混凝土结构温度裂缝控制研究

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1、混凝土结构温度裂缝控制研究　　摘要:本文笔者结合工作实践，对混凝土的温度预测和现场监测进行分析，并提出避免温度裂缝产生的控制措施，以供参考。关键词:高层建筑大体积混凝土温度裂缝控制预测现场监测中图分类号：[TU208.3]文献标识码：A文章编号：1前言根据众多工程实践表明，在混凝土施工时，由于水泥水化热释放引起混凝土温度剧烈变化极易产生裂缝，这种由于温度变化而产生的裂缝被称之为“温度裂缝”。沿海地区在软土地基上建造的高层建筑，往往设计有厚实的基础底板，施工中如果开裂将影响结构的整体性并造成地下水渗漏，给整个工程带来严重的危害。因此，研究防止此类大体积混凝土产生温度裂缝的控制技术是非常重要而迫切

2、的，福建省科委将此列为“八五”期间重点科研课题，并由福建省建筑科学研究院承担，已通过技术鉴定。23D—TFEP程序包及混凝土温度场的预测分析6研究混凝土结构的温度应力与温度控制，首先必须确定温度场。课题组为此开发了一套三维有限元温度分析程序包3D—TFEP，能够模拟实际施工过程，考虑混凝土分层分块浇筑、浇筑层厚、浇筑温度、施工间歇、混凝土水化热发散规律、养护方式、外界气温变化、混凝土及基础的弹模变化和徐变等复杂因素，计算大体积混凝土结构不稳定温度场的复杂变化；同时也能进行一般三维结构的弹性应力分析。运用该程序包对实际工程进行模拟预测分析，可以全面了解在各种可能的情况下混凝土内部温度的分布及变化

3、规律。如水泥用量、混凝土浇筑温度、环境温度及结构厚度对混凝土温度的影响，混凝土表面是否覆盖保温材料、保温材料的性能和覆盖厚度以及覆盖时间的长短对结构温度的影响等，都能通过计算机进行分析并绘出相关的曲线。通过众多工程预测分析与实测的对比，表明该程序能很好地反映实际大体积混凝土温度的变化过程。例如，福州某工程混凝土底板厚2.0m，面积1400m2，混凝土设计强度等级为C40，设计混凝土配合比中水泥用量为389kg/m3(525号普通硅酸盐水泥)，另掺粉煤灰70kg/m3，施工季节为1月份。施工前通过3D—TFEP程序的预测分析，图1绘出了几条特征曲线(虚线)并与后来现场实测得到的对应曲线(实线)进

4、行了比较。可以清楚地看到：板中心温度的预测与实测曲线几乎重合，6误差只在1℃左右；板底温度的预测与实测曲线则是基本上吻合，大部分偏差在2℃以内，局部偏差达到4℃。相对而言，混凝土表面温度的预测值与实测值有一定的偏差(这与环境温度的实测值和预测假设值偏差有关)，但总的变化趋势是相当一致的。图1混凝土温度预测与实测结果对比3混凝土水化热温度实时自动监测技术为了全面掌握大体积混凝土水化热温度的变化规律，随时了解混凝土各部位不同深度点的温度情况，以便采取技术措施加以控制并及时反馈实施效果，还必须进行水化热温度的实时监测。混凝土温度实时监测是直接地反映现场的实际状况，现场温控措施的实施与调整都应当以实测

5、温度结果为依据。因此，实时监测技术的推广应用能够大大促进大体积混凝土的“信息化施工”水平，确保大体积混凝土的施工质量。采用铜—康铜热电偶作为温度传感基本元件，并将它直接埋入混凝土的内部以感受测点处的温度变化。在实际监测过程中，攻克了以下几点关键技术：(1)热电偶测头的绝缘防水处理。测头处的绝缘材料必须具备较强的粘性和韧性以及良好的导热性且不易熔化、脆裂，从而做到测头既能灵敏感应周围混凝土的温度变化，又不与钢筋、混凝土或水处于连通状态以免使测试数据失真。(2)克服现场的各种信号干扰。为此设计了专用屏蔽电缆用于现场测试，并使屏蔽线及各仪器可靠接地。6(3)热电偶测点的定位埋设。经过多种方案试验比较

6、选定钢套管保护方案，确保测点不跑位、不断线。(4)信号采集及数据处理。采用日本引进的多功能数据采集仪(7V08)，开发完善了温度监测程序，实现了从电位信号采集到温度结果转换再到温度报表输出的全过程的自动化，使信号采集与数据处理迅捷、准确。极大地提高了测试结果的精度和监测的工作效率。(5)自行研制成功微机型温度采集系统，并使其各项性能指标均基本达到了7V08的水平，同时还扩展了测点容量，也具有更良好的灵活性。上述系统具有良好的性能：①容量大，自制微机型系统的采集箱测点容量达360个，而7V08系统仅200个测点；②速度快，所有测点数据的扫描、采集与处理可在1min内完成；③精度高，稳定性好，抗干

7、扰能力强，在施工现场强干扰环境下，误差控制在0.3℃以内；④灵活性好，温度结果的显示、输出格式可灵活编排，尽量做到直观明了；报表的输出时间间隔、输出份数也可任意设定；⑤自动化程度高，从信号采集到结果输出全过程均由微机自动控制。4大体积混凝土温度裂缝控制对策6大体积混凝土之所以开裂，主要是混凝土所承受的拉应力与混凝土本身抗拉强度之间矛盾发展的直接结果。因而，为了控制大体积混凝土温度裂缝的开展，就必须