冬期混凝土同条件试块检测方法的探讨-孙无二

12 低温建筑技术 2003年第4期(总第94期)冬期混凝土同条件试块检测方法的探讨孙无二(北京双圆工程咨询监理有限公司, 北京100045)摘要】就同条件养护试块运用散热系数的原理解决同步代表性问题,提出一种新方法。关键词】冬期中图分类】T757 文献标识】A 文章编】6(3)422INSTEPWITHCONCRETEUNITINWINTETRCONSTRUCTIONbteerisieedoieeedofeettiesftteiginpofdissipateheatcoefficient.eywdsittrTteineeoitonRttvsftteiginepwih冬期施工混凝土早期强度检测的方法,现行JGJ104-97《建筑工程冬期施工规程》规定采用两种方法,即同条件养护

变化规律为:

VtVt(2款)和成熟度法(3款)。这两种方法的区别是前者用压试块强度代表实体强度而后者用实体的温度变化过程(测温),再用相关成熟度与强度的关系式推算实体强度。当前同条件试块养护方法存在的问题由于试块表面系数与实际结构不同,一般试块表面系数偏大,150mm立方体试件计,其表面系数为401/m,而实际结构的表面系数一般≤151m,因此试块与结构在相同环境(气温)下养护时,试块冷却速度会比实际结构快得多,而且极易早期受冻。显然,这样的同材料、同工艺、同环境与同时间下的试块强度与实际结构的强度自然不会相同,很难具有代表性。因此在冬期负温条件下,只能提高试块的养护温度,这势必要对试块和结构分别进行定期的测温,且需对不同温度下要运用成熟度方法进行计算,进行相关性换算,才能用试块的强度去代表结构的强度。蓄热养护过程的热量变化采用非加热养护方法的热量来源冬期施工混凝土采用任一非加热方法施工中,混凝土早期内部的热量来自两个途径:(1)入模时通过部分材料加热带入的热量,其量值可按《建筑工程冬期施工规程》附录1计录而得。(2)来自拌合物中水泥的水化热《建筑工程冬期施工规程》附录B2计算而得。蓄热养护过程水化热的变化规律

式中qm3混凝土某一时刻t时水泥水化热(K/3);e3混凝土水泥用量(/3);t-时间h);e-自然对数的底;Qt-t内1kg水泥总发热量kJkg);eg水泥最终发热量(/g);Vce-水泥水化速度指标1h)。根据式1)可知,新浇混凝土在任意时刻t时,dt时间内单位体积混凝土内水泥产生的水化热为:d1=qt=meVtt ()在同一时间内,单位体积混凝土通过外套向外扩散的热量为:t=K(T-Tm,a)t ()式中t单位体积混凝土在时间t内向外扩散的热量(/kg;α-与风速有关的修正系数;Κ-保温层总传热系数;ψ-混凝土结构表面系数;L散热系数,即LK散热系数L是表征混凝土及其保温结构散热特性的系数,它主要取决于参数ψKL越大,散热越快,即蓄热能力越差。T-t之温度(℃);Tm,a-环境温度(℃);dt-时间变量。混凝土结构与同条件试块热量发展比较众所周知,在绝热状态下众所周知,在绝热状态下,1立方米混凝土水泥水化热的孙无二冬期混凝土同条件试块检测方法的探讨 13表1混凝土结构与同条件试块热量发展比较 表2 总传热系数K值项目混凝土结构同条件试块项目混凝土结构同条件试块比较带入热量由原材料温度组成由原材料温度组成两者完全相同水化热VQeeVttVeQeett两者完全相同

导热系数

总传热纤维板mm4纤维板mm404700连续严密塑料薄膜编织布1000800连续严密塑料薄膜5m空气层1500/005250连续严密)00/00824连续严密)00/00819连续严密岩棉被+草帘+薄膜00/00/028用于有风处有效岩棉被+草帘+薄膜00/00/022用于有风处有效散热 (

m,)

(

m,a)

L差别大, 故散热差别也大1可知,与实体结构同材料、同配比的试块,在同环境中,dQtL的大小只要L相同则其温度也应当相同。同散热系数(L)控制养护法由散热系数原理可知,在外部条件相同下,散热系数L相同时,Q亦相同。式3)可改写成:T=/(dt×L)+T,a ()

注表采用公式K= 36 04(d棉k/kd)/k棉= 36 04(d棉02d)/0052.K值时可忽略不计。() 同条件试块采用0m,10/m,由式(4)可知若将试块放置在结构同环境中,则α,Tm,a相同相等),L值,L值相等,即可使试块t之温度T相同,据此来指导同条件试块保温措施。11ψ,保温层的总传热系数为K,散11

K1L/1L/01/0试块保温做法500836010080133100+草帘50+塑料薄膜一层1402331混凝土结构的表面系数为2结构保温的总传热系数为K2L2。要使两个温度相同,即T2T1,则应使2L1;即K22=K11 ()若同条件试块采用150mm×150mm,试块的表面系数为:10/m。设混凝土结构的表面系数ψ2=101m;K2=12kJm2h·K小钢模+草帘一层+编织布)。则由式()可得1K/120÷0k/2K(钢模m聚苯板编织布)。就是说,要使试块温度与实际结构温度相同,在本题的条件下,试块的保温结构应是钢模m聚苯板+编织布(由于钢模的导热系数大58Wm·K,是聚苯板的1160织布极薄在计算中均可忽略不计)。K值为了便于现场实际应用,现将常用保温做法和同条件试块需用的K值列表如下:草帘的总传热系数的计算式K=0d09 ()d=e(577K/09) ()式中d保温层厚度(),应用范围d0～m。2岩棉被(聚苯板)的总传热系数的计算式07

注K值同表2中注12。150mm×150mm,K1L/1L/0。表4 150mm×150mm同条件试块保温做法1/0试块保温做法50125100+草帘70+塑料薄膜一层70175岩棉被100+塑料薄膜一层90225180450草帘60+塑料薄膜一层注K值同表2中注12.同条件试块保温注意事项当前北京市所使用的带编织袋的阻燃草帘实际较薄,在使用时应测量其在自然状态下的实际厚度应用。在室外条件下如保温外套是防风的(一般早期未拆模是防风的)最外层加铺一层塑料薄膜或不透风的编织袋。参考文献JGJ104-97,建筑工程冬期施工规程S]中华人民共和国行业标准.项玉璞,曹继文M],业出版社.=156d

d=e(561K/07) ()式