大體積混凝土溫度監(jiān)測(cè)

1、【測(cè)溫技術(shù)】大體積混凝土溫度監(jiān)測(cè)！2015-08-31 測(cè)量 商品混凝土汪軍1.大積混凝土的概念按照“普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程”對(duì)大體積混凝土的定義，指混凝土結(jié)構(gòu)物中，實(shí)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(jié)構(gòu)中，經(jīng)常遇到大體積混凝土。如高層建筑的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層，混凝土基礎(chǔ)和大型設(shè)備基礎(chǔ)等等。2.溫度應(yīng)力裂縫產(chǎn)生的機(jī)理大體積混凝土的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)體量大，相對(duì)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(dǎo)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(duì)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(duì)受

2、拉，內(nèi)部相對(duì)受壓，當(dāng)拉應(yīng)力超過了混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生宏觀裂縫，這就是溫差裂縫，或溫度裂縫。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(shí)，要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫度差異，以提示施工現(xiàn)場(chǎng)采取降低溫差的措施，保證不產(chǎn)生導(dǎo)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(huì)產(chǎn)生裂縫（1） 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(huì)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

3、土表面產(chǎn)生拉應(yīng)力。當(dāng)溫差大到一定程度，表面的拉應(yīng)力超過當(dāng)時(shí)的混凝土的極限抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土表面就會(huì)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(yīng)力很小，故溫度應(yīng)力一般可忽略不計(jì)。但過了數(shù)日混凝土硬化（多余水分蒸發(fā)時(shí)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(shí)才引起的拉應(yīng)力，當(dāng)該拉應(yīng)力超過混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)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(gè)截面，造成嚴(yán)重危害。所以在施工及養(yǎng)護(hù)階段應(yīng)嚴(yán)格控制溫升，對(duì)于強(qiáng)度要求較高的混凝土，水泥用量相對(duì)較多，水化熱大，溫升速率也較大，一般可達(dá)3

4、5左右，加上初始溫度可使混凝土內(nèi)部最高溫度達(dá)到7080，一般混凝土的熱膨脹系數(shù)為10×10-6/，當(dāng)溫度下降2025時(shí)造成的冷收縮量為22.5×10-4，而混凝土的極限拉伸值只有11.5×10-4，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(cè)3.1測(cè)溫儀器我所采用JDC-2型便攜式建筑測(cè)溫儀，其主機(jī)分別與測(cè)溫探頭或測(cè)溫線連接構(gòu)成測(cè)溫系統(tǒng)，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要的測(cè)溫點(diǎn)數(shù)量靈活配置。測(cè)溫探頭可直接測(cè)量混凝土拌和物溫度及環(huán)境溫度，測(cè)溫線預(yù)埋在混凝土內(nèi)部，適宜測(cè)量混凝土內(nèi)部溫度。JDC-2型測(cè)溫儀的測(cè)溫范圍：-30130，測(cè)溫誤差：0.5（與測(cè)溫探頭配合）；1.0（與

5、測(cè)溫線配合）。3.2測(cè)區(qū)布置及測(cè)溫方法大體積混凝土澆注塊體溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置，以真實(shí)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：1） 溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布置范圍以所選混凝土的澆注塊體平面圖對(duì)稱軸的半條軸線為測(cè)溫區(qū)（對(duì)長(zhǎng)方體可取較短的對(duì)稱軸線），在測(cè)溫區(qū)內(nèi)溫度測(cè)點(diǎn)呈平面布置；2） 在測(cè)溫區(qū)內(nèi)，溫度監(jiān)測(cè)的位置與數(shù)量可根據(jù)混凝土澆注塊體內(nèi)溫度場(chǎng)的分布情況及溫控的要求確定；3） 保溫養(yǎng)護(hù)效果及環(huán)境溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)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)50200mm處的溫度為準(zhǔn)；5） 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50200m

6、m處的溫度為準(zhǔn)。在澆注混凝土之前，每一測(cè)溫點(diǎn)分上、中、下分三處埋設(shè)測(cè)溫線（測(cè)溫線由插頭、導(dǎo)線和溫度傳感器組成）分別測(cè)各部位的溫度，其中上、下部傳感器距混凝土表面50200mm。測(cè)溫線的埋設(shè)方法見下圖：3.3.1觀測(cè)時(shí)期與觀測(cè)頻率大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)特別重要，達(dá)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(qiáng)度，防止混凝土產(chǎn)生貫穿裂縫。保濕的作用是使尚在強(qiáng)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(jìn)行，提高混凝土的極限拉伸強(qiáng)度。也有

