工程建設國家標準《大體積混凝土溫度測控技術規(guī)范》條文說明

中華人民共和國國家標準大體積混凝土溫度測控技術規(guī)范GB/T條文說明1總則1.0.1水泥在水化過程中要產(chǎn)生水化熱使混凝土內(nèi)部溫度升高。當溫升達到峰值以后溫度開始下降使混凝土產(chǎn)生溫差應力。當拉應力超過了混凝土的極限抗拉強度時混凝土結構就產(chǎn)生裂縫。裂縫一旦形成對混凝土結構的整體性抗?jié)B性及耐久性都有嚴重的影響。因此在大體積混凝土的施工過程中通過測量混凝土內(nèi)部不同位置的溫度從而確定采用合理的保溫、保濕的養(yǎng)護措施。使防止大體積混凝土產(chǎn)生溫度應力裂縫的有效方法之一。對于混凝土中心溫度過高時還應該采用水冷卻的強制降溫措施。大體積混凝土施工過程對溫度的監(jiān)測和控制成為確?；炷两Y構工程質(zhì)量必不可少的手段。由中冶集團建筑研究總院等單位編制了國家標準《大體積混凝土施工規(guī)范》GB50496-2009總結了國內(nèi)建筑科技成果對大體積混凝土在原材料選擇、配合比設計、混凝土澆筑、養(yǎng)護做出了更為詳細、可操作性的規(guī)定和要求對大體積混凝土的工程質(zhì)量起到了重要保證作用。大體積混凝土的溫度監(jiān)測和溫度控制近年來有了長足的發(fā)展在溫測儀器、儀表方面由過去常用的玻璃溫度計、手持式電子測溫儀、熱電偶測溫儀發(fā)展到新一代數(shù)字式溫度監(jiān)測系統(tǒng)。溫度實時監(jiān)測系統(tǒng)的應用大大提高了測溫效率和精度。高強度混凝土、超厚、特殊結構的大體積混凝土結構工程的出現(xiàn)使混凝土內(nèi)部的溫度更高。通過安裝水冷卻系統(tǒng)使冷卻水將混凝土內(nèi)部的熱量帶出體外真正實現(xiàn)了大體積混凝土內(nèi)部溫度可控制的降溫過程。經(jīng)過大量的工程實踐并非每一個大體積混凝土工程都必須采用水冷卻工藝應對大體積混凝土的冷卻過程做出區(qū)分和界定更經(jīng)濟合理的利用這種冷卻方式。由于混凝土工程的施工有很強的地域性、結構形式多樣性、原材料品種和性能可變性因而在施工過程中必須依據(jù)工程對象設計要求和原材料品種以及當時當?shù)貤l件按照本規(guī)范編制和完善大體積混凝土的施工方案以保證大體積混凝土的工程質(zhì)量。1.0.2本規(guī)程主要用于工業(yè)和民用建筑大體積混凝土內(nèi)部溫度的監(jiān)測和控制。水工大體積混凝土所用水泥大多為低熱水泥和大壩水泥體量大需要長期進行溫度應力監(jiān)測碾壓混凝土的水泥用量低而一般工業(yè)與民用建筑使用普通硅酸鹽水泥體量相對較小施工周期短。監(jiān)測和控制方法與水工大壩混凝土均不相同。因此本規(guī)程應用范圍不包括碾壓混凝土和水工大體積混凝土。1.0.3本規(guī)范是一個大體積混凝土施工過程中其內(nèi)部溫度監(jiān)測和控制的方法標準是大體積混凝土施工的重要組成部分。因此有關大體積混凝土設計、施工、材料及檢驗的標準和規(guī)范都是本規(guī)程的基礎在實施中應予以遵守。3基本規(guī)定3.0.1大體積混凝土施工前應按照現(xiàn)行國家標準《大體積混凝土施工規(guī)范》GB50496的要求進行施工前的準備工作。同時大體積混凝土施工前還應該根據(jù)混凝土的原材料、配合比進行熱工計算測定混凝土試樣的溫度—時間變化曲線。熱工計算的目的是計算出混凝土中心預計達到的最高溫度測定混凝土的溫度—時間變化曲線可以預計混凝土的最高溫度出現(xiàn)的時間及降溫的速率同時結合施工時的氣候條件及混凝土的幾何尺寸為混凝土的養(yǎng)護提供必要的技術參數(shù)為混凝土的是否需要進行強制降溫提供依據(jù)。