大体积混凝土热导测温技术的应用.pdf

一 大体积混凝土热导测温技术的应用 陈昌燕 ， 王亚军 ， 陈嘉健 ( 中国建筑第二工程局有限公司 ， 北京1 0 0 1 6 0 ) 摘 要 ： 随着经济的快速发展， 越来越多的高楼大厦拔地而起， 楼越 盖越高 ， 基础越挖越深。 从而 出现越来越 多的大体量筏板 基础 。 如何 实 现大体积混凝土的施 工质量成了保证 工程质 量的重要环 节。而温度控 制则是控制大体积混凝土裂缝开展的重要影响因素。 文章就热导测温技术 的应用过程及温度变化规律进行详细描述。 关 键 词 ： 大体积混凝土 ； 测温 ； 大体积混凝土裂缝 中图分类号 ： T U 7 5 5 6 文献标识码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 7 7 3 5 9 ( 2 0 1 6) 0 4 0 0 6 6 0 3 DOI ： 1 0 1 6 3 3 0 j c n k i 1 0 0 7 - 7 3 5 9 2 0 1 6 0 4 0 2 4 1 大体积混凝土测温概述 1 1大体积混凝土定义 目前 ， 针对大体积混凝土不 同的规范不有不 同的 定义 ，根据 大体积混凝土施工规范 ( G B 5 0 4 9 6 2 0 0 9 ) 规定： 混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于 l m的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料 水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的 混凝土 ， 称之为大体积混凝土。 从定义可知 ， 凡是因混 凝土胶凝 材料水化热引起温度变化和收缩导致不可 逆裂缝且有害裂缝产生的混凝土即为大体积混凝土。 1 2测温的必要性 大体积混凝土 内部热量较难散发 ， 外部表面热量 散发较快 ， 内部和外部热胀冷缩过程相应会在混凝土 表面产生拉应力。温差大到一定程度， 混凝土表面拉 应力超过 当时的混凝土极限抗拉强度时 ， 在混凝土表 面会产生有害裂缝 ， 有时甚至贯穿裂缝。 另外 ， 混凝土 硬化后随温度降低产生收缩，由于受到地基约束 ， 会 产生很大外约束力 ， 当超过当时的混凝土极限抗拉强 度时 ， 也会产生裂缝。为 了了解基础大体积混凝土 内 部由于水化热引起的温度升降规律， 必须掌握基础混 凝土 中心与表 面、表面与大气温度 间的温度变化情 况， 以便采取必要的措施。 2 结合工程实例简述测温过程 作者简 介 ： 陈 昌燕( 1 9 8 8 一) ， 女 ， 贵 州三穗人 ， 毕业-I- ff_x - 业 大学， 学 士 助 理 工程 师 。 2 1工程概况 某工程建筑面积 7 万 ， 地上 5 1 层 ， 地下 2层， 由一栋塔楼及周围地库裙房组成 ，框架一 剪力墙结构 形式。东西方向长均为 4 1 m， 南北方 向长均为 4 5 6 m， 坑中坑区域厚度 3 2 0 0 m m， 其余筏板厚度 2 7 0 0 m m， 主 楼外围底板板厚为 4 0 0 mm。除裙房外 围部分的筏板 外其余的均为大体积混凝土筏板。 由于本工程筏板太 厚 ， 分两次进行浇筑。 本工程大体积混凝土强度等级为 C 4 0 ， 抗渗等级 均为 P 8 ； 混凝土墙体 、 柱子 的设计 强度等级为 C 6 0 。 大体积混凝土配合 比如下表所示。 项 目 水水泥砂 石 外加剂 粉煤灰 矿渣 粉膨胀 剂 翥 1 7 5 3 0 2 6 5 9 。 s， ， s 3 9 8 7 5 8 配合 比0 3 6 0 6 2 1 3 6 2 2 1 0 0 1 6 0 0 8 0 1 8 0 1 2 水舭 3 8 普通混 计规程 其 术 P 8 ( 掺 1 2 U E A ) 2 2测温的方法 本工程采用建筑电子测温仪0 D E 一 2 ) 配合预埋测 温导线进行测温。具体操作如下 ： 混凝土浇捣前测出各测温探头的初始温度值， 并作好记录。 混凝土浇捣前测出大气温度及入模混凝土温 度并作好记录。 