7、預(yù)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(cè)是在混凝土成型后即混凝土養(yǎng)護(hù)期間監(jiān)測(cè)混凝土內(nèi)外溫度變化情況，以確?；炷琉B(yǎng)護(hù)期保溫、保濕的目的實(shí)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。測(cè)溫工作在混凝土成型后即開始，約連續(xù)觀測(cè)57天，即混凝土溫度變化處于平穩(wěn)階段時(shí)結(jié)束。觀測(cè)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(cè)量記錄（電測(cè)）”表格“渝建設(shè) 43”中所規(guī)定的觀測(cè)頻率為基礎(chǔ)，04天內(nèi)每?jī)尚r(shí)觀測(cè)一

8、次，47天內(nèi)每4小時(shí)觀測(cè)一次。4.實(shí)例分析此圖為XXXXXX集資住宅-12.2米筏板基礎(chǔ)其中一點(diǎn)的測(cè)溫曲線，該工程筏板基礎(chǔ)長(zhǎng)×寬×厚=26米×10米×1.3米，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C40，采用商品混凝土泵送入模。養(yǎng)護(hù)措施塑料薄膜加麻袋，混凝土內(nèi)部埋設(shè)冷卻循環(huán)水管，2003年7月30日20：30開始澆注，入模溫度為32，環(huán)境溫度2940。該點(diǎn)在8月1日12：00達(dá)到最高溫80，持續(xù)9小時(shí)后開始降溫，即澆注后約40小時(shí)達(dá)到最高溫度,內(nèi)外平均溫差18，最高溫差24.8。由于是夏季施工，環(huán)境溫度高，將升溫值控制在30較難，混凝土強(qiáng)度等級(jí)較高、水化熱量，再加上攪拌運(yùn)輸時(shí)

9、間過長(zhǎng)，水泥水化開始，造成升溫值超標(biāo)。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(chǔ)其中一點(diǎn)的測(cè)溫曲線，該工程筏板基礎(chǔ)長(zhǎng)×寬×厚=20米×20米×1.5米，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30，采用商品混凝土泵送入模。養(yǎng)護(hù)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1419。該點(diǎn)在2月28日15：00達(dá)到最高溫68，澆注后約40小時(shí)達(dá)到最高溫度，持續(xù)9小時(shí)后開始緩慢降溫，從圖中橫坐標(biāo)

10、42123區(qū)間的降溫速度為0.12/h，內(nèi)外平均溫差在橫坐標(biāo)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(nèi)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(duì)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(hù)措施使內(nèi)外溫差、降溫速度得到有效的控制。但應(yīng)延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間。上面兩個(gè)曲線為重慶時(shí)代廣場(chǎng)D座轉(zhuǎn)換層42.8米大體積混凝土第5和第11點(diǎn)的測(cè)溫曲線，該工程工程轉(zhuǎn)換層位于主體工程的第八層，筒體的強(qiáng)度等級(jí)為C60，板厚2000mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為

11、C45，共計(jì)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(hù)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2140。第5點(diǎn)先澆注，內(nèi)部最高溫度72.4，內(nèi)外平均溫差12；第11點(diǎn)最后澆注，混凝土表面一直有約30mm50mm的積水未清除干凈，該點(diǎn)表面溫度始終比第5點(diǎn)低約8，內(nèi)部最高溫度70.7，內(nèi)外平均溫差17，兩點(diǎn)分別在澆注后約40小時(shí)達(dá)到最高溫度，持續(xù)約9小時(shí)后開始降溫。所以在施工過程中應(yīng)及時(shí)清除積水，避免混凝土局部降溫。5總結(jié)由以上的實(shí)例分析看出，在施工過程中加強(qiáng)溫度控制是非常必要的，為有效的控制內(nèi)外溫差及溫度應(yīng)力，應(yīng)注意以下幾個(gè)方面:a、盡可能選用中低強(qiáng)度的混凝土，利用60天強(qiáng)度R60，避免用高強(qiáng)混凝土，使用發(fā)熱量低的