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大体积混凝土的温度监测实例

来源：筏尚旅游网

第25卷第9期　　　　　　　　　　　　绍　兴　文　理　学　院　学　报　　　　　　　　　　Vol.25No.92005年9月JOURNALOFSHAOXINGUNIVERSITYSep.2005Ξ大体积混凝土的温度监测实例

邵晓蓉1　沈云刚2

(1.绍兴文理学院　土木系,浙江　绍兴312000;2.浙江宝业建设集团有限公司,浙江　绍兴312000)

摘　要:工程的厚筏板基础为大体积混凝土,施工中通过对混凝土进行温度实时监测,直接观测到了大体积混凝土内部的温度变化过程,反映出控制措施的实际效果,大体积混凝土基础的温差裂缝得到有效控制.关键词:大体积混凝土;厚筏板基础;温度监测

中图分类号:TU528.1　　　文献标识码:A　　　文章编号:1008-293X(2005)09-0065-04

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　我国的大体积混凝土以往多用于水工结构,混凝土强度等级低.近十几年来,由于高层、超高层建筑的

1〕兴起和发展,其基础多采用了箱基、筏基等大体积混凝土.〔

大体积混凝土基础的特点是混凝土用量庞大,厚度大,工程条件复杂,常采用现浇钢筋混凝土超静定结构,温差和收缩变化复杂,约束作用较大,容易引起开裂.水泥水化热温升较高,降温散热较快,因此收缩

2〕与降温共同作用是引起混凝土裂缝的主要因素.〔当混凝土内部温度与外界环境温度相差很大时,就会导

致混凝土产生裂缝而影响结构的正常使用.

大体积混凝土结构温度裂缝与骨料品种、配合比、外加剂和掺合料、浇筑温度、浇筑顺序、外界气温、保温措施、养护条件等因素直接有关.施工过程中存在着很多不确定性,理论计算难以完全模拟实际情况.因

3〕此,须对混凝土温度进行实时监控,及时了解混凝土温度场变化情况,采取合理的温度控制措施.〔

1　工程简况

宁波市鄞州区商会大厦建筑面积114000m2,地下1层,地上27层,为厚筏板基础,底板厚1.5m,柱基部位底板在4m×4m范围内局部加厚0.2m和0.35m,局部电梯井部位混凝土深约4.55m,浇筑时间为2005年4月～5月,南北楼整体混凝土工程量约为6400m3,混凝土强度等级为C40,属于典型的大体积混凝土,有必要进行混凝土温度实时监控.

2　材料选用

(1)水泥:选用海螺牌42.5级普通硅酸盐水泥,水泥的含碱量控制在0.6%以下.

(2)石子:选用花岗石碎石,最大粒径31.5mm,连续级配,累计筛余量在1%以下,等级为一级.(3)砂:选用淡化海砂,细度模数2.8-3.5之间.砂的含泥量在1%以下,等级为一级.(4)混凝土的抗渗等级为S8,坍落度120±20mm.

(5)掺入粉煤灰,代替部分水泥用量.推迟水泥水化热峰值的出现,改善混凝土工作性能和可靠性.(6)外加剂:使用高效减水剂和UEA,减少用水量,降低水泥的水化热,使混凝土产生适度膨胀,能有

效抑制混凝土裂缝出现,减少混凝土温差冷缩裂缝.

3　混凝土浇筑施工控制

3.1　混凝土浇筑

泵送混凝土流动度较大,底板混凝土浇捣采用“分段定点、一个坡度、薄层浇捣、循序渐进”的方法,能

收稿日期:2005-07-20

作者简介:邵晓蓉(1970-),女,浙江诸暨人,助研,研究方向:结构工程.

　　　　　　　　　　　　　　　　　绍兴文理学院学报(自然科学)　　　　　　　　　　　　　　　　　第25卷66较好地适应泵送工艺,提高泵送效率,简化混凝土的泌水处理.底板和承台的混凝土分层浇筑,厚度分三层,每层500mm.分层浇筑可使混凝土水化热尽快散失,增加混凝土的密实度,提高混凝土的抗裂能力.