3.0.2根據(jù)大體積混凝土的熱工計算結果和測定的混凝土溫度—時間曲線結合其它條件確定大體積混凝土的溫度控制方法和保溫養(yǎng)護措施以保證大體積混凝土的施工質(zhì)量。3.0.3大體積混凝土在澆筑前還應該編制測溫養(yǎng)護方案。測溫方案包括工程概況、監(jiān)測依據(jù)、監(jiān)測目的、監(jiān)測項目、測位及測點布置、監(jiān)測方法及儀器精度、監(jiān)測人員及主要儀器設備、采樣頻率、監(jiān)測報警值、溫升預估、養(yǎng)護措施、異常情況下的應急措施、信息反饋制度等內(nèi)容。對需要進行混凝土內(nèi)部溫度控制時控制方案應符合本規(guī)范第7章的要求。3.0.4大體積混凝土測溫控溫結束以后應盡快編寫溫度監(jiān)測和控制報告。4大體積混凝土溫度-時間曲線的測定4.1儀器要求4.1.1采用混凝土的絕熱溫升測定儀測定混凝土的絕熱溫升值可以得到混凝土絕熱條件下的最高溫度但這種絕熱條件有時和混凝土的實際溫升有較大的差異另外無法得到混凝土的降溫速率。這是因為大體積混凝土澆注后一方面混凝土中的膠凝材料水化開始放熱熱量在混凝土中聚集使混凝土的溫度開始上升同時混凝土的表面又散發(fā)熱量。這次編制組采用有限的保溫條件下的混凝土試樣的溫度-時間測定儀來測定混凝土試樣的溫度時間變化曲線這種有限保溫條件下的測定方法能夠較好的反映混凝土的溫度隨時間變化的規(guī)律。測試混凝土試樣溫度時間-溫度曲線的儀器各個方向保溫層傳熱系數(shù)宜小于0.05W/m2.K相當于采用厚度為500mm的發(fā)泡聚氨酯保溫層制作方便。試樣容器為直徑300mm高300mm體積宜為0.022m3。如果混凝土試樣的量太少測試結果和混凝土的實際溫度變化差距較大但試樣量太多又會使重量太大試驗操作很不方便。編制組曾做過直徑分別為150mm、200mm、250mm和300mm高徑比為1的試樣進行試驗實驗結果表明試樣直徑為300mm高徑比為1的試樣其結果較為理想。4.1.2本條規(guī)定測試混凝土試樣溫度時間-溫度曲線的儀器中溫度傳感器的精度和量程要求。一般混凝土試樣的中心溫度不會超過90℃精度±0.5℃已能夠滿足試樣要求。4.1.3本條規(guī)定測試混凝土溫度時間-溫度曲線的儀器的功能要求測溫儀器讀取溫度數(shù)據(jù)以10分鐘的間隔就可以滿足大體積混凝土溫度變化記錄的要求。一般混凝土試樣在制作完畢水泥開始放熱一般在4872小時后開始降溫。其升溫和降溫的速率相對較慢溫度變化的試件間隔取10分鐘已滿足要求。4.2測試方法4.2.1測定大體積混凝土的溫度隨時間的變化曲線所用的原材料必須與施工現(xiàn)場所用的原材料完全一樣否則就失去了實驗的目的和意義。混凝土試樣的拌制應采用混凝土實驗室的攪拌機攪拌攪拌的試樣數(shù)量應滿足試件的實際混凝土用量一般宜為0.022m3如果試樣過多則有可能使剩余的料為石子或水泥漿。4.2.2混凝土溫度-時間曲線的測定時應將溫度傳感器埋入混凝土試樣中蓋上蓋子采用發(fā)泡聚氨酯密封好以減少混凝土試樣的熱量散失。混凝土裝入試樣桶后即開始記錄溫度時間參數(shù)。一般大體積混凝土施工完畢第23天達到中心溫度的最高值隨后溫度開始下降當?shù)?天時混凝土的中心溫度已降到了較低的溫度區(qū)間所以溫度測定儀記錄時間的容量不應少于5天。4.2.3測試完畢自動進行數(shù)據(jù)處理?？梢粤谐杀砀竦玫交炷猎嚇拥淖罡邷囟群妥罡邷囟瘸霈F(xiàn)的時間并繪制出混凝土試樣的溫度—時間變化曲線可以直觀的得到混凝土試件的降溫速率。