大體積混凝土施工溫度監(jiān)測和其溫度應(yīng)力研究

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1、大體積混凝土施工溫度監(jiān)測和其溫度應(yīng)力研究　　摘要:大體積混凝土因自身水化熱和環(huán)境溫度的影響易產(chǎn)生溫度裂縫。監(jiān)測大體積混凝土溫度的變化是工程檢測的重要工作。通過試驗室對混凝土施工前的溫度的觀測,由溫度結(jié)果分析得出適宜的施工工藝。對調(diào)整施工工藝后的結(jié)構(gòu)混凝土進行溫度觀測及溫度應(yīng)力分析,明顯的降低了混凝土的溫度及應(yīng)力,該工程中大體積混凝土溫度符合工程的要求和標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)鍵詞:大體積混凝土;溫度觀測;應(yīng)力中圖分類號：TV544+.91文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1工程背景1.1工程簡介廣西省桂來高速公路黔江特大橋大型承臺施工，為防止水化熱和環(huán)境溫度產(chǎn)生溫度裂縫使鋼筋銹蝕,混凝土

2、的碳化,降低混凝土的抗凍融、抗疲勞及抗?jié)B能力等。本工程中從原材料、施工工藝和散熱降溫等方面采取相應(yīng)的技術(shù)措施來保證大體積混凝土的實際溫差在允許溫差范圍內(nèi),從而有效控制溫度應(yīng)力的變化及溫度裂縫的產(chǎn)生。大體積混凝土澆筑最高溫度不宜超過80℃;大體積混凝土表面和內(nèi)部溫差控制在設(shè)計要求的范圍內(nèi),溫差不宜超過257℃。本工程通過試驗室對混凝土溫度的變化進行監(jiān)控和觀測,由溫度變化結(jié)果分析得出適宜的施工工藝,以確保結(jié)構(gòu)混凝土施工的質(zhì)量。根據(jù)廣西省桂來高速公路黔江特大橋大型承臺設(shè)計要求,混凝土的澆筑入模溫度不得超過32℃。在混凝土養(yǎng)護期間,內(nèi)部最高溫度不得高于85℃(施工環(huán)境溫

3、度較高),混凝土內(nèi)任何相鄰1m的兩點溫度差值不能大于25℃。承臺的結(jié)構(gòu)尺寸長25.3m,寬為8.62m,高度為5m的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。水泥采用強度增長較為緩慢且水化放熱量低的P·O42.5級水泥,3d抗壓強度26MPa,28d抗壓強度56MPa;7d水化熱306kJ/kg。在混凝土中摻加部分粉煤灰,可使混凝土內(nèi)部溫峰顯著降低,減少混凝土水化熱,有利于防止大體積混凝土開裂。選用性能較好的I級粉煤灰,需水量比90%~92%,燒失量1.6%~2.5%。外加劑選用高效泵送劑FDN,其減水性能及坍落度保持性能均較好。水采用符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)的自來水或者地下水。粗骨料采用粒徑為

4、5~25mm,連續(xù)級配且含泥量小于1%的碎石,細(xì)骨料采用細(xì)度模數(shù)2.7的中砂,含泥量不大于2%。根據(jù)配合比設(shè)計原則及本工程的具體要求,通過正交試驗方法選擇出合理的配合比,在此基礎(chǔ)上,結(jié)合類似工程實踐經(jīng)驗對配合比設(shè)計結(jié)果進行調(diào)整,最終配合比見表l。表12溫度監(jiān)控系統(tǒng)及測點布置7溫度監(jiān)控系統(tǒng)采用自動溫度檢測系統(tǒng)。溫度傳感器按照設(shè)計埋置于混凝土中,傳感器連接數(shù)據(jù)采集器,并通過控制器與計算機相連。溫度測量精度為0.1℃,可以24h實時監(jiān)測,數(shù)據(jù)定期以文本文件形式儲存?；炷羶?nèi)部溫度的監(jiān)測工作在混凝土澆筑的同時進行,在混凝土養(yǎng)護期間,對溫升階段和溫降階段,自動顯示、記錄2

5、4h各測點溫度變化情況,設(shè)置報警溫度為25℃。每天提供每隔15min的測點數(shù)據(jù),每天對數(shù)據(jù)進行結(jié)果分析和評價,以便施工現(xiàn)場及時調(diào)整保溫養(yǎng)護等施工措施,確保工程質(zhì)量。3大體積混凝土模型內(nèi)部溫度測試結(jié)果與施工方案調(diào)整3.1混凝土溫度測點的布置通過在試驗室澆筑混凝土,以結(jié)構(gòu)混凝土所使用的材料和澆筑條件對混凝土澆筑溫度進行提前的把握,根據(jù)試驗室內(nèi)混凝土的溫度觀測結(jié)果進行分析調(diào)整施工方案。試驗室混凝土模型中測點的布置如圖1所示。圖1試驗室混凝土模型中測點的布置3.2混凝土溫度觀測結(jié)果及其分析對混凝土試驗溫度的記錄如圖2。所有溫度測點的溫度記錄曲線的大致可以分為3個階段:①

6、澆筑前期:即混凝土入模后,溫度曲線在短時間內(nèi)升高,其中以處于混凝土模型中間部位的T2測點的溫度變化速率最為明顯。②澆筑中期:隨混凝土中水泥的水化熱逐步向外7圖2混凝土試驗溫度檢測結(jié)果傳遞,各個溫度測點的溫度逐漸緩慢的降低。③澆筑后期:溫度測點溫度降低更加緩慢。對于該混凝土模型試驗的混凝土而言,各個溫度測點最高溫度都出現(xiàn)在混凝土澆筑后2d。其中測點T2溫度上升至92.88℃后,溫度開始回落。位置處于足尺混凝土模型表面的溫度測點,受外界溫度影響較大,所以出現(xiàn)了和布置在混凝土模型外面測點相同的規(guī)律,即出現(xiàn)了明顯的波動起伏,這是由于外界溫度的變化造成的。圖3和圖4是混凝

7、土模型中最大溫度和最大溫度差的監(jiān)測結(jié)果。圖3可以發(fā)現(xiàn):混凝土模型試驗中,混凝土放熱速率很快,混凝土澆筑2d后混凝土溫度達(dá)到最大值,最高溫度為92.88℃,溫度在該位置保持近1d后開始逐漸下降。圖3混凝土試驗中最大溫度監(jiān)測結(jié)果圖4混凝土試驗中最大溫差監(jiān)測結(jié)果溫度差出現(xiàn)在混凝土澆筑3d后,最高溫度差為49.50℃,較大的混凝土溫度差持續(xù)3d左右才逐漸開始降低。說明混凝土的最大溫度和最大溫度差出項規(guī)律并不同步,在施工過程中,應(yīng)該根據(jù)施工設(shè)計的要求,對于控制最大溫度或者最大溫度差應(yīng)分別采用不同的控制方法。3.3溫度應(yīng)力分析7根據(jù)參考文獻(xiàn){2}大體積混凝土的溫度和溫度差來

8、推算混凝土中的最大溫度應(yīng)