大体积混凝土温度变化差异性分析毕业论文.doc

华北水利水电学院华北水利水电学院 North China University of Water Resources and Electric Power 毕毕 业业 论论 文文 题目题目 大体积混凝土温度差异性分析大体积混凝土温度差异性分析 学学 院院 华北水利水电学院华北水利水电学院 专专 业业 无机非金属材料工程无机非金属材料工程 姓姓 名名 学学 号号 指导教师指导教师 完成时间完成时间 2012.5.11 华北水利水电学院毕业论文 1 教务处制 独立完成与诚信声明 本人郑重声明：所提交的毕业论文是本人在指导教师的指导下，独立 工作所取得的成果并撰写完成的，郑重确认没有剽窃、抄袭等违反学术道 德、学术规范的侵权行为。文中除已经标注引用的内容外，不包含其他人 或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人 和集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声 明的法律后果由本人承担。 毕业论文作者签名： 指导导师签名： 签字日期： 签字日期： 华北水利水电学院毕业论文 2 毕业论文版权使用授权书 本人完全了解华北水利水电学院有关保管、使用毕业论文的规定。特 授权华北水利水电学院可以将毕业论文的全部或部分内容公开和编入有 关数据库提供检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段复制、保存、汇编 以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交毕业论文原件或复 印件和电子文档（涉密的成果在解密后应遵守此规定）。 毕业论文作者签名： 导师签名： 签字日期： 签字日期： 华北水利水电学院毕业论文 0 目录 摘 要 .1 ABSTRACT.2 第 1 章 概述 .3 1.1 大体积混凝土的定义 3 1.2 问题的提出 .3 1.3 国内混凝土温度研究现状 .3 1.4 主要研究内容 .4 第 2 章 工程概况及温度的检测技术方案 .5 2.1 工程概况 .5 2.1.1 工程一： .5 2.1.2 混凝土配合比 5 2.1.3 工程二： 5 2.1.4 原材料选择与配合比 6 22 石山口水库修复工程中在左中闸墩设置膨胀混凝土带 6 2.3 测温方案、测温点的布置与温度观测 .7 2.3.1 中原新城测温点布控 7 2.3.2 石山口水库工程温控测温点的布置 9 2.3.3 左边闸墩 9 2.3.4 左中闸墩 10 第 3 章 温度观测数据及对其结果的分析 .11 3.1 中原新城项目实测数据及分析 .11 3.1.1 C1、C2 、C3、C11、C12、C13、C14 测温部位的温升曲线分析 11 3.1.2 七点温度变化曲线比较： .14 3.1.3 C4、C5、C7 点测温部位温升曲线的分析 15 3.1.4 C4、C5、C7 三点的温度比较与分析 17 3.1.5 C6 点温升曲线及分析 17 3.2 石山口数据及分析 18 3.2.1 左边闸墩 .18 3.2.2 左中墩 20 第 4 章 中原新城、石山口水库及白沙水库的温度数据对比分析 .24 4.1 白沙水库修复工程的介绍及一些工程温度控制措施.24 4.2 白沙水库部分温度数据的分析.24 4.2.1 温度测点的观测数据 .24 华北水利水电学院毕业论文 1 4.2.2 温度控制点测温结果的分析 .25 4.4 不同混凝土施工环境对几个工程的温度差异的影响.26 4.4.1 混凝土浇季节 26 4.4.2 浇筑环境温度对水化热曲线的影响 .26 4.4.3 混凝土配合比、材料、养护对混凝土水化温升的影响 28 4.5 对于不同环境工程中温度差异性的本质及影响.29 第五章 结论 .31 英文原文 .36 英文译文 .44 华北水利水电学院毕业论文 0 摘 要 大体积混凝土施工中，由于混凝土内外温度变化过大导致混凝土出现温度裂缝。本 文从中原新城项目与石山口水库工程和白沙水库修复工程中实测温度结果对比具体分析 了温度差异性对混凝土温度裂缝的影响。 在各工程中选取混凝土项目中有代表性的测温点，对温升曲线进行分析、对比，在 同一工程中的不同点温升曲线中分析混凝土的温度差异性。在三个不同工程中选取不同 测温点及相应温度曲线来综合的比较和分析温度差异性的影响，从而找出产生温度差异 性的原因。为以后的大体积混凝土工程温度控制和温度微调等方面提出一些可行性的建 议。 在石山口水库混凝土闸墩中对混凝土膨胀带与其他位置的普通混凝土带进行了温度 和性能方面的对比。在白沙水库中由于工程混凝土体积较大，为减少混凝土开裂、控制 混凝土温度和减小混凝土的温度差异，在闸底板采用了预埋冷水管技术，在闸墩上采用 了后浇带施工技术等新型温控防裂措施。通过在浇筑的混凝土闸墩和闸底板中设置后浇 带和埋冷水管,降低混凝土的内部温度与内外温差，从而使混凝土抗裂性能优于未设置混 凝土后浇带和埋冷水管的混凝土抗裂性能。 最后通过对三个工程在不同施工配合比、不同浇筑季节和不同养护条件下的温度变 化曲线进行了对比分析，深入探究混凝土温度变化、发展过程及混凝土闸墩温度裂缝产 生的原因。 