大体积测温文档格式.docx
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1、测温工序流程
2、测温设备
采用混凝土温度微机自动监测系统。
该系统由温度传感器,信号放大及变换装置,微机适配卡和微机等部分组成。
主要仪器及设备
测温原件:
D-1820温度传感器
电热交换模块:
ADAT过程数据采集模块
计算机型号:
联想奔腾166
温度检测仪型号:
J—01型大体积混凝土内部温度检测仪,传感器采用了热电偶测温仪,把铜—康铜热电偶温埋置于混凝土中,利用热电效应原理,由测定热电偶的热电势值以推求其接点温度,该仪器装置读数精度为0.10C,温差在10C以内,计算机与打印机相连,可设置间隔30min,自动打印记录。
3、测温点平面布置
按测点的筏板平面的位置分为:
(1)边缘区
边缘区是温度变化敏感区降温最快,受周围大气环境温度变化影响大,此数据对侧面养护时间和方式起重要作用。
(2)中心区
距边缘5m以上是混凝土水化热最不易散发的区域,此处温度最高,是反映承台混凝土水化热特征的区域。
(3)由于工程混凝土体积大,浇筑过程时间长,混凝土配合比相同,厚度相同的条件下,混凝土内部温升规律基本相同,按浇筑顺序分为三个区布点。
(4)平面布点的密度为10—15m,承台平面布置9个测位,每个测位垂直布置(A)地面,(B)-0.2m,(C)-1.25m,(D)-2.3m4个测点共36个测点,测温点布置见下图
4、温度感应器安装
每个测点按混凝土内上下底面及混凝土中心布置4个温度感应器,以便把同一立面上不同层次的混凝土内外温度直接反映出来。
工程施工时采用预埋测温套管,在套管的不同高度设置测温原件,通过热电交换,数据采集和处理系统,在电脑上显示任意时刻某测点的温度。
采用预埋测温套管的方法,可以避免预埋导线在混凝土浇筑过程中,因电热元件损坏受潮而无法采集到数据的缺陷,同时也节约了埋设测温点的时间。
为了使感应器准确反映该处温度,混凝土浇筑前必须安装好测温系统。
5、温度测试
2000年4月5日在混凝土浇筑10h后开始测温,间隔2h做一次记录,测温一直持续到混凝土温度连续下降为止。
测温终止日期4月21日。
共测试16d。
在温度数据结果出来后,列表分析画出温度曲线,作为在施工过程保证温差在控制范围内所采取保温措施的依据,下图为5#测位混凝土内部和基底,基础表面温度升降情况统计分析。
由图示可知,混凝土内部温升值在60h后(2.5d)达到最高值(66.50C)。
温升峰值过后,降温阶段控制温度速度1—20C/日达到养护技术方案所制定的降温速率。
由此表明混凝土表面的草袋加塑料薄膜的复合养护效果较好。
通过温度监测增加对混凝土表面草袋覆盖和围护,保持内外温差控制在250C以内,以及底面和上表面混凝土温差在200C,取得相当好的效果,通过对大体积混凝土浇筑阶段的内外温度监测和采用适当措施,使混凝土的温度引起的应力和裂缝得到了控制,大大地降低了混凝土由于温差引起的质量问题,使大体积混凝土的质量得到保证从而保证了建筑物基础工程质量。
五、结语
工程采用微机全自动后测温方法与传统人工测温相比,该方法劳动强度低效率高,检测数据误差小,周期短,排除了人为因素的干扰,保证测温数据的及时准确可靠。
(1)通过计算机所提供的测温数据,在混凝土监测过程中当混凝土内外温差超过平衡时可在底板混凝土表面逐层取走草袋,有意识地加快混凝土降温速率,使其逐渐超于常温,顺利完成大体积的养护工作。
(2)在大体积混凝土浇筑后用动态的监测手段对混凝土内部温度变化,用数据表示出来即科学又直观,更有利于做好混凝土保温保湿养护工作。
做到使混凝土缓缓降温避免发生急剧的温度梯度发生。
(3)加强测温和温度监测管理,实行信息化控制随时控制混凝土内外的温度变化差在250C以内,基面和基底温差控制在200C以内,及时保温及养护措施,有效控制有害裂缝的出现。
