底板混凝土温度测控技术.docx

底板混凝土温度测控技术.docx

《底板混凝土温度测控技术.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《底板混凝土温度测控技术.docx（15页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

底板混凝土温度测控技术

底板大体积混凝土温度测控技术

一、底板概况

该安居工程住宅楼混凝土底板厚度为1600mm、2000mm，施工面积约1800m2，混凝土浇筑量约3000m3，底板混凝土设计强度为C40S8。

该底板不设置后浇带。

混凝土一次浇筑完成，不留施工缝。

混凝土供应采用商品混凝土，其配合比设计中掺入粉煤灰，掺入高效减水剂。

该底板属大体积混凝土结构，浇筑后水泥水化热温升较高。

由于体积较大，聚集在混凝土内部的水泥水化热不易散发，混凝土内部温度显著升高，造成混凝土内外温差较大，混凝土表面易产生裂缝，降温阶段，混凝土逐渐散热收缩，混凝土内部易出现贯穿性裂缝。

总之混凝土的升降温过程会引起混凝土内部温度应力剧烈变化而导致混凝土结构产生有害裂缝，因此，掌握混凝土结构内部温度变化情况情况尤其重要。

根据测试混凝土内部的温度变化情况，可采取相应的保温、降温措施，保证混凝土结构内外温差在允许的范围内，不致产生温度裂缝，保证混凝土的质量。

同时，根据测试结果，在一定程度上可评判混凝土的施工质量，故测温结果也是工程档案的组成部分，也是交工验收的依据之一。

二、底板混凝土的温度应力计算

计算1.6m厚底板的温度应力情况。

①采用商品混凝土、混凝土设计标号C40S8。

②采用R28天龄期强度，R28=C40进行验算。

③525矿渣水泥用量396kg/m3

④掺合料采用Ⅱ级粉煤灰50kg/m3

⑤采用提高结构抗裂性能的施工方案，降低混凝土内部的温升值，改进浇筑方案，加强混凝土保温养护，控制混凝土结构的内外温差在25℃范围内。

⑴计算各龄期混凝土实际最高温升值

①计算绝热温升值

℃

②实际最高温升值

混凝土浇筑后第3天温升为：

T3=T0+Th×0.49=63.2℃

T3-6=2.22℃

T6-9=5.9℃

T9-12=6.65℃

T12-15=5.91℃

T15-18=4.43℃

T18-21=2.22℃

T21-24=2.96℃

T24-27=2.22℃

T27-30=0.74℃

⑵各龄期混凝土收缩值及收缩当量差

①取εgv=3.24×10-4，M1=1.25，M2=1.35

M3=1.0M4=1.0M4=1.0M6=0.93

M7=0.77M8=1.2M9=1.0M10=0.81

则M1·M2·M3……M10=1.174

②据：

εY（t）=εoy（1-e-0.01t）M1M2……M10

εY（30）=3.24×10-4×（1-e-0.01t）·1.174=0.89×10-4

ε（24）=3.24×10-4×（1-e-0.01t×24）×1.174

=0.98×10-4

ε（21）=3.24×10-4×（1-e-0.01t×21）×1.174

同理：

ε（18）=0.63×10-4

ε（15）=0.53×10-4

ε（12）=0.43×10-4

ε（9）=0.33×10-4

ε（6）=0.22×10-4

ε（3）=0.11×10-4

根据TY（t）=εY（t）/αα=1.0×10-5

TY（30）=0.98×10-4/1.1×10-5=9.8℃

TY（27）=0.89×10-4/1.0×10-5=8.9℃

则：

TY（24）=0.81×10-4/1.0×10-5=8.1℃

TY（21）=0.72×10-4/1.0×10-5=7.2℃

TY（18）=0.63×10-4/1.0×10-5=6.3℃

TY（15）=5.3℃

TY（12）=4.3℃

同理得：

TY（9）=3.3℃

TY（6）=2.2℃

TY（3）=1.1℃

③各龄期混凝土收缩当量温差为：

TY（3-6）=TY（6）-TY（3）=1.1℃

TY（6-9）=TY（9）-TY（6）=1.1℃

同理得：

TY（9-12）=1℃

TY（12-15）=1℃

TY（15-18）=1℃

TY（21-18）=0.9℃

TY（24-21）=0.9℃