关键词：大体积混凝土；温度分析；温峰差异性 华北水利水电学院毕业论文 1 ABSTRACT In the construction of large volume concrete, due to temperature changes in the inside and outside of the concrete temperature cracks in concrete. This article from the Central Plains city project and stone mountain pass reservoir engineering and reservoir engineering measured temperature contrast between the results of specific analysis of the temperature difference of concrete temperature crack effect. In the engineering of concrete project selection of representative points, on the temperature rise curves are analyzed, compared, on the same project in different temperature rise curve in the analysis of concrete temperature difference.In three different projects in different temperature measuring point and the corresponding temperature curve to comprehensive comparison and analysis of the influence of temperature difference, so as to find out the reasons of temperature difference. After the big volume concrete temperature control and temperature adjustment and other aspects the paper puts forward some feasible suggestions. In on concrete pier of concrete expansion belt and other positions of the common concrete with temperature and performance comparison. In the reservoir due to engineering mass concrete, concrete cracking control of concrete to reduce the temperature and reduce the concrete, temperature difference, in the gate bottom adopts embedded technology in the cold water pipe, pier used by the late poured band construction technology and other new types of temperature control and crack prevention measures. The pouring of the concrete pier and the floor of the gate of the after-pouring belt and buried the cold water pipe, reducing the concrete internal temperature and temperature difference between inside and outside, so that the crack resistance of concrete is better than that without setting of concrete late poured band and buried cold pipe crack resistance of concrete. By the end of three works in different construction mixture ratio, different pouring season and different curing condition the temperature change curve are analyzed, thorough research concrete temperature change, development process and concrete temperature cracks. 华北水利水电学院毕业论文 2 第 1 章 概述 1.1 大体积混凝土的定义 大体积混凝土是指现场浇筑、成型和养护且体积与厚度较大的混凝土，也可定义为“混 凝土结构物实体最小尺大于或等于lm，或预计会因水泥水化热引起混凝土内外温差过大 而导致裂缝的混凝土。” 