自混凝土浇筑后约 4 8 h ( 第 3天) 达到温度高 峰值， 每昼夜不应少于 4次， 混凝土浇筑后具备上人 条件后开始测温， 温度监测频率在升温阶段和降温阶 段的前 3 天不应少于每 2 h一次 ， 4 7天不应少于每 4 h一次 。根据 降温系数表至少应测至第 1 2天 ( 如温度变化超过要求 ， 继续进行 监测其温度 ) 。 每测温一次， 应记录、 计算 每个测温点的升降值及温差值。 2 3测温点的布置 为了有效控制混凝土里表温 ( 2 o 0 8 年版 请以 实 物为 准) 旱懵 鲮 差 ， 使温差控制在 2 5 以内， 防止温差过大而产生裂 缝， 施工过程中实行测温记录管理， 根据现场实际情 况布置测温点。 另外为检测覆盖蓄水养护的混凝土面 层温度 ， 在覆盖物下方、 底板上表面之间放置 2 个测 温计 ， 检测混凝土面层温度 。 待测温的混凝土平面区域长度= 4 5 6 m ，宽度= 4 1 m， 对角线长度= 6 1 6 2 m。 1 测点， 位于中心， 属于典型布点； 2 测点， 位于长度 1 4 ， 宽度 1 2 处， 属于典型布点； 3 测点， 位于离外边线各 1 ， 4 度处， 属于典型布点； 测点， 位于离两边线各2 5 米处， 属于典型布点； 5 测点， 位于半对角线2 5 分点处， 属于典型布点。 6 测点， 位于半对角线4 5 允 处， 属于典型布点。 平面共布点 6 处。 _ _ - 。 一 J- 混凝土厚度为 3 2 0 0 m m， 同一立面上的传感器个 数为 3 个， 采集器离混凝土上表面距离为 1 0 0 0 ra m。 传感器间距为： 1 5 0 0 m m 传感器 1 引线长度 ： 1 2 0 0 m m， 取 1 2 m 传感器 2 引线长度 ： 2 7 0 0 m m， 取 2 7 m 传感器 3 引线长度 ： 4 2 0 0 m m， 取 4 2 m d 混凝传感器立面布置示意圈 ( 引线附着钢筋上 ) 3 温度变化规律 3 1理论温度变化规律 在工程策划之处 ， 项 目技术人员已将温度变化 的 发展模式统计如下 。 混凝土温差变化 曲线和混凝土抗拉强度 的发展 规律可将大体积混凝土的养护与温控分为如下三个 阶段 。 第一 阶段 ： 升温阶段 ， 大约在 1 5 d 。此阶段混凝 土处于硬化初期， 强度尤其是抗拉强度很低， 如果此 时混凝土内外温差过大 ， 表层温度应力大于混凝 土抗 拉强度 ， 就会产生温度裂缝 ， 因此对混凝土表面采取 覆盖塑料薄膜( 保温保湿) 或覆盖麻袋、 草包( 层数可通 过计算确定) 等措施 ， 进行充分有效的保温是非常必 要的。 第二 阶段 ： 降温阶段 ， 大约在 5 9 d 。此阶段混凝 土基本硬化 ， 表 面抗拉强度逐渐增 大 ， 弹性模量获得 较大程度的发展，但由于混凝土的温度应力发展很 快 ， 进入易开裂期 ， 如果温度应力大于混凝土极限抗 拉强度， 就会在混凝土内部产生贯穿性裂缝 ， 因而这 一 阶段是混凝土温控中的重要阶段。 第三阶段： 稳定期。此阶段混凝土表面温度拉应 变减小 ，而混凝土抗拉强度 已经获得足够的发展 ， 因 而， 只要温差不超过最大温差要求 ， 混凝土就不会开 裂。 此阶段应有效控制混凝土内部与表面以及表面与 大气之间的温差 ，尤其是避免拆模时混凝土遭受冷 激 ， 使温差控制在允许的范围之内。 3 2实际测温线变化规律 根据数据统计， 大体积混凝土在严格按照方案实 施的实际浇筑过程中温度变化规律如下 。 现场实际环境温差变化不大， 最大昼夜温差仅为 1 0 ， 有利于大体积混凝土的浇筑和养护工作的展开。 测温点 1 的最高温度出现在砼浇筑完成后的 1 4 h 一 4 8 h 之间， 温差降最大速率为 6 C d 。出现此现象 的最大原因是混凝土浇筑从 内往外进行扩散时 ， 未能 实现全面双层麻袋覆盖，现场管理人员过于疲惫， 出 现管理松懈时刻。 在采取了相应的薄膜和麻袋覆盖以 及蓄水养护后， 温度变化值相对温度， 降温速率严格 控制在 2 C d的范围内。 测温点 2的最高温度出现在砼浇筑完成后的 1 6 h 一 5 0 h 之间， 温差降速率控制在 2 C d ， 得益于项 目 管理人员的积极组织及对劳务人员的管理 。 