TY（27-24）=0.8℃

TY（30-27）=0.9℃

⑶结构计算温差

T（3-6）=T3-6+TY（3-6）=2.22+1.1=3.32℃

可得一：

T（6-9）=5.9+1.1=7.0℃

T（9-12）=6.65+1=7.65℃

T（12-15）=5.91+1=6.91℃

TY（15-18）=4.43+1=5.43℃

T（18-21）=2.22+0.9=3.12℃

T（21-24）=2.96+0.9=3.86℃

T（24-27）=2.22+0.8=3.02℃

T（27-30）=0.74+0.9=1.64℃

总综合温差：

T=TY（3-6）+TY（6-9）+……+TY（30-27）

=3.32+7.0+7.65+6.91+5.43+3.12+3.86+3.02+1.64

=40.95℃

⑷各龄期混凝土弹性模量

E0=3.30×10-4N/mm2根据公式：

E（t）=E0（1-e-0.09t×3）=0.77×104

E（3）=3.00×104×（1-e-0.09t）

E（6）=1.38×104

E（9）=1.80×104

E（12）=2.18×104

E（15）=2.44×104

E（18）=2.65×104

E（21）=2.79×104

E（24）=2.93×104

E（27）=2.99×104

E（30）=3.07×104

⑸各龄期混凝土应力松弛系数

S（30）=0.327S（27）=0.339S（24）=0.352

S（21）=0.368S（18）=0.386S（15）=0.410

S（12）=0.440S（9）=0.480S（6）=0.520

S（3）=0.570

⑹混凝土内部温度应力计算：

其中：

由于底板底有桩，故Cx=Cx1+Cx2

由于桩与板底固接，故由下式得：

其中：

E=3.3×104I=π×14004/64D=1400

Kb=1.0×10-2

Q=12.4×104N/mm

得：

∴

Cx1偏于安全地取6.0×10-2/N/mm2

∴Cx=Cx1+Cx2=6.0×10-2+0.23×10-2=6.23×10-2N/mm2

①σ3-6

②σ6-9

查表得：

ch1.51=2.374

③σ9-12

查表得：

ch1.35=2.058

④σ12-15

=0.379MPa

σ15-18

则ch1.20=1.811

⑤σ18-21

则ch1.16=1.752

⑥σ21-24

则chβ·

⑦σ24-27

则ch1.11=1.682

⑧σ27-30

则ch1.10=1.668

⑺总的降温过程中温度拉应力为：

σ总=0.110+0.379+0.571+0.379+0.290+0.162+0.194+0.147+0.077

=2.309Mpa

从计算结果可知，整个板降温过程中，产生的总拉应力达2.309MPa，C40混凝土的极限拉应力达3.00Mpa，故底板满足抗裂要求，但考虑到混凝土的不均匀性、应力集中以及早期混凝土的抗拉强度较低、计算的精确程度等等因素，同时现场的施工条件较复杂，诸如天气聚变、养护条件等难以把握，会造成降温速度不符合计算的模式。

在底板的施工过程中，必须采取相应的措施，减缓降温速率，防止温度裂缝。

三、混凝土施工技术措施

根据该底板的温度计算情况，混凝土工程的施工采用了以下诸方面的措施。

1、配合比设计

混凝土的配比设计的指导思想是：

一方面降低水泥水化热，减少单方水泥用量，降低温度应力；另一方面采用低水胶比，提高混凝土的极限抗拉强度，延长混凝土凝结时间。

原材料的选择：

水泥：

选用水化热较低的525矿渣水泥，并参照水泥厂的水泥强度历史资料，充分利用水泥强度的后期发展，尽量减少水泥用量，降低水化热。

尽管矿渣水泥早期强度较低，但由于底板混凝土内温度较高，水泥水化速度较快，基本不影响混凝土早期强度。

骨料：

选用粒径5~31.5mm的碎石，含泥量控制在1%以下，细度模数在2.5以上的中、粗砂、含泥量小于2%。

粉煤灰：

采用Ⅱ级灰、烧失量小于5%。

外加剂：

采用省建科院产JM-8型高效减水剂。

混凝土配合比：

水泥：

砂：

石子：

粉煤灰：

JM-8：

水

396：

689：

1142：

50：

4.46：

181

1：

1.73：

2.88：

0.126:

0.011:

0.46

坍落度14~16m，每立方米水泥用量396kg。

2、混凝土拌制

商品混凝土搅拌站生产混凝土拌合料应采取以下措施：

⑴保证粉煤灰的质量，加强材质检验，进行混凝土试配，根据试配结果确定。

⑵外加剂JM-8掺量准确，掺量误差应控制在总掺量的±1%以下。

⑶搅拌均匀。

外加剂JM-8在新拌混凝土中应分布均匀避免局部过量引起不良后果。

JM-8宜与搅拌水混合稀释，粉煤灰保证其在混凝土中的匀质性，以利于二次水化的充分进行。

掺加JM-8粉煤灰的混凝土搅拌时间宜延长1分钟。

⑷加料顺序：

采用同掺法，外加剂JM-8加拌合水稀释后同其它材料同时掺入，粉煤灰和水泥同时加入搅拌机。

3、混凝土输送

⑴泵送施工

工地现场安排二台输送泵，一台备用泵，混凝土的浇筑主要由其完成，故需安排周密，保证其正常输送。

①事先对所使用混凝土泵的各技术功能进行了解。

配备了足够的泵机易损零件，以便出现意外时抢修。

②安装泵管时，检查是否有原来的混凝土残留物，尤其是弯管，如有则作清除。

管道接口处注意密封，以免漏浆。

③管道固定保证牢靠，尤其是斜管和垂直管，以减少泵送的压力损失。

④泵送前用清水润湿管道，再用水泥砂浆润滑管道及泵机。

⑤泵机料斗前专人值班，捡去拌合物中的大块石头和杂物，在泵送过程中，料斗的混凝土量保持不低于上口20cm以免泵机吸入率低或吸入空气堵塞。

⑥暂时中断泵送时，采取倒泵措施，使管中混凝土形成前后往复运动，保护良好的可泵性。

⑦浇筑混凝土时，落灰高度不超过2m。

4、混凝土的浇筑

⑴混凝土浇筑必须满足整体连续性的要求。

现场供应混凝土，应满足混凝土的连续浇筑的要求，不出现施工冷缝。

两台泵沿基坑长度方向布置，由西向东浇筑1.6m及2m厚底板。

⑵采用斜面分层，薄层浇筑，自然流淌，连续浇筑到顶的方法。

分层厚度为500mm，自然流淌坡度控制在1:

6~1:

10，经测算，浇筑段面最大、浇筑厚度500mm时，约需混凝土200m3，按混凝土初凝时间7h计，满足要求。

⑶采用φ50或其它类型插入式振捣器振捣，钢筋密集区即墙、柱、梁相交处如有必要可采用φ30插入式振捣器。

振捣时做到快插、慢拔。

每点振捣时间约需20~30秒，振捣间距不大于50cm，振捣棒应插入下一层5cm深，对梁、柱墙相交部位振捣时注意振捣密实。

振捣以表面水平不再显著下降，不再出现气泡，表面泛出灰浆为准。

同时，梁、柱、墙的浇筑厚度应作控制。

浇筑厚度不太厚，否则振捣极易不实。

⑷泌水处理。

泵送混凝土流动性大，泌水多，影响混凝土密实性和结构的整体性。

在底板的砖胎模四周侧模的上口开设排水孔，使多余的水分从孔中自然排出。

⑸表面处理。

大体积泵送混凝土，表面水泥浆比较厚，浇筑后做了处理。

在初凝前1~2h，先用长刮尺按标高刮平。

在初凝前再用铁滚筒碾压数遍，并用木蟹打磨压平，以闭合收缩裂缝。

四、温度测试方案

1、测温设备简介

电子测温设备：

采用JDC-2型便携式建筑电子测温仪，它能够直观、准确、快捷地数字显示混凝土内部温度，可任意布置测温点，具有可靠性好，适用范围广，宽温操作环境；体积小、重量轻、操作简单。

