寒冷地区筏板混凝土越冬期间内部温度的监测分析.pdf

寒冷地区筏板混凝土越冬期间 内部温度的监测分析 吴纯玺 陕西建工第九建设集团有限公司 榆林 7 1 9 0 0 0 摘要：陕西省榆林市地处寒冷地区，冬季极端气温在 一2 0。 C以下，面对这样的气候环境 ，新浇筑的筱板混凝土在冬歇 期内的温度监控就尤为重要。结合西安榆林商会大厦工程，介绍了一1 5。 c 的条件下，所采用的浇筑前预埋电子测温探 头、浇筑 后采取覆盖保温措施的方法 ，结果显示混凝土表面 以下 1 5 0 0 mm深度范围均为正温 ，混凝 土不 会受冻 ，为寒 冷地区大体量筏板混凝土冬期施工提供了有力证明。 关键词：电子测温探头 寒冷地区 冬期施工 筏板混凝土 大体量 中图分类号：T U 7 5 5 文献标识码：B 文章编号：1 0 0 4 1 0 0 1 ( 2 0 1 4 ) 0 3 0 2 9 0 0 3 An a ly s i s o f Mo n it o r i n g I n n e r T e mp e rat u r e o f Co n c r e t e Ra f t Sl a b Du r i n g Co l d W in t e r Se a s o n i n Se v e r e Co ld Re g i o n W u Ch u n x i SCEGC No 9 Co n s t r u c t io n En g i n e e r i n g Gr o u p Co mp a n y L t dYu l i n 7 1 9 0 0 0 1 工程概况 西安榆林商会大厦总建筑面积1 8 0 3 9 1 m ，由A 、B 这 2 幢塔楼及裙楼组成。A 、B 座塔楼为现浇混凝土框架+ 筒体 结构 ，裙楼 为现浇混凝 土框架结构。裙楼地下2层 ，地上 4层，建筑高度2 3 2 5 m；A座2 6层 ，建筑高度9 9 9 5 m；B 座3 4 层，建筑高度1 4 1 7 5 m，屋顶设有停机坪 ( 图1 ) 。 本工程设计使用年限5 O年，建筑工程等级为特级 ，是 一 座集办公、科研、金融、休闲娱乐为一体的超高层公共 建筑 。 图1正在施工中的西安榆林商会大厦 根据地下室后浇带的位置，将本工程地下室施工区域 划分为Aj 共9个施工区 (图2)，根据计划 ，2 0 1 1 年底 Q|_一 作者简介：吴纯玺 ( 1 9 6 9 一)，男，研究生，高级工程师。 通讯地址：陕西省榆林市上郡南路1 4 号 ( 7 1 9 0 0 0 ) 。 收稿 E 1 期：2 0 1 4 01 1 5 2 9 0 J 建 筑 施 工W 1 3 7 第 3 期 必须将地下室基础筏板混凝土约1 6 2 9 3 m 全部浇筑完毕。 截至2 O 1 1 年1 1 月1 5日，除J 、HE ( 约1 8 4 4 m )外，其余 筏板混凝土 已浇筑结束，而此时室外气温 已降至 一1 5。 c 以 下 。 图2 西安榆林商会大厦基础分 区施工 2工况方案设计 针对上述情况 ，项 目部确定 了3种养护方案并严格限 定时间要求 ： 设计一 ：比较相 同部位 混凝 土养护方法对结果 的影 响 ，并 对其 各种养 护措施下的费用、混凝 土强度 进行对 比，选择最优的养护方案 ； 设计二：对已浇筑完的混凝土表面采取1层塑料双层 棉被覆盖 ，监测混凝土表面温度与大气温度的关系，提取 实际温度差值 ： 设计三 ：在上述结论基础上确定本工程 1 1 月1 5 日后 浇筑的筏板 混凝土的养护方案，并埋设电子测温探头，分 别监测大气温度 、筏板 混凝土 中心温度 、筏板表面 以下 2 5 0 mm、7 5 0 mm及1 5 0 0 mm处温度 ，验证在冬歇期的混 凝土是否会受冻。 具体方案设计 为： A 区域为自然状态，B 区域为塑料布1 层，C 区域为棉被 1 层 ，D 区域为棉被2层 ，E 区域为塑料布1 层+ 棉被 1 层 ， F 区域为塑料布2层+ 棉被1层 ，G 区域为塑料布 1 层+ 棉被 2层 ，H 区域为塑料布1 层+ 电热毯1 层+ 棉被1 层 ，J 区域为 方木架空+ 塑料布1 层+ 棉被1 层。 测温内容为混凝土底面 ( 距混凝土底面上5 O mm ) 、 表面 ( 距混凝土表面 以下5 O mm ) 、中心温度和大气温度 共4个温度值 。 为防止实体结构混凝土因试验受损，故对A 、B 、C 、 D 区域进行单独浇筑试验 田，对E 、F 、G 、H 、j 方案进行实 体试验。 