1.2 问题的提出 在学习中知道，在混凝土施工工程中混凝土结构一般体积相对较大，混凝土浇筑后， 水泥在凝结过程中要散发大量的水化热，从而使混凝土内部温度升高。由于混凝土是一 个热的不良导体,随着热量向外部散发，形成内外温差，内部混凝土约束外部冷混凝土的 收缩。还可能由于混凝土的先后浇筑时间的不同，散热条件和水泥用量不同等原因，将 会使混凝土出现非线温度场分布产生混凝土温度曲线的差异。 由于在水工闸墩混凝土施工中，混凝土必须浇筑在基岩或者老混凝土上，不但它们 的初始温度条件不同，物理力学特性也有所差别，混凝土的温度变形在基岩上受到约束 时会产生温度应力；基岩的约束条件和内部的非线性温度场的约束决定了温度应力的产 生和大小，也就是说应力超限会造成混凝土开裂，就像一个承重的车箱，当超载太多就 会散架。 1.3 国内混凝土温度研究现状 在整理这方面的资料过程中，查阅和收集了关于混凝土温度控制的很多资料。很多 的学者和专家在混凝土温度分析和温度控制的研究方面做出了很大的贡献，这些成果很 多，积累了很多成熟的经验但对于混凝土温度出现差异性的解说还是不够详细和具体。 在混凝土施工过程中，每个大体积混凝土的施工工程都不会忽视其温度的探测和研 究。 多年来，通过丹江口、葛洲坝，隔河岩到三峡水利工程的实践，我国的科研工作者 对大体积混凝土温度控制进行一系列的研究，借鉴了国外的一些成功经验，其温控成果 有一下几方面： 对拌制混凝土的材料进行优选； 华北水利水电学院毕业论文 3 优化混凝土的配合比设计； 在混凝土中掺加粉煤灰和减水剂，即所谓的双掺技术； 掺入微膨胀剂技术。 在混凝土施工时根据工程的实际情况和需要，控制基础的允许温差、新老混凝土上 下层温差和内外温差；在预冷骨料的基础上加冰拌和控制混凝土的入仓温度。 另外随着仿真技术的发展和实验手段的先进，其温度的控制和检测技术越来越先进， 依据混凝土结构尺寸、原料的物理特性、水泥的品种、添加剂的性能、施工季节、气候 条件特点及施工工艺等条件在施工之前对混凝土的温度场和力学指标进行仿真计算，再 根据计算结果使用具有补偿收缩性能的低热膨胀水泥进行验证试验，经反复调整，使浇 筑的混凝土在浇筑后与之前相比温度降低。 1.4 主要研究内容 本课题研究内容主要包括: 1.参考国内外大型混凝土施工和同类工程的研究成果，以基本实验结果为依据，系 统分析影响混凝土水化温度的各种因素； 2.通过对水工混凝土温度绝热温升理论计算，从理论上探索水工混凝土施工温度变 化的规律。 3.以水工混凝土绝热温升理论计算的结果为理论依据，结合工程目标的实际状况， 对目标工程进行温控，提出科学可行的温控技术方案。 4.对目标工程的施工过程进行全程监督，并对实际混凝土温度进行检测，发现异常 情况及时进行调整和处理。 5.比较理论温度和实际温度之间的差异，系统分析产生这种差异的原因；研究已采 取的不同温控措施所产生的实际效果。 虽然人们已经意识到混凝土温度的变化是造成混凝土开裂的主要原因，但在具体操 作过程中还是存在非常模糊的认识。如果不进行温度控制和采取必要混凝土温度调节措 施，就可能使混凝土出现严重裂缝，造成严重经济损失。本课题尝试以石山口水库和中 原新城项目为研究对象来寻找一种可行的温度分析理论，对减少施工中进行温控的盲目 性有重要的现实意义。 华北水利水电学院毕业论文 4 第 2 章 工程概况及温度的检测技术方案 2.1 工程概况 2.1.1 工程一： 中原新城位于郑州市陇海路与桐柏路交汇处东南角，5#楼建筑，采用筏板基础，其 筏板厚度为 2.9 m，在电梯井附近区域采用变截面设计，混凝土最大厚度达 7.1 m，混凝 土总方量达 5000 多立方，因此该混凝土基础为大体积混凝土施工，了解混凝土内部温度 的发展和变化，控制温差裂缝的发生,是工程的技术关键。 2.1.2 混凝土配合比 要求用 42.5 级普通硅酸盐水泥，在满足设计要求的前提下，在混凝土搅拌中掺入 适量的级粉煤灰； 细滑料采用细度模数为 2.72.8 的中砂，含泥量小于 2； 粗骨料采用 连续级配的碎石，粒径为 531.5 mm，含泥量不大于 1； 掺入适量高效低碱的微膨胀剂 UEA； 缓凝时间达到 5 小时以上； 混凝土塌落度严格控制在 1618 cm； 控制新鲜混凝土的 出机温度和浇筑入模温度，控制在 30以下。 施工配合比见表 21。 表 21 混凝土配合比 PO42.5 中砂 520mm 碎石 水粉煤灰 高效减水剂 EAST-SAF 高性能膨 胀剂 UEA 3487191034185798.226 2.1.3 工程二： 石山口水库位于罗山县城南 33 km，淮河水系竹竿河支流小潢河的上游，控制流域面 积 306 km3。石山口水库设计水位 80.60m，相应库容 2.049 亿 m3，可能最大洪水校核水位 84.52 m，相应库容 3.72 亿 m3。是一座以防洪、灌溉为主，结合发电、养殖及城市供水 等综合利用的水利枢纽工程。2005 年 10 月 28 日国家发改委、水利部以发改投资 20052226 号文批复石山口水库除险加固 华北水利水电学院毕业论文 5 项目，工程总投资 8660 万元，工程施工总工期 24 个月。 