以供大體積混凝土施工前編制溫度監(jiān)測、控制、養(yǎng)護方案使用。5大體積混凝土內(nèi)部溫度的監(jiān)測5.1測溫儀器的基本要求5.1.1按照每個測位3個測點計算50個溫度測量通道大約可有1517個測位可滿足一般大體積混凝土測溫的需要。其它規(guī)定是對測溫儀器的基本要求目前國內(nèi)的儀器供應商大都可以滿足以上要求。5.1.2目前大體積混凝土溫度監(jiān)測儀器有采用溫度信號有線傳輸和無線傳輸兩種方式。有線傳輸構造簡單但現(xiàn)場傳輸導線太多易造成對其它設施的影響另外傳輸導線易被損壞導致溫度信號無法傳輸現(xiàn)場一定要做好保護和防范。溫度信號無線傳輸易受現(xiàn)場距離和其它電器設備的干擾使用時應多加考慮。另外無線發(fā)射的頻率和功率不應對其它通信和導航等設施造成不良影響。5.1.35.1.5大體積混凝土溫度監(jiān)測儀器由溫度傳感器和溫度數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)兩部分組成該條對溫度傳感器和數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)分別作了規(guī)定便于使用。5.1.6手持式溫度計簡單方便價格低廉是早期大體積混凝土測溫的主要儀器。采用這種儀器測溫工作人員每隔一到兩個小時就要到各個測溫點進行測溫把所有的測點巡檢一遍就要耗費很多時間。而夜晚測試很不方便不利于觀察。測溫人員的勞動強度大尤其是在寒冷的冬季。隨著測溫儀器技術的不斷發(fā)展這種簡單的測溫儀器已經(jīng)不能滿足大體積混凝土測溫的要求了。近幾年國內(nèi)很多企業(yè)分別研制出能滿足大體積混凝土測溫的溫度自動監(jiān)測儀器使用非常方便可以實現(xiàn)不同測點溫度的自動監(jiān)測、記錄和后續(xù)處理。已經(jīng)具備了全面取代手持式溫度計測溫的條件所以規(guī)定不得采用手持式的測溫儀器。5.2測位、測點布置5.2.1大體積混凝土測溫時應先選擇測位即測溫點布置的位置然后再每一個測點上分別布置測點在測位的表層、中心和底層應分別布置測點冷卻水管進出口部位均應該布置溫度測點以便測定冷卻水進出口部位的混凝土溫度變化情況。在混凝土內(nèi)部測位盡可能布置在兩冷卻水管的中間部位。5.2.2溫度傳感器放入混凝土內(nèi)部編制組曾進行過不同種類的實驗一是把溫度傳感器直接埋入混土凝中二是把溫度傳感器放入一端密封的金屬管內(nèi)把出口處做防水密封處理。兩種埋入方法比對結果相差不大為了節(jié)約資源故建議把溫度傳感器放入金屬或塑料管內(nèi)避免混凝土澆筑時對溫度傳感器造成損壞這樣溫度傳感器就可以反復使用。但有些工程不允許在混凝土中留有空隙也可以將溫度傳感器直接埋入混凝土中。另外編制組也曾試驗過把溫度傳感器放入管內(nèi)同時給管內(nèi)注入水這樣管內(nèi)的水會出現(xiàn)上層溫度高底層溫度低的現(xiàn)象而無法反應混凝土內(nèi)部溫度的分布情況。5.2.2溫度傳感器放入金屬管內(nèi)時混凝土澆筑前每一測位可預埋直徑為Φ20㎜Φ30㎜的金屬管用于安裝溫度傳感器。金屬管應高出混凝土表面300㎜并應固定牢靠。金屬管埋設前應預先封堵底端防止水及其它有害物質(zhì)進入金屬管內(nèi)。溫度傳感器安放后金屬管上端應做密封和保溫處理。5.3溫度記錄集及測溫曲線5.3.1混凝土施工過程中應監(jiān)測混凝土拌合物入模溫度、表層溫度、中心溫度、底層溫度、環(huán)境溫度、冷卻水進出口溫度等參數(shù)。通過監(jiān)