(4)通过对测温曲线分析可知,混凝土在浇筑后的60h内升温较快并且达到最高峰值670C,这时的内外温差也较大,可达200C,在浇筑4d后,温度开始下降。
7d后温度变化日趋平缓。
(5)通过温度监测也验证了混凝土水化热及养护保温的理想计算,为今后施工提供了有效依据,也给大体积混凝土浇筑与养护提供实践经验。
大体积混凝土温度计算与测温数据分析
一、概述
随着高层建筑需求的增加,为了节约材料、减少施工工程量,高层建筑的基础采用高强泵送大体积混凝土越来越多,建筑物高度越大,基础承台的厚度越厚,。
根据行业标准JGJ/55—2000《普通混凝土配合比设计规程》中的定义:
混凝土结构物实体最小尺寸等于或大于1m或预计会因水泥水化热引起混凝土内外温度过大而导致裂缝的混凝土。
目前符合这个定义的大体积混凝土通常有二大类,一类是水利工程常见的大坝,另一类便是建筑工程的大型设备基础,高层建筑的筏板和承台。
这一类混凝土工程通常强度等级在C30以上,混凝土流动性能好,可以泵送,体积比较大,上千方至数千方以上。
混凝土内部温升高,最高温度可达60—700C,国家有关技术标准、规范对大体积混凝土设计和施工养护提出明确的要求,GB50164—92《混凝土质量控制标准》第4、6、5条规定,大体积混凝土的养护应进行热工计算确定其保温、保湿或降温措施,并应设置测温孔或埋设热电偶等测定混凝土内部和表面的温度使温差控制在设计要求的范围以内,当无设计要求时温差不宜超过250C,JGC6——99《高层建筑箱形与筏形基础技术规范》第6:
6:
7条规定,大体积混凝土宜采用蓄热养护法养护,其内外温差不宜大于250C。
二、大体积混凝土的截面尺寸较大,在混凝土硬化期间水泥水化过程中所释放的水化热所产生的温度变化和混凝土收缩,以及外界约束条件的共同作用,而产生的温度应力和收缩应力是导致大体积混凝土结构出现裂缝的主要因素。
在大体积混凝土施工中,必须考虑温度应力的影响,并设法降低混凝土内部的最高温度减少其内外温差,温度应力的大小又涉及结构物的平面尺寸、结构厚度、约束条件、含钢量混凝土的各种组成材料的特性等多种因素,所以采用温度差控制的方法以确保混凝土质量。
为了防止大体积混凝土内外温差超过限值而产生温度裂缝,在混凝土施工前应根据计算公式对混凝土温度进行预测,了解混凝土内部温度的变化幅度,并确定混凝土保温、保湿或降温的养护措施。
下面列出笔者所参与施工的几个高层建筑筏板基础大体积混凝土的概况:
广厦1#楼
广厦4#楼
网管中心
建筑面积m2
16246
27939
49800
建筑层数
21
33
36
承台厚度(m)
1.2
1.6
2.5
承台方量
1399
2242
4100
混凝土强度等级
C40
C35
C45
施工工艺
泵送
水泥用量
415kg/m2
409kg/m2
329kg/m2
外掺剂
粉煤灰40kg/m3
FN—M
UEA
KWH、KRT
粉煤灰102kg/m3
SP406
AEA—2
坍落度
160
140
180
测温方式
温度仪人工记录
大体积混凝土温度微机自动测试仪
最高温度
620C
500C
670C
施工时间
97.6.25
98.1.16
2000.4
三、混凝土温度计算
为了对混凝土的温升进行有效的控制,根据配合比与原材料的温度用公式进行内部的最高温度进行测算是十分必要的,混凝土中的热源来自水泥水化热,由于混凝土与周围环境会产生热量交换,此时,混凝土内部温度应为混凝土浇筑温度,水泥水化热温升和混凝土散热温度的叠加。
利用绝热温升计算公式来进行
Tτ=
(1–e–mτ)
Tτ——在τ龄期时混凝土绝热温升(0C)
W——每立方混凝土中水泥用量(kg/m3)
Q——每公斤水泥水化热量(Kj/kg)
C——混凝土比热计算时取0.97kj/kg·
k
P——混凝土的密度取2400kg/m3
τ——混凝土的龄期
е——常数为2.718