2.1.4 原材料选择与配合比 闸墩混凝土细骨料采用级配良好的信阳浉河中砂，粗骨料采用线膨胀系数较小的石 灰岩碎石；胶凝材料采用水化热较低的P.O 32.5 普通硅酸盐水泥，并掺加新型高效抗冻 减水剂和粉煤灰，减少水泥单位用量，降低水化热，改善混凝土的和易性，提高混凝土 的密实性和抗拉强度。通过试验确定出的闸墩各部位混凝土配合比见表22。 表 22 闸墩各部位混凝土配合比 1m3混凝土中材料的用量/kg 部 位 标 号水 泥 砂水 102 0mm 石子 204 0mm 石子 408 0mm 石子 粉 煤 灰 外加 剂 坍 落 度 /mm 抗压强 度/MPa 闸墩 及底 板 C2521868715138338351073 5.83（ 抗冻减 水剂） 4129.4 膨胀 带 C3037664418851563000 42（膨 胀剂） 4038.2 22 石山口水库修复工程中在左中闸墩设置膨胀混凝土带 鉴于闸墩结构的特殊性，长、宽、高几何尺寸极不对称，在两中墩沿长度方向增设2 条膨胀混凝土带，以减小温度应力，其相对位置、几何尺寸及应力状态如图21所示。 从图21可以看出：无膨胀带的超长混凝土结构的温度收缩应力曲线为ABCDE，其应力从 两边向中间增长到B、D两点时，ftk（混凝土抗拉强度），开始出现裂缝；当在混凝 土结构中增设膨胀加强带时，其温度应力曲线为ABFGHDE，温度应力从两边向中间逐渐增 长，到达膨胀加强带部位（F、H）时，由于膨胀带储存有较大的膨胀应力对其进行补偿， 使拉应力降低，然后拉应力重新增长，最终闸墩中部最大应力值小于混凝土的抗拉强度， 即ftk，达到闸墩混凝土无裂缝出现。 华北水利水电学院毕业论文 6 图 21 闸墩增设膨胀混凝土带后应力分布 2.3 测温方案、测温点的布置与温度观测 2.3.1 中原新城测温点布控 根据我国 GB 50496-2009 大体积混凝土施工规范关于大体积混凝土温测温要求以及 与甲方沟通结果，测温点平面位置与竖向布置见图 22，共计布置测温部位 15 个，58 个测温点。 C1 C11C10C9 C8 C7C6 C4 C3 C2 C5 C14 C15 C13C12 梯 井 筏 板 华北水利水电学院毕业论文 7 距顶面0.1m 中 点 C8、C15测点 竖向布置方式 距底面0.1m 距顶面0.1m 中 点 C1、C2、C3、 C11C14测点 竖向布置方式 距顶面0.1m 距底面0.1m 1/4等分点 1/4等分点 C4、C5、C7 测点竖向布置方式 1/4等分点 距顶面0.1m 距底面0.1m 1/3等分点 1/3等分点 C10 测点竖向布置方式 距顶面0.1m 距底面0.1m 15等分点 1/5等分点 C9测点竖向布置方式 1/5等分点 1/5等分点 距顶面0.1m 距底面0.1m 1/7等分点 1/7等分点 C6测点竖向布置方式 1/7等分点 1/7等分点 1/7等分点 1/7等分点 图 22 测温点平面与竖向布置方式图 从测温部位的平面的平面布置可以看出，除了 C1、C3、C14 外其他点的排布都在一 华北水利水电学院毕业论文 8 条直线或者在梯井旁高度落差大的地方布置排列。C1、C3、C14 是在较接近地面同一高度 的位置随机布置的三个点，通过对这三个点的温度检测从检测结果中看出上层混凝土温 度变化正常与否。 C2、C3 和 C12、C15 点是分别与 C4、C5 和 C6、C8、C9 在一条直线上，用来观察和比 较在地下不同深度混凝土和不同位置的温度变化。来具体说明混凝土中心温度变化与相 邻检测点温度的差别。C7、C10、C11 是梯井附近深层混凝土检测的其他点，它们均匀分 布在梯井周围随机检测整个深层混凝土的温度变化。 从测温方式的布置来看，大致为几个类型：1 、其中 C8、C15 两个布控部位中，每 个部位在不同高程上只有两个测温点，分别距表面 0.1m 和混凝土浇筑层的中点为竖向布 置方式。2 、C1、C2、C3、C11C14 测点的布置是每个位置都有三个测温点一个距表层 0.1m，一个距底部 0.1m，中间为二者的高程的均分点同样是竖向布置方式。3 、C4、C5、C7 测点，每个测点布置五个测温部位分别在距顶部 0.1m，底部上 0.1m，中间 三个测点为其间的四等分点的两个，为竖向布置方式。4 、C10 测点，测温点有四个测温 部位，底部上 0.1m，距顶部 0.1 米，中间的三等分点的两个，为竖向布置方式。5、C9 测点，测温点有六个测温部位。距顶部、底部分别 0.1m 的位置各一个，其他四个为二者 之间的五等分点，竖向布置方式。6 、C6 测点，测温点有八个测温部位，距底部、顶部 分别为 0.1m 的位置各一个，其他六个分布在二者之间的七等分点，竖向布置方式。 2.3.2 石山口水库工程温控测温点的布置 2.3.3 左边闸墩 左边闸墩没有设膨胀带，闸墩混凝土分2次浇筑，布置有D1、D2、D3、D4 测点（见 图23）。 华北水利水电学院毕业论文 9 图 23 左边闸墩测温点布置（单位：cm） 2.3.4 左中闸墩 左中闸墩由墩体膨胀混凝土带和普通混凝土区组成，布置有D5D14 测点（见图2 4）。 图 24 左中闸墩测温点布置（单位：cm） 2.4 测温点的施工与观测 石山口水库闸墩修复工程中在左边闸墩和左中闸墩布置了测温点，采用便携式建筑 电子测温仪对其进行温度测量，观测过程连续有效，翔实记录了闸墩混凝土内部温度变 化过程。在观测过程中，若观测点温度变化稳定，可停止观测或降低观测频率。 