并有夜间测温读数功能。

仪器由主机和测温探头，测温线构成。

主机为便携式仪表。

可数字显示被测温度值。

测温探头由插头、导线、手柄和外径为5×200mm的金属管制成，金属管内端封装温敏组件。

测温线由插头、导线和温敏组件组成，主机与测温探头、测温线通过插座插头连接。

一般测温探头用来测量混凝土拌合料的温度。

测温线用来测量混凝土内部的温度。

2、测温方法

采用北京建工院发展中心生产的JDC-2型温度测试仪，温度探头预先埋入大体积混凝土内，在温度测点处，在钢筋骨架上绑扎一根φ12的螺纹钢筋，且高出板面30cm。

将测温线固定在φ12的螺纹钢筋上，同时亦避免浇筑混凝土时损坏、拆断探头导线。

测点布置应避免剪力墙及柱位置，以免上部结构施工影响温度测试。

测温线的插头用塑料袋罩好，避免潮湿，保持清洁，为便于测温，留在外面的导线长度不应小于20cm。

测温时，按下主机电源开关，将各测温点插头依次插入主机插座中，主机屏幕上即可显示相应测温点的温度。

3、温度测点的布置

⑴测点布置原则：

测点须具有代表性，能全面反映大体积混凝土内各部位的温度，从大体积混凝土高度断面考虑，应包括底面、中心和上表面，从平面考虑应包括中部和边角区。

⑵测温点布置：

根据底板的对称性，取其四分之一布置测点，测温点大约布置在5-9轴线和D-A轴线之间。

温度测点布置见附图。

⑶测温制度：

测温从混凝土浇筑后24h开始，升温阶段每4h测一次，降温阶段每4h测一次，5天后，每8h测一次。

7天后，每天测一次。

⑷跟踪测温，信息化施工

该底板宜采用保温法

保温法养护基本可以满足混凝土保温保湿要求，利用保温材料提高新浇混凝土表面温度，减少混凝土内外温差。

养护过程中，根据温度的测试情况，随时调整覆盖层的厚度，保证底板混凝土内外温差小于25℃，满足国家规范要求，同时也控制混凝土降温速率。

①覆盖层厚度的确定：

覆盖层采用草袋，厚度由下式计算确定：

计算结果表明，满足25℃温差要求需覆盖3.8cm厚草袋，故采用草袋、一种覆盖材料，以降低覆盖层厚度。

⑵覆盖方法：

板表面混凝土浇筑结束，用木蟹抹平，铁滚筒打压后，约过12~20小时后，先铺上一层草袋，而后充分浇水润湿，一方面有助于表面保温，另一方面亦可保证混凝土表面满足保湿要求。

根据温度监测情况，混凝土内部开始降温之际，再铺上一层草袋。

另外，准备一层塑料薄膜备用，以防止刮风、下雨、气温陡降。

五、测温结果及分析

1、测温原始记录资料（见后附表）

2、根据测温原始记录资料，可整理出底板各部分混凝土内的最高、最低温度表，即表1、表2。

3、由于1、表2可知，底板混凝土各部分的中心最高温度分别为：

160cm厚77.5℃；2.0m厚80.2℃。

4、由表1、表2，可绘出底板混凝土各部分内的温度变化曲线，即图1、图2。

5、由2，3，4的分析及原始测温记录，可以得出底板混凝土在整个施工过程中1.6m厚混凝土内外温度均小于25℃，2.0m厚的混凝土的内外温差大部分时间均小于25℃，只有较短时间超过25℃。

六、测试结论

1、根据对测温原始记录资料分析，以及底板混凝土内的温度变化曲线反映的情况，该底板的内外温差基本上均小于25℃，符合混凝土工程施工规范要求，不会出现因温度变化引起的裂缝。

2、根据底板混凝土内的实测温度变化，采取信息化施工，采取调整浇水养护及保温覆盖层厚度等措施，确保了混凝土质量。

3、养护结束后，经过对底板混凝土的表面检查，没有见到明显的裂缝。

这与测试分析的结论是一致的，满足混凝土的质量要求。

附：

温度测试原始数据附表、温度测点布置图。

陆军指挥学院安居工程住宅楼底板混凝土浇筑后水化热温度情况（1.6m）

表1

日期

9月25日

9月26日

9月27日

9月28日

9月29日

9月30日

10月1日

10月2日

10月3日

表面最高

52.8

48.4

38.8

37.1

33.5

31.0

30.6

29.3

28.5

表面最低

50.4

46.2

36.9

35.3

31.9

28.3

29.5

28.1

27.3

高低温差

2.4

2.2

1.9

1.8

1.6

2.7

0.9

1.2

0.8

中心最高

76.2

77.5

73.5

66.2

58.9

55.0

48.7

44.6

42.8

中心最低

73.6

75.1

68.7

59.8

55.3

47.5

46.0

43.0

40.5

高低温差

2.6

2.4

4.5

6.4

3.6

2.5

2.7

1.6

2.3

底板最高

59.0

59.7

56.9

51.4

51.8

47.7

45.2

43.0

41.2

底板最低

58.0

57.2

53.8

49.3

46.3

43.6

43.6

41.1

38.7

高低温差

1.0

2.5

3.1

1.9

5.5

4.1

1.6

1.7

2.5

陆军指挥学院安居工程住宅楼底板混凝土浇筑后水化热温度情况（1.6m）

表2

日期

9月25日

9月26日

9月27日

9月28日

9月29日

9月30日

10月1日

10月2日

10月3日

表面最高

54.3

54.6

49.8

45.1

40.7

39.3

38.2

37.2

33.2

表面最低

53.4

51.1

45.7

41.4

38.4

38.7

37.6

33.5

31.0

高低温差

0.9

3.5

4.1

3.7

2.3

0.6

0.6

3.7

2.2

中心最高

78.5

80.2

78.3

72.9

67.7

63.8

60.0

57.4

54.3

中心最低

76.1

78.8

74.2

68.1

62.2

61.1

57.1

54.3

51.7

高低温差

2.4

1.4

4.1

4.8

5.5

2.7

2.9

2.9

2.6

底板最高

65.0

66.4

64.9

61.7

60.9

59.4

58.1

56.5

53.6

底板最低

63.3

63.9

63.3

59.5

59.9

59.1

57.0

54.0

50.0

高低温差

1.7

2.5

1.6

2.2

1.0

0.3

1.1

2.5

3.6

陆军指挥学院安居工程住宅楼底板混凝土底板温度变化曲线图