C置= Ej皇 旺 一 ： ：凄 辨 H ： I _ _ 实践证明， 对大体积混凝土的温度测控工作应高 度重视 ，并根据实际工程测温确定相应 的温控措施 ， 不得心存侥幸， 否则后果将难以弥补。此外还应注意 以下几个问题。 混凝土人模温度的控制 混凝土中心温度是混凝土人模温度和绝热温升之 和， 混凝土人模温度高， 中心温度越高， 产生的温差越 大， 越不利于混凝土温差的控制。因此， 应采用冷却拌 和水、 加冰或冷却骨料等方法降低混凝土的人模温度。 混凝土内部温度的控制 应选用低热水泥， 同时掺加粉煤灰和缓凝剂， 以降 低水泥水化热， 延缓混凝土内部温升， 并采取相应保温 散热措施， 从而减小混凝土内表温差和表外温差。 混凝土的表面处理 在混凝土终凝前应进行二次抹面， 并在抹面后及 时覆盖进行保温保湿养护， 以免混凝土表面产生发丝 状裂纹 ， 影响表面效果。 4 结束语 在实际工程施工中， 针对底板基础混凝土中心水 化热高， 尤其是本工程基础混凝土中心温度高达 7 3 的特点， 通过建立细致周密的测温制度 ， 采取有效的 保温保湿措施， 确保了混凝土的均匀散热 ， 使混凝土 的内表温差和表气温差均达到标准要求 ， 起到了有效 控制温度裂缝产生 的效果 ，经检查未发现有害裂缝 ， 工程质量 良好 。 综上所述， 大体积混凝土的温度裂缝控制是一个 复杂 的系统工程 ，必须采取有效的温度测控技术 ， 准 确了解其内外温度变化情况， 以便及时采取相应的技 术措施 ， 保证混凝土质量 ， 避免和减少混凝土裂缝的 产生。 ( 上 接 第 6 5页) 隔 1 0 m左右设由下至上的竖向连续式剪刀撑 ，其宽 度为 4 8 m， 并在剪刀撑部位的顶部、 扫地杆处设置水 平剪刀撑。剪刀撑的底端应与地面顶紧 ， 与水平夹角 为 4 5 6 0 度。同时还应在纵横向相邻的两竖向连续 式剪刀撑之间增加“ 之” 字斜撑， 在有水平剪刀撑的部 位 ， 应在每个剪刀撑 中间处增加一道水平剪刀撑 。 施工中， 应在柱周圈外侧和中间有结构柱的部 位， 沿柱竖向间距 3 m与结构柱设置一个固结点。 扣件的拧紧力矩确保达到 4 0 N m 6 5 N m 。 施工机械、 材料等堆放在支架处 ， 必须将活荷载控制 在 2 5 k N 以内， 同时不得将混凝土集中堆放在模板 支架处， 也不得直接 冲击到框架梁模板上 ； c 混凝 土采用汽车泵从两边 向中间对称浇筑 ， 严 格控制混凝土的浇筑速度， 对大梁等竖向结构不应超 过 0 5 m h 。 模板安装和浇筑混凝土时， 应对模板及其支架 进行监测 ， 发生异常情况时， 应按施工应急方案及时 进行处理 。 5 安全与环保措施 6 结语 施工中认真执行安全操作规程 ， 严禁违章。 作业前必须进行安全技术交底。 模板支架在第三步架处设水平防护层，做法 ： 加设水平横杆 ， 满铺竹笆 。 拆摸应执行拆摸令制度， 拆摸时， 应按顺序分 段进行 。 模板加工垃圾及时清理， 做到工完场清， 现场 整齐有序、 低噪声、 低扬尘、 低能耗的整体效果。 模板支撑系统应在搭设完成后 ， 应组织验收合 格后 ， 方可进人后续工序的施工。 混凝土浇筑要求 ： a混凝土应先浇柱 ， 待混凝 土强度达 到 7 0 后 ， 方可浇筑梁板混凝土 ； b 混凝土浇筑时， 施工人员不得过多， 也不得将 框架结构高支模支撑系统 ， 应结合实际认真编制 施工方案， 对关键参数进行多方面验算 ， 并按要求进 行专家论证， 施工时严格按照方案搭设、 验收。 该工程 高支模支撑系统施工十分顺利， 模板拆除后未发现梁 胀模、 下挠现象， 结构混凝土成型、 观感好， 高支模设 计及施工非常成功，主体结构工程获得了 2 0 1 3年度 合肥市结构优质工程，取得了很好的经济和社会效 益， 对类似工程施工具有一定的参考价值。 参考 文献 1 】 G B 5 0 2 0 4 2 0 0 2 ， 混凝土结构工程质量验收规范 s 】 【 2 2 G B 5 0 0 1 0 2 0 1 0 ， 混凝土结构设计规范【 s 3 】 J G J 1 6 2 2 0 0 8 ， 建筑施工模板安全技术规范 s 4 J G J 1 3 0 2 0 1 1 ， 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范【 s 】 旱懵 鲢 兽