施工中采用f10钢筋作为测温线的附着杆，用钢筋将测温线固定好，传感器距离钢筋 端部10cm，测温线的温敏元件不得接触钢筋，将钢筋另一端与上层钢筋固定好之后，将 引线收成一束，固定在钢筋下以免浇筑时损伤。测温线和f10钢筋均应做好防水处理。 在浇筑混凝土时要特别注意，振动棒不得触及测温元件及其引线，绑扎在钢筋支撑 上的测温线的温敏元件处于测温点位置并不得与钢筋直接接触，连接插头要超出混凝土 外表面至少20cm，需要用塑料袋罩好并保持干燥和整洁，避免测温元件失效。 温度观测是为了客观地记录混凝土温度变化情况，应注意以下几个方面：1、测温次 数。混凝土浇筑后，前4 d每2 h测量一次，当温度上升比较剧烈时，则需增加观测次数； 第57 d间隔4 h测量一次；第814 d每天测量4 次，并对观测数据及时进行整理和分 析。2、测温要点。测温时注意保护插线头，将插线头插入测表中，待数据稳定后读出数 据并记下数值， 然后拔下插线头。3、观测记录。对各测温点进行详细编号，绘制记录 表格，及时观测记录并整理当天的观测数据， 为下一步的分析计算提供准确资料。 华北水利水电学院毕业论文 10 第 3 章 温度观测数据及对其结果的分析 测温目的主要在于反应混凝土施工期的温度场状况及水化热温升过程。如果发现和 温控指标存在较大的偏差，及时采取措施进行调整。另外，在施工过程中翔实记录混凝 土浇筑完毕以后各测点的温度，也为分析混凝土温度场与应力场提供非常有价值的经验 和资料。为了形象直观的表达混凝土结构内部的温度变化过程，在本课题设计分析中用 图表的形式来显示，图表中横坐标代表浇筑混凝土的龄期，纵坐标表示混凝土测点的结 果温度，各测温部位测温点的温度变化过程线见文中各图所示。 3.1 中原新城项目实测数据及分析 在中原新城项目的测温数据结果中，由于测试点在测试部位分布的规律性我们把其 中的测试点绑在钢筋上。按照探测位置从底部到顶部依次编号，进行测温部位和测温点 的分别记录和标记。 在探测部位比较浅的地方，测点也会少一些。比如 C1 点是三个探测点，从下到上依 次 w1、w2、w3.另外在混凝土表面的养护保温层与混凝土浇筑面间放置一个探头，用来测 量保温层下混凝土表面的温度。在测温结束后再用探测器检测一下混凝土周围的环境温 度，用来作为对比和参照。 3.1.1 C1、C2 、C3、C11、C12、C13、C14 测温部位的温升曲线分析 图 31 C1 点温升曲线 在工程图的左上角部位是测温部位 C1，从图上 C1 部位共有三个测温点： w1、w2、w3，及混凝土表面的养护层下的温度和环境温度。 华北水利水电学院毕业论文 11 在混凝土的位置 w1、w2 分别可以看出混凝土在前一周内升温比较明显，随后温度趋 于稳定或者稍有降低，混凝土内部温度与外表面温度在 25 的温差范围内。最高温度分 别是 44.7 、65.5 。 在 w3 即 0.1 米位置的温度变一直在降，这是由于在靠近表面位置混凝凝土的散热要 快一点，其峰值在 43 左右。 在混凝土表面与保温层之间温度 dt 从开始平稳、中间稍有升高之后慢慢降低。 图 32 C2 温升曲线 图 33 C3 点温升曲线 图 32 中所示：2 号点测温曲线，w1 从刚开始浇筑时 21.6在三天时间中迅速接近 最高温度，随后温升曲线变得逐渐水平。整个测温期 w1 的水化热在一个稳定的小范围变 化，最高温度是 38.5 .其最高温度与最低温度的差值在 20 的范围内。W2 点的温度 变化范围依然较 w1 大，最低温度是 24 ，最高温度是 49.2 ，温差范围达到了 25.2 .其温升曲线符合水化温升规律。W3 的温升曲线的变化范围依然不大，在初期龄期的温 度略有上升后温升曲线逐渐下降说明表层混凝土的散热速度较快。其最高温度为 44.9 ， 最低温度为 23.7 ，其温差为 21.2 . C3 与 C2 测温部位在与 C4、C5 在测温的同一直线上，只是 C3 点在 C2 点的内侧更接 近混凝土的中心部位，也就是说测得的温升值在相比较 C2 的情况下温度会稍微升高。得 华北水利水电学院毕业论文 12 到的测温数据也反映了这个结论，基本数据比 C2 高几度。其中 w1 的最高温度是 46.5 ， 比 C2 点的同高程温度高了 8 .w2 的温度差别更是明显从 C2 点的 49.2 到 C3 点的 57.9 ，高了 8.7 .至于 w3 温度的差别不太大，因为其临近地表散热较快的缘故，C3 点的温度是 50.8 ，相差了 5.9 。 图 34 C11 温升曲线 图 34 为 11 号测点的温升曲线图，其点位置位于浇筑地基的斜坡的上边缘和 1、2、3 号点处于同一高程，其温控部位也基本在相同的高程内。从前 3 个点的温升曲线 可以了解 11 号点的温度变化规律。由于在大体积混凝土浇筑中，受原料及搅拌时间的影 响，同一工程混凝土的品质会出现略微不同，这会导致不同混凝土部位产生温度变化的 峰值也会受到部分影响。 前期的温升变化率有一定的不同，峰值时混凝土龄期时间有少许波动，但都在变化 规律的范围内。w1 的温度在前三天处于按一定速率升高的，3 天后水化放热基本稳定。 其温度峰值是 52 ，相比前几个测温点又高了些，这是跟它的位置有很大关系。w2 的 温度变化规律不变，其温度峰值是 58.1 相比 3 号点同高程温度基本一致。