测温时间控制为： ( a)混凝土浇筑6 h 后开始测温，每4 h 监测1次 ，每 次测m4个温度值 ： ( b) 在浇筑E 区筏板混凝土时进行试验 田方案 ，实施 测温。 3 3 1 设计 实施及结论 设计一的情况 绘制测温管形态与布置分别如图3 、图4 所示。 图3 测温管示意 图4 现场测温点位置布置 筏板混凝土于2 0 1 1 年 1 1 月5 日1 5 ：0 0 进行施工 ，按照 计划针对不同部位的覆盖养护措施进行覆盖 ，6 h 后开始测 温 ，同时对相应部位用彩条布菜棚式全面覆盖 。每次测温 数据达6 0个，延续时间将近2 h ，为保证测温数据的真实 性 ，克服室外气温低、保证测温连续的要求 ，决定设2人 为1个测温小组，一天一轮换 。 经过连续7 d 的测温工作 ，共得超过4 2 0 0个数据 ，将 数据经过整理分析，前3 d 的温度记录如表1 所示。 表1 各种覆盖养护测温前3 d 平均温度 ( 单位 ：。 C) 测点号 l 2 3 4 5 6 7 8 9 1 O l 1 下部均值 l O 3 l O _ 3 4 1 l O l 3 8 5 8 4 7 7 8 2 7 _ 3 6 2 5 _8 中部均值 1 2 4 l 3 _ 3 5 9 l 2 8 l 0 - 3 l 2 2 9 2 l 0 6 8 3 6 7 6 9 上部均值 9 7 1 0 7 4 9 9 8 7 6 l 1 7 6 7 8 1 5 7 6 1 5 2 测点号 1 2 1 3 1 4 1 5 l 6 1 7 1 8 l 9 2 0 2 l 2 2 下部均值 8 1 8 1 7 9 8 6 一 O 2 5 _3 6 4 4 - 3 1 5 7 - 3 5 8 中部均值 9 2 9 2 1 2 8 9 6 0 2 6 7 8 6 5 1 1 _3 9 9 l 1 _ 8 上部均值 6 7 5 6 9 6 6 9 1 1 6 6 8 2 4 5 - 0 7 7 8 l 0 1 汇总各种养护方法前7 d 的平均温度，以便对测温数据 进行详细的对比分析 ，见表2 所示 ，可以看出采取塑料布1 层+ 棉被2层的覆盖养护，无论是上中下温度均比其他养护 措施的温度要高，效果最好。 表2 各种覆盖养护测温前7d 平均 温度 ( 单位 ：。 C) 时间 点 点 点 点 点 措施 下 中 上 下 由 上 下 中 上 下 中 上 下 中 上 第1 d 3 1 3 4 1 9 2 6 5 1 2 6 0l 0 9 一 1 7 4 7 5 9 3 3 3 0 4 0 0 3 第2 d l 0 9 1 2 7 1 l 5 l 1 7 1 5 0 1 4 2 2 5 3 9 3 5 l 0 9 l 3 5 1 3 3 8 9 1 l 0 l 0 2 第3 d l 7 1 l 9 6 l 5 5 l 6 5 1 9 4 l 5 5 9 1 1 l l 1 0 6 1 5 7 l 8 5 l 3 2 l 3 盘 l 5 1 l 2 0 第4 d 1 7 _3 1 8 0 l 6 7 l 7 8 2 0 2 1 7 2 l 1 0 l 4 0 1 2 7 1 6 3 l 7 4 l 5 6 1 4 2 1 4 8 1 3 _2 第5 d 1 6 8 l 5 7 l 5 7 I 6 7 l 7 8 1 6 5 1 O 7 l 2 7 9 7 1 3 8 l 5 5 1 3 O 1 2 8 1 2 5 9 7 第6 d 1 5 2 1 4 0 l 2 8 l 5 2 1 5 2 1 2 2 l 0 2 1 1 0 8 2 l 1 8 l 3 5 9 2 1 2 0 9 3 7 7 第7 d 1 3 8 1 2 l3 1 l 3 l 4 0 l 3 O 7 0 9 0 l O 0 6 8 l 0 8 1 1 5 6 3 9 8 7 -3 4 8 在表2 中，点采用塑料布1层+ 棉被1层的方法；点 采用塑料布1 层+ 棉被2层的方法；点采用塑料布1 层 + 电热毯1 层+ 棉被1 层的方法：点采用方木架空+ 塑料布 1层+ 棉被1层的方法；点采用塑料布2层+ 棉被1 层的方 法。根据测温所得的实际数据绘制温度 曲线，如图5图7 所示。 从表1 、2 以及图57 可以看出： ( a) 采取塑料布 1 层+ 棉被2层 的覆盖养护 ，无论是 上、 中、下 温度均 比其他养护措施 的温度要高 ，效 果最 好；塑料布1 层+ 棉被1 层的覆盖养护次之。 ( b)混凝 土浇筑 后 第6 天 ，虽然 室外 气温 已接 近 一 2 0 。 C ，但混凝土3 个部位温度均在1 0 。 C 左右。 又 由于塑料布1层+ 棉被2层的覆盖费用最大，塑料布 2 0 l 43 Bu i l d i I I g c。n s t m c 廿。 n I 2 9 1 5 襄。 萋 _I = z J 譬 厂 lij】 7 菇 境 滥 燕 L f 、 I | 童 、 时间，h 图5 各点混凝土上部温度与大气温度数据对比曲线 l I ： 时I萄 ， h 图6 混凝土中部温度与大气 温度数据对比 曲线 希 曼 w - 一 罄 f 一 ， ll m I l 1 “ j f f l邳 f V f f 、 ； 、 一 I 时问，h 图7 混凝土下部温度与大气温度数据对比曲线 1 层+ 棉被1 层的覆盖费用最低，结合测温效果认为塑料布 1 层+ 棉被1 层的覆盖效果最经济。 3 2 设计二的情况 对 已浇筑完 的混凝 土表面采取1层塑料双层棉被覆 盖 ，专人测量混凝土表面的温度与大气温度的关系。测温 结果见表3 。 表3 7 d内每4 h 测温数据对比表 温度 ( 0 ：0 0) 温度 ( 0 4 ：0 0) 温度 ( 0 8 ：0 0 ) 温度 ( 1 2 ：0 0) 温度 大 混凝土 差 大 混凝土 差 大 混凝土 差 大 混凝土 差 时间 气 表面 值 气 。 C 表面 值 气 表面 值 气 表面 值 C 。 C I ( 。 C o C 。 C K o c 。 C 第1天 一1 7 4 1 3 一l 9 1 2 7 一l 2 4 8 1 2 4 8 第2天 一l 4 4 1 0 1 7 一l O 7 1 5 9 6 1 3 9 4 第3天 一l 1 3 8 一l 7 6 1 1 一I 5 5 1 O 一1 O 一 4 6 第4天 一l 3 O l 3 1 5 1 1 4 1 2 6 6 1 0 5 5 第5 天 一1 6 5 l 1 1 9 一l 1 8 1 4 5 9 一l O 一 4 6 2 9 2l 建 筑 施 工第 3 7 卷第 3 期 可以看出，采取该种措施覆盖 ，混凝土表面温度与室 外气温相 比，平均能提高7 K 。因此 ，采取 1 层塑料双层棉 被覆盖对新浇筑 的筏板混凝 土进行覆盖养护 ，混凝土表面 温度最有保证 ，但不经济 ；反而采取塑料布1 层十 棉被 1 层 覆盖混凝土表面温度满足规范要求 ，混凝土不会受冻且较 经济。该种覆盖养护方法，一定程度上能提高混凝土的表 面温度。 3 - 3设计三的情况 埋设电子测温探头 ，分别测大气温度、筏板混凝土 中 心温度、筏板表面以下7 5 0 mm处温度及筏板表面以下深度 1 5 0 0mm处温度 ，验证在 一1 5。 C一2 4。 C 室外气温下的混 凝土是否会受冻。 采取塑料布1 层+ 棉被1 层覆盖养护 ，在筏板混凝土浇 筑前预埋温度传感器 ，同时要求每4 h 测温1 次 ，测温历时 冬歇期2个月。 经过2个月的不间断测温 ，实测数据整理后见图8 。 鉴 2 0 1 2 年 I 1 I 4 1 7 l _ 1 0 I J 3 I 1 6 1 1 9 l 2 2 1 2 5 1 2 8 1 3 1 2 3 2 6 2 1 5 2l 8 2 2 1 2 2 4 2 2 7 日 期 图8 越冬维护测温记录 曲线 2 0 1 2 年3 月初到现场检查 ，混凝土表面无裂缝 ，经现 场回弹仪回弹及 同条件试块试压 ，强度数据评定均合格。 根据筏板近两 月的测温数据看 ，室外最低 温度 已达 一 2 O。 c，但预设各测温点为正温 ，混凝 土强度能正常发 展，筏板混凝土在越冬期间不会受冻。 4 结语 通过对养护 方案 的预 先策划并严格具体 实施 ，用实 际数据验证了养护方法的可行性。通过后期的实施 ，表明 3种设计是能够保证混凝土实体质量 ，达到了在极端温度 下冬期混凝土不会受冻的目的。该方法为大体量筏板混凝 土在冬期施工的质量控制提供 了有力证明。 0 0 0 0 1 中华人民共和国住房和城 乡建设部J G J T l 0 4 2 叭1 建筑工程 冬期施工规程 s 北京： 中国建筑工业出版社，2 0 1 1 2 中华人民共和国建设部 G B T 5 0 3 7 5 -2 0 0 6 建筑工程施工质量 评价标准【 s 】 北京： 中国建筑工业出版社， 2 0 0 6 3 江正荣 建筑施工计算手册【 M 第二版 北京： 中国建筑工业出版 社 2 0 0 7 5 0 5 、 赠