每兩小時觀測一次，4～7天內(nèi)每4小時觀測一次。2024/3/18104控制溫度和收縮裂縫的技術(shù)措施1、配合比的設(shè)置因為溫度的來源為水泥與水化合時產(chǎn)生的熱量，減少一定量產(chǎn)生的水泥化熱，能在一定程度上減少溫度裂縫的產(chǎn)生，而這點在大體積混凝土水泥化熱的問題表現(xiàn)更為明顯，那么問題變成了如何減少水化熱，降低水化熱應(yīng)該從改善水泥和水的配合比入手（1）減少水泥的用量減少單位體積的水泥用量是成效頗為明顯的一種改善水化熱作用影響的一種方式，但是在減少水泥用量的同時又要保證結(jié)構(gòu)的安全，這就需要