w3 的水化 热释放曲线比较缓，受前期水化热影响温度变化不大，到 8 天龄期之后会有所降低并受 环境温度的影响出现波动，其测点的温度峰值是 48.7 。和前几点的相同高程相比有少 许偏差。 华北水利水电学院毕业论文 13 图 35 C13 温升曲线 图 36 C14 温升曲线 由图 35 看混凝土龄期的前 3 天混凝土的温度基本达到峰值，随后曲线变缓，直到 最后温度慢慢降低。其 bt 温度的变化由于保温措施的差别温升曲线中间降低随后升高， 然后趋于稳定直到最后。w1 点曲线的峰值温度达到 51.3 ，w2 的峰值温度 56.6 ， 在长时间内慢慢升到这个温度，w3 测温部位在前一周时间内温度基本不变，最高温度是 3 天龄期时候的 49.3 . 在图 36 中，w1 点的温度在混凝土龄期 3 天内基本达到最大值，随后其最高温度是 44.2 .随后温度在一个平稳范围内有所下降。w2 点温度变化第一天升温幅度不大，到 第 2 天温度突然上升，说明此时的混凝土水化反应最剧烈。随后温度升幅有所下降，最 终在第 4 天达到温度最大值 55.6 。w3 的温升曲线变化和 C1、C13 点的 w3 变化不大， 比较平稳，说明混凝土表面的保温措施比较好。 3.1.2 七点温度变化曲线比较： 在图 22 左上方 C1、左下方的 C14 和右下方的 C13 三点，布控位置都是随机分布在 工程的四个角，C2、C3、C11、C12 比较接近梯井和斜坡的位置。因为七点的测温部位在 同一高程上，其测温点的变化过程相似。其中前三测点都接近混凝土浇筑的边缘位置。 华北水利水电学院毕业论文 14 后面四点较靠近中心位置，七个测点的温度变化符合混凝土水化热升温规律，同时也反 映了外界环境温度对混凝土温度变化的影响。 从三个点温度的变化范围可以看出：一般情况下 w2 点的温度相比同时期的 w1 和 w3 温度较高，这是因为 w2 号测量部位的位置在三个混凝土测温部位的中心，只能向侧部位 散热。而 w1 部位开始时比 w3 部位温度低，随后又逐渐大于 w3 测温部位的温度。由于开 始时混凝土散热在保温层的作用下从表面温度散布出去，造成混凝土的表面温度暂时较 高，随着时间的推移混凝土表面的热量逐渐散发出去使温度降低。而 w1 的位置混凝土散 热只能向底部地基和侧向扩散，混凝土是热的不良导体使热量散发的速度非常慢所以温 度在一定时间内保持在一个平稳的变化范围内。 七点的温度温升细节又有些许的差别，其温度曲线都有各自的特点。在温升曲线变 化过程中曲线会出现相同时间温度变化平缓和突然升高的现象，这是因为测温过程时间 的间断或者仪器与探头的接触不良，混凝土施工中振捣不均匀性等导致上述结果出现。 在这七个测点中，各测点 w1，w2，w3 点分别位于混凝土浇筑面的不同高程处，可以 看出三个测温部位温升最大值和升到最大值的龄期有所不同，先期浇筑的点基本先升至 最大值，温度峰值稍小，后期浇筑的点后升至最大值，温升值偏大。而 w3 测温部位由于 接近混凝土浇筑层的上表面，根据现场浇筑施工的情况，它们距离临空边界的距离很近， 受到外界气温的影响明显。 3.1.3 C4、C5、C7 点测温部位温升曲线的分析 图 37 C4 温升曲线 图 37 是 4 号点的温升曲线图，可以看出图中有五个测温部位。C4 在梯井的边缘部 位，跟 5 号和 7 号点的测温部位数相同，都是在梯井旁边的斜坡上。但它们相距梯井的 位置各不相同，其中 4 号点离梯井较远，5 号和 7 号测点离梯井较近，挨着梯井，三点围 绕梯井。由于混凝土层比较深，测温点增多，这样能详细的观察混凝土的温度变化。 华北水利水电学院毕业论文 15 在温升曲线中，w1 测温部位与 w4 测温部位的温升线相互交错，w1 温升曲线的峰值 是 52.2，在 4 天龄期后变得比较平稳。w2 的温升曲线相对比 w1 高，温度的最高值是 56.8.说明其散热速度低于 w1。w3 的温升曲线在图中是最高的，因为 w3 在混凝土层的 最中心部位，其散热非常缓慢，累积大量热量传热较慢造成热量长久散发不出去，形成 高温曲线，其最高温度是 59.6，且由图可知在混凝土 11 天龄期后温度也没有大的下降。 w4 温升曲线的最高值是 54.8.而 w5 的温升曲线温度明显低于其他四个测温部位的温度， 其最高温度是 43.8. 图 38 C5 温升曲线 图 39 C7 温升曲线 在图 38 中可以看出，w1 是平缓温升曲线，其温度变化率很小，最高温度值为 46.1.但是从 w2 点的温升曲线中可以看出其温度上升非常快，并且温度的值都很高。 在一定时间段内达到了 60以上，最高温度为 64.5比 4 号点同一高程高了 7.7，且 比 w3 的温度还要高，w3 的峰值为 55.7.说明 w2 点的混凝土温度变化剧烈，混凝土温 度变化曲线受到一定影响。w4 的温度峰值为 52.7，可以看出其降温比 4 号测点的同一 位置降温要快。w5 温升曲线符合一般情况下温度曲线的变化规律，其温度峰值是 45。 图 39 中，w1 点中浇筑期相对较早，且初期散热较好，如图温度变化缓慢，中间温 度有突降但是随后数据表明 w1 温度比较稳 华北水利水电学院毕业论文 16 定，始终处于一定温度范围内没有大的变化。其温度的峰值是 45.7.而 w2 的温升曲线 较高，从水化热温升曲线看出前期温度很快升高，到 3 天龄期时基本达到最大值。