文档介绍：大体积混凝土温度监测
广厦重庆第一建筑(集团)有限公司建筑科研所
2003年12月24日
大体积混凝土温度监测
广厦重庆第一建筑(集团)有限公司建筑科研所
【摘要】对大体积混凝土温度应力的有效控制是防止产生裂缝的技术措施之一,本文详细的介绍了大体积混凝土的测温方法,温度应力裂缝产生的机理,结合工程实例,提出了大体积混凝土温度应力控制的有效措施。
【关键词】大体积混凝土测温技术温度应力
按照“普通混凝土配合比设计规程”对大体积混凝土的定义,指混凝土结构物中,实体最小尺寸大于或等于1m的混凝土。在工业与民用建筑结构中,经常遇到大体积混凝土。如高层建筑的结构转换层,混凝土基础和大型设备基础等等。
大体积混凝土的特点是结构体量大,相对散热面积小,在浇注混凝土前几天,水化热积聚在结构内部,导致温度急剧升高,造成混凝土内部与表面产生较大的温度差异,内部高、外部相对较低。加上材料的热胀冷缩效应,容易使混凝土结构产生温度应力,混凝土表面由表及里地相对受拉,内部相对受压,当拉应力超过了混凝土的抗拉强度时,就会产生宏观裂缝,这就是温差裂缝,或温度裂缝。
温差应力的产生是与混凝土内外温度差密切相关的,因此在大体积混凝土施工时,要实时监测温度差异,以提示施工现场采取降低温差的措施,保证不产生导致裂缝的温差。
混凝土结构的升温和随之而来的降温过程中,由于下述原因会产生裂缝:
内外温差:混凝土内部热量积聚不易散发,外部则散热较快,无论在升温或降温过程中,混凝土表面的温度总低于内部温度。即使在混凝土硬化后期,水化热散尽,结构温度已接近周围气温,这是若受到寒潮侵袭,气温骤降,结构表面急冷,仍会产生内外温差。这种温差造成内部和外部热胀冷缩的程度不同,就在混凝土表面产生拉应力。当温差大到一定程度,表面的拉应力超过当时的混凝土的极限抗拉强度时,混凝土表面就会产生裂缝。
收缩作用:大体积混凝土浇注初期,混凝土处于升温阶段及塑性状态,弹性模量很小变形变化所引起的应力很小,故温度应力一般可忽略不计。但过了数日混凝土硬化(多余水分蒸发时引起的体积收缩)以后发生的收缩,将受到地基和结构边界条件的约束时才引起的拉应力,当该拉应力超过混凝土抗拉强度时,就会在混凝土内部产生裂缝。
表面裂缝与内部裂缝叠加起来,就可能贯穿结构的整个截面,造成严重危害。所以在施工及养护阶段应严格控制温升,对于强度要求较高的混凝土,水泥用量相对较多,水化热大,温升速率也较大,一般可达35℃左右,加上初始温度可使混凝土内部最高温度达到70~80℃,一般混凝土的热膨胀系数为10×10-6/℃,当温度下降20~25℃时造成的冷收缩量为2~×10-4,而混凝土的极限拉伸值只有1~×10-4,因而冷收缩常引起混凝土的开裂。
我所采用JDC-2型便携式建筑测温仪,其主机分别与测温探头或测温线连接构成测温系统,可根据现场需要
的测温点数量灵活配置。测温探头可直接测量混凝土拌和物温度及环境温度,测温线预埋在混凝土内部,适宜测量混凝土内部温度。JDC-2型测温仪的测温范围:-30℃~130℃,测温误差:≤℃(与测温探头配合);≤℃(与测温线配合)。
大体积混凝土浇