混凝土的浇捣时正确控制器插入深度及振捣时间,在振捣过程中,应将振动棒插入下层混凝土5cm左右,以消除两层之间的接缝,无论哪个部位,后浇混凝土必须在前一层混凝土初凝前接上,且层间间隔时间应尽量缩短.连续浇筑间隙时间不准超过2h,避免出现冷缝.

底板混凝土表面经过振捣水泥浆较厚,如不进行处理会造成表面裂缝,因此,在浇捣完毕后,要对混凝土表面及时处理,使混凝土表面平整一致,整个混凝上施工完毕,达到一定强度后,用保温薄膜、麻袋覆盖养护.

在底板混凝土施工前,充分考虑施工期间的环境温度,从以往的经验看,大体积混凝土出现裂缝,与环境温度陡降有关.必须提早做好保温措施,并关注天气预报.3.2　温度控制

为控制混凝土内部温度与表面温度之差不超过25°C,施工中主要采取如下措施:

首先,尽量降低混凝土入模浇筑温度,必要时用湿润草帘遮盖泵管.其次,为防止混凝土表面散热过快,避免内、外温差过大而产生裂缝,混凝土终凝后,立即进行保温养护,保温养护时间根据测温控制,当砼表面温度与大气温度基本相同时,撤掉保温养护,改为浇水养护.浇水养护不得少于14d;保温养护措施:先铺一层塑料布,上面铺两层麻袋,根据温差来决定麻袋的增加量.如温差超过25°C时,按计算增加麻袋的厚度.遇雨天必须在麻袋上再加一层塑料布防雨,并落实排水措施.

最后,增加循环水管降温措施.4　筏板基础温控监测4.1　测温点布置

结合本工程地形特点布置测温点,由于本工程形状规则,除电梯井位置外厚度相近,因此从经济性及代表性考虑,以1/4板块作为布点区,分别在电梯井位置布置2个点、底板边、角、中心及大气各一点(共6点),根据这些点的温度变化调整整个板块的养护方式.混凝土每点垂直布置3个传感器.分别在距上下表面10cm处及中心处,详见图1.

4.2　测温方式

测量选用温度传感器预埋方式,并采用多点式温度测控仪进行数据采集.以混凝土中心与表面温差达到23度时作为预警温度.及时调整养护措施.

专人负责测温,在混凝土温度上升阶段每2小时测温一次(浇筑后3-5天内),温度下降的前4天每4小时测温一次,以后每8小时测温一次.测温终止时间为混凝土中心温度与大气平均温度差小于25℃时.根据大体积混凝土情况,按照混凝土每天降温速度控制在2℃左右计算,整个测温时间大约为15天.4.3　混凝土温度计算

根据气象预报,在浇筑南北楼底板混凝土时,大气平均气温To=20°C.

第9期　　　　　　　　　　　　　　　邵晓蓉　沈云刚:大体积混凝土的温度监测实例　　　　　　　　　　　　　　　674.3.1　混凝土内部最高温度计算

由于结构处于散热条件下,计算实际最高温升值Tmax,可仅考虑单位胶凝材料用量和混凝土浇筑温度两个因素.

Tmax=KQ/10+Tq+F/50=398/10+25+71/50=66.22°C

式中:Tmax:混凝土内部最高温度

Tq:混凝土入模温度

K:温度修正系数(可取1.0-1.2)Q:水泥(含膨胀剂)用量(kg/m3)F:粉煤灰用量(kg/m3)

4.3.2　混凝土的表面温度

混凝土采用两层麻袋、一层塑料薄膜养护,大气平均温度To=20°C.)×T=To+4×h′×(H-h′T1/H2

=20+4×0.44×(2.58-0.44)×46.22/2.582=46.74°C

式中T:混凝土的表面温度/°C;

To:大气平均温度/°C;