在几 个测温部位的温升曲线中，w2 的温度基本是最高的比 w1 高 15左右，其峰值为 62.7。 w3 的初始温度最低为 25.7，随后上升很快，在两天时间内就达到了温度峰值 69.4随 后缓慢下降，之后的温升曲线在 w2 和 w1 之间，降温幅度较大。w4 沿水化热升温规律到 峰值后由于热量传出慢慢下降，最高温度 55.8。w5 在初始时温度缓慢升高随后散热很 快，逐渐与保温层的温度相当，最高温度出现在 1 天龄期内 42.9. 3.1.4 C4、C5、C7 三点的温度比较与分析 三个测点的测温图中，在三点的同一测温部位的情况下，w1 的温度是最稳定的，除 水化温升阶段随后温度没有大的变化。三个测点同测温部位的 w2 出现了少许的温度差异， 除 4 号点外，5、7 号点中的温升曲线均为五个测点中的最高温升线。在测温部位分布图 中 4 号点是处于深层地基混凝土斜坡较外围的，其深度相对 5、7 号点较浅。混凝土的散 热速度与其体积大小和位置有直接关系。5、7 号点靠近梯井位置，其底部散热非常缓慢 故 5 号和 7 号点的 w2 温升曲线要比 4 号点的高一部分。而 w3 的温升曲线中，由于 4 号 点此测温部位在混凝土的正中故其温度要比同处于梯井位置的 5、7 号测点要高。因为 5 号点和 7 号点 w3 离梯井位置较近，散热可以从梯井部位散热，在梯井中一般会注入一定 的水来吸收四周混凝土的热量。 3.1.5 C6 点温升曲线及分析 图 310 C6 温升曲线 图 310 中 6 号测点测温部位是所有测点中最多的测点从混凝土表面到混凝土层最 低处，它在浇筑层最中心的位置。是检测最底部混凝土温度变化一个非常重要的测温部 位，其上有 8 个测温部位。6 号测温点的温升曲线如图 310，w1 是 6 号最底部的测温部 位，其是混凝土最先浇筑的部位所以升温较快较早达到最高温度值，其温峰值为 44.7 。 随后的温度基本不再变化，波动幅度非常小。 华北水利水电学院毕业论文 17 在 w2 的温升曲线中，我们看到的不是一个逐渐升温然后平滑的曲线，而是在上升期间温 度缓升之后又突然急剧升高的一个现象，其最高温度是 69.4。可能是因为混凝土在施 工中振捣的不均匀造成的现象。w3 的最高温度是 60.8.其温度曲线在实验室混凝土中 应比 w2 的曲线要高，由于梯井的设置及梯井中冷却水吸收热量使 w3 的温度曲线不至于 太高，对于混凝土也不会因为温度过高造成混凝土出现温度裂缝，梯井的设置不但能调 控混凝土的中心温度，也为整个楼体承重分担压力，并且减少了施工中混凝土的使用量。 w4 的温度峰值是 52.4。w5 的温度峰值 56.5。w6 测点的温度最大值是 51.1。w7 的 温度峰值是 48.7。w8 的温度峰值是 41.6。w5 的温升曲线没有标注出来，但是我们 可以根据测得的温度值来比较其温度变化的不同，而 w6、w7、w8 水化热曲线都符合混凝 土理论水化温升规律。 3.2 石山口数据及分析 测量温度的主要目的在于反映混凝土施工期的温度场及水化热温升过程中温度的变 化。根据施工过程中记录的闸墩混凝土各测点的温度，用图形形象直观地表达闸墩混凝 土结构内部温度变化过程。 课题选择左侧的闸墩混凝土作为分析对象。闸墩混凝土由于其独特的结构形状特点 和长期所处的地形水流环境，对混凝土耐久性的要求更高。在闸墩施工过程中采用传统 混凝土浇筑的基础上，增加了在左中墩设置膨胀带的较新浇筑技术，左中闸墩由墩体膨 胀混凝土带和普通混凝土区组成，对混凝土进行温度和性能方面的对比。左边闸墩没有 设置膨胀带。 3.2.1 左边闸墩 左边闸墩的浇筑分两次进行：下测浇筑时间较久，温度测量时间也相应较久。其温 度监测时间从2月9号一直持续到4月6号。由于下部分的闸墩尺寸比上侧要宽，混凝土浇 筑是分块进行的，所以其温度变化不但受环境影响，在浇筑上部分混凝土时也受下部混 凝土底座的影响。 1、左边墩下测点 左边墩下测温部位有两个测点，一个距边界0.2 m；另一个距边界1.5 m。分别标记 为D1、D2号测点。两点处于同一高程处，以下是两点的测温曲线。 -1000100200300400500600700800 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 上 上 / 上 上 上 / 上 上 上 上 上 上 上 上 0. 2上 上 上 上 上 上 上 1. 5上 上 图311 左边墩下测点温升曲线 华北水利水电学院毕业论文 18 图311显示的温度变化看D1号点的温度变化有较大的波动，其温度变化有别于普通 工程混凝土。监测中D1点的温度始终很低，最高温度为20.3，由于它的位置比较靠近 外部环境且其保温措施只能做简单的养护，在水化反应进行的时候其散热非常迅速，温 度峰值很小。水化温度随环境温度的变化出现较大的波动。 D2号点的温度变化在初始时间随水化热的进行逐渐上升到温度峰值30.7,随后由于 水化反应的降低达到最高值后温度下降，在十多天龄期后温度变化趋于稳定。随后的温 度变化受环境温度的影响。由于温度随环境变化的幅度较大，所以在混凝土的外表面要 做一些混凝土温度保护措施。2个测温部位都比较符合混凝土水化热的规律。 由于闸墩结构方向长、高、厚的尺寸相差比较大，长高方向的尺寸要远远大于闸墩 的厚度，所以其温度变化和普通混凝土温度变化会有一定区别。