混凝土内部实际最高温度计算
Tmax=Tj+Tiξ
Tmax——混凝土内部的最高温度(0C)
Tj——τ龄期时混凝土的绝热温升(0C)
ξ——不同的浇筑块厚度不同龄期的降温系数
1、网管中心承台施工混凝土温度计算
大气温度200C
(1)混凝土拌合温度Tc=23.230C
(2)混凝土出罐温度Ti=22.60C
(3)混凝土浇筑温度Tj=22.420C
(4)各龄期混凝土的绝热温升与最高温度值见下表
龄期(d)
3
6
9
12
15
18
绝热温升(0C)
33.1
44.3
48.1
49.4
49.8
50
ξ值
0.65
0.62
0.59
0.48
0.38
0.29
最高温度(0C)
35.94
49.88
50.79
46.13
41.14
37.92
2、广厦1#楼筏板施工混凝土温度计算
大气温度250C
(1)混凝土拌合温度Tc=32.320C
(2)混凝土出罐温度Ti=32.320C
(3)混凝土浇筑温度Tj=33.910C
56.08
73.8
79.37
80.1
0.42
0.31
0.19
0.11
57.46
56.78
49.78
42.72
3、广厦4#楼筏板施工混凝土温度计算
大气温度–50C
(1)混凝土拌合温度Tc=6.830C
(2)混凝土出罐温度Ti=6.830C
(3)混凝土浇筑温度Tj=2.250C
47.5
67.2
75.3
78.6
0.49
0.46
25.5
33.06
30.7
25.1
四、温度测试数据分析
1、混凝土的中心最高温度计算值与实测值比较分析
网管承台混凝土测温采用混凝土专用温度检测仪和微机进行混凝土温控24h连续监测,能够自动测温和记录。
广厦1#、4#楼筏板均采用预留测温孔,温度计人工测量。
网管承台2#测温点温度曲线图示
实测的混凝土最高温度平均值与计算最高温度平均值比较
项目
实测
计算
49.2
28.6
66.010C
43.4
可以看出计算值与实测值相差较大而且计算值偏小。
Tτ是绝热温升,即无热量散失时的温升,那么计算的Tmax混凝土中心最高温度都应大于实际温度。
事实上实测的温度值往往高于计算温度,为什么会是这样的结果呢?
我认为偏差的出现可能有以下几个方面:
(1)水泥水化热Q参数的引用,一般来源于手册,而手册中的数据是在标准条件下150C——200C恒温环境通过缓慢的热平衡,水泥水化产生的热量测得的对于不同水泥水化热的比较是有用的,但用于实际温度计算就有欠缺。
因为大体积混凝土中心的水泥水化是一个时间的函数,开始水化较慢随温度升高水化反应加速,放热过程也随之加快。
对于厚度大的混凝土而言,升温速率比小尺寸混凝土构件快的多,大体积混凝土热阻大,热量散不出去,最终升温要比计算高得多。
(2)目前大体积混凝土都掺有缓凝剂,减水剂,粉煤灰和膨胀剂,来改善混凝土各种性能,而这些成份的加入对水泥混凝土放热过程将产生影响,因为这时的水化热不单是水泥的水化热还应包括粉煤灰和膨胀剂的水化热。
(3)在夏季施工过程中,白天太阳光直射混凝土表面对大体积混凝土起到了补充能量的作用,混凝土的散热过程受阻,成了加热过程,如果不采取措施,那么对混凝土温度的升高也起到推波助澜的作用。
五、结论
1、大体积混凝土施工前的温度计算进行预测,是十分必要的,通过计算,掌握混凝土内部最高温度及确定保温措施。
2、对于计算公式的应用,尽可能掌握比较准确的水泥水化热数据,按照质量检验的取样方法,将水泥样品送试验站进行检测,以获得水泥的水化热值。
3、要考虑粉煤灰、膨胀剂等外掺剂的水化热值。
4、可以根据经验公式计算混凝土中心最高温度再反算混凝土的绝热温升的方法进行计算。
5、施工前对混凝土中心温度的预测,还应结合具体配合比施工气候的变化来修正,才能得出比较切合实际的温度值。
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- 体积 测温