H:混凝土的计算厚度,H=h+2h′=1.7+2×0.44=2.58m;T1:为混凝土达到最高温度时,混凝土中心温度与外界气温之差.T1=Tmax-To=66.22-20=46.22°C

λh′:混凝土的虚厚度,h′=k・/β=0.666×2.33/3.5=0.44m

4.3.3　混凝土中心最高温度与表面温度之差

Tmax-T=66.22-46.15=20.07°C<25°C

满足要求,可以保证质量.4.4　测温措施

具体测温按下列要求实施

测温项目

室外气温及环境温度混凝土入模温度终凝前混凝土温度混凝土表面的温度浇筑后3天内

浇筑后3天外至第七天

测温措施

每昼夜不少于4次每2h一次每2h一次每2h一次每2h一次每4h一次

　　随时掌握混凝土内部温度变化情况是指导大体积混凝上养护工作的关键所在.本工程采用全自动测温方法,采用热电偶测温仪,把铜-康铜热电偶埋置于混凝土中,利用电位差计原理,测出测点和冰点间的电位差,通过计算机处理后,算出两点间的温差,确定测点的温度.该仪器装置读数精度为0.1°C以内,每隔30min自动打印记录.

在混凝土初凝后(大约浇筑后2h开始测温),通过温度监测增加对混凝土表面草袋覆盖和围护,温差控制在25°C以内,底面和上表面混凝土温差控制在20°C以内,取得了相当好的效果.

5　测温结果及分析

5.1　温控效果

本工程基础底板混凝土浇筑分两次进行,从监测的数据可知,底板混凝土温度在达到最大值后缓慢下降,未出现回升现象.南楼电梯井混凝土内部最高温度与表层最低温度之差于浇筑后第二天达到29°C,立即采取措施后,即降至25°C内,其余部位混凝土内部最高温度与表层最低温度之差均小于25°C,温控防裂工作取得了成功.

　　　　　　　　　　　　　　　　　绍兴文理学院学报(自然科学)　　　　　　　　　　　　　　　　　第25卷685.2　温度和温差变化规律

为研究底板大体积混凝土沿厚度方向不同部位温度和各部位之间温差的变化规律,本文选择了一个测点的数据进行分析.

由图2可知,混凝土内部温度在浇筑后前3天升温最快,3天后达到峰值,混凝土内部温度最高可达72.2°C,后随龄期增长缓慢下降.由图3可知,温差(混凝土中间部位与底面、顶面间温差)有2个峰值,一是混凝土浇筑后升温时,出现在浇筑后第2天,一般不会形成温差裂缝;二是混凝土降温过程时,此时温差拉应力与收缩拉应力一起作用,若超过了混凝土当时的抗拉极限时会产生裂缝,本例中混凝土中间部位与底面间温差峰值出现在浇筑后第2天,混凝土中间部位与顶面间温差峰值出现在浇筑后第9天,说明保温措施得当,推迟了该峰值的出现时间.参考文献:1　杨嗣信.高层建筑施工手册〔M〕.北京:中国建筑工业出版社,1992,573-574.2　王铁梦.工程结构裂缝控制〔M〕.北京:中国建筑工业出版社,1997,146-147.

3　康庆等.温度实时监控技术在大体及混凝土基础底板工程中的应用〔J〕.建筑技术,2005(1),45-46.

TemperatureMonitoringofMassConcrete

ShaoXiaorong　ShenYungang

(1.DepartmentofCivilEngineering,ShaoxingUniversity,Shaoxing,Zhejiang,312000;2.BaoyeConstructionGroupLtd.,Shaoxing,Zhejiang,312000)

Abstract:Weuseraftfoundationasmassconcreteintheproject.Duringtheconstruction,temperaturechangesinsideconcretearetimelydetectedthroughreal-timemonitoring.Thewholechangingprocessoftemperatureinmasscon2creteisobserveddirectly.Theactualeffectofvariousmeasuresofthecrackcontrolisshown,andcracksofmasscon2cretefoundationcausedbytemperaturearecontrolled.

Keywords:massconcrete;raftfoundation;temperaturemonitoring

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