其散热方向可以由内部 向两侧快速传递，所以其峰值比较低，也容易受环境温度变化的影响。由以上分析知道 内侧点和外侧点的温度变化差别在于刚开始时的水花热温升曲线的温峰时间和温度峰值。 2、左边墩中线上测点 中线上测点由于受地形及环境条件的限制，测取了其中十天的温度数据。从中也能 从温度方面看到其混凝土的变化。左边墩中线上测点的位置一点距边界0.2m，一点距边 界0.9m，二者在同一高程上，分别取为D3、D4号测点。 050100150200250 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 上 上 / 上 上 上 / 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 0. 2上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 0. 9上 上 上 上 图312 左边墩中线上测点温升曲线 图312中温度变化曲线是两测温部位的温度变化规律的图示。这两个测点距早期浇 华北水利水电学院毕业论文 19 筑的混凝土表面的距离只有40 cm，受下部混凝土温度影响比较大。在第3天前就达到最 高温度，基本反映出水化热的温升规律。D3号测点距闸墩边缘较近，温度受气温影响较 大。由下测点温升图看出其水化热变化在下部新浇混凝土影响的情况下，使D3、D4号点 温度的变化相差并不是太多。其中D3号点温度变化曲线中温度的峰值是26.8，较不同 高程的D1号点相比高了6.5，可以看出其受到下部混凝土的影响较大。D4号点的温度峰 值是26.1，相比较下，D2测温部位的水化热温升是最高的，因为D2在较大混凝土尺寸 的中心，由于上部混凝土体积较小所以D4号点的水化热温升比较小。 从曲线图看出，在下部混凝土与环境的温度共同作用下形成了稍有波动的温变曲线， 气温在降低时也会使温度变化曲线受到波动。另外下部混凝土的浇筑时间不是太长，在 温度养护方面要把二者的温度变化放在一起进行分析比较，减少混凝土的表面裂缝。 3.2.2 左中墩 左中闸墩由墩体膨胀混凝土带和普通混凝土区组成， 布置有D5D14号温度测点。 普通混凝土区和膨胀混凝土区是紧挨着的，所以其温度对比对混凝土具有实际的效应， 在工程施工中设施膨胀带可以有效减少混凝土裂缝。 左中墩是在闸底板上浇筑的长方块体，其上下的高度，长度和厚度都是相同的，但 是其长高厚极不对称。由于其结构中设置了两个与中心位置对称的膨胀混凝土带。两个 膨胀混凝土带分别距两侧普通混凝土边界的距离分别为700cm，两膨胀带间隔为600cm， 每个膨胀带的长度是200cm。 1 左中墩中点下测温点温度变化分析 0200400600800 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 上 上 / 上 上 上 / 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 0. 2上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 0. 9上 上 上 上 图 313 左中墩中点下测温点温升曲线 图 313 为左中墩中点下测点的测温图，图中显示为 D5 号测点和 D6 号测点的温度 变化图，两者处于同一高程平面的不同位置处。由图中可以看出两者温度变化的趋势是 一致的。但是其温峰变化有明显区别，5 号点的位置较靠近混凝土边界所以其水化热温度 比较低，并且在温度升高的过程中出现了一些不太明显的波动，所以 5 号点受外界的影 响比较大，散热速度比 6 号点快。5、6 号点的温度变化符合混凝土水化热的温升曲线规 律，因为 6 号点的位置处于混凝土的中心处，水化散热远较 5 号点慢，所以 6 号点的峰 值较高。 2 左中墩后浇带下测点温度 华北水利水电学院毕业论文 20 0200400600800 0 5 10 15 20 25 30 35 上 上 / 上 上 上 / 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 0. 2上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 0. 9上 上 上 上 图 314 左中墩后浇带下测点温升曲线 图 314 为中线下后浇带的温度变化图，由外向内的两个测点分别为 D10、D11 两个 华北水利水电学院毕业论文 21 测点。其位于混凝土浇筑的膨胀带中，二者与 D5、D6 位于同一高程平面的不同位置，10 号点位于膨胀混凝土带的外侧，11 号点为 10 号点向里 0.7m 处。图 314 中可以看出 11 号点温度变化曲线在整个混凝土浇筑测温过程中基本都比 10 号点的温度高，且其水化热 曲线较完美的符合实验室条件下的水化热曲线，两个测点达到水化热峰值的时间较早， 大都在两天龄期内达到峰值。由于 10 号点受环境温度变化影响较为明显，在水化热曲线 上升中出现了较小范围的波动。此时应注意在混凝土的外侧做一些保温措施。 3 左中墩中线下温度变化的比较分析 D5、D6、D10、D11测点位于同一高程，D5、D6测点位于左中墩正中心部位的普通混 凝土中，D10、D11测点位于膨胀混凝土中。由上两个温度变化曲线图中可以看出，