冬期混凝土同條件試塊檢測(cè)方法的探討-孫無(wú)二

12 低溫建筑技術(shù) 2003年第4期(總第94期)冬期混凝土同條件試塊檢測(cè)方法的探討孫無(wú)二(北京雙圓工程咨詢監(jiān)理有限公司, 北京100045)摘要】就同條件養(yǎng)護(hù)試塊運(yùn)用散熱系數(shù)的原理解決同步代表性問(wèn)題,提出一種新方法。關(guān)鍵詞】冬期中圖分類(lèi)】T757 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)】A 文章編】6(3)422INSTEPWITHCONCRETEUNITINWINTETRCONSTRUCTIONbteerisieedoieeedofeettiesftteiginpofdissipateheatcoefficient.eywdsittrTteineeoitonRttvsftteiginepwih冬期施工混凝土早期強(qiáng)度檢測(cè)的方法,現(xiàn)行JGJ104-97《建筑工程冬期施工規(guī)程》規(guī)定采用兩種方法,即同條件養(yǎng)護(hù)

變化規(guī)律為:

VtVt(2款)和成熟度法(3款)。這兩種方法的區(qū)別是前者用壓試塊強(qiáng)度代表實(shí)體強(qiáng)度而后者用實(shí)體的溫度變化過(guò)程(測(cè)溫),再用相關(guān)成熟度與強(qiáng)度的關(guān)系式推算實(shí)體強(qiáng)度。當(dāng)前同條件試塊養(yǎng)護(hù)方法存在的問(wèn)題由于試塊表面系數(shù)與實(shí)際結(jié)構(gòu)不同,一般試塊表面系數(shù)偏大,150mm立方體試件計(jì),其表面系數(shù)為401/m,而實(shí)際結(jié)構(gòu)的表面系數(shù)一般≤151m,因此試塊與結(jié)構(gòu)在相同環(huán)境(氣溫)下養(yǎng)護(hù)時(shí),試塊冷卻速度會(huì)比實(shí)際結(jié)構(gòu)快得多,而且極易早期受凍。顯然,這樣的同材料、同工藝、同環(huán)境與同時(shí)間下的試塊強(qiáng)度與實(shí)際結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度自然不會(huì)相同,很難具有代表性。因此在冬期負(fù)溫條件下,只能提高試塊的養(yǎng)護(hù)溫度,這勢(shì)必要對(duì)試塊和結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行定期的測(cè)溫,且需對(duì)不同溫度下要運(yùn)用成熟度方法進(jìn)行計(jì)算,進(jìn)行相關(guān)性換算,才能用試塊的強(qiáng)度去代表結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。蓄熱養(yǎng)護(hù)過(guò)程的熱量變化采用非加熱養(yǎng)護(hù)方法的熱量來(lái)源冬期施工混凝土采用任一非加熱方法施工中,混凝土早期內(nèi)部的熱量來(lái)自兩個(gè)途徑:(1)入模時(shí)通過(guò)部分材料加熱帶入的熱量,其量值可按《建筑工程冬期施工規(guī)程》附錄1計(jì)錄而得。(2)來(lái)自拌合物中水泥的水化熱《建筑工程冬期施工規(guī)程》附錄B2計(jì)算而得。蓄熱養(yǎng)護(hù)過(guò)程水化熱的變化規(guī)律

式中qm3混凝土某一時(shí)刻t時(shí)水泥水化熱(K/3);e3混凝土水泥用量(/3);t-時(shí)間h);e-自然對(duì)數(shù)的底;Qt-t內(nèi)1kg水泥總發(fā)熱量kJkg);eg水泥最終發(fā)熱量(/g);Vce-水泥水化速度指標(biāo)1h)。根據(jù)式1)可知,新澆混凝土在任意時(shí)刻t時(shí),dt時(shí)間內(nèi)單位體積混凝土內(nèi)水泥產(chǎn)生的水化熱為:d1=qt=meVtt ()在同一時(shí)間內(nèi),單位體積混凝土通過(guò)外套向外擴(kuò)散的熱量為:t=K(T-Tm,a)t ()式中t單位體積混凝土在時(shí)間t內(nèi)向外擴(kuò)散的熱量(/kg;α-與風(fēng)速有關(guān)的修正系數(shù);Κ-保溫層總傳熱系數(shù);ψ-混凝土結(jié)構(gòu)表面系數(shù);L散熱系數(shù),即LK散熱系數(shù)L是表征混凝土及其保溫結(jié)構(gòu)散熱特性的系數(shù),它主要取決于參數(shù)ψKL越大,散熱越快,即蓄熱能力越差。T-t之溫度(℃);Tm,a-環(huán)境溫度(℃);dt-時(shí)間變量?；炷两Y(jié)構(gòu)與同條件試塊熱量發(fā)展比較眾所周知,在絕熱狀態(tài)下眾所周知,在絕熱狀態(tài)下,1立方米混凝土水泥水化熱的孫無(wú)二冬期混凝土同條件試塊檢測(cè)方法的探討 13表1混凝土結(jié)構(gòu)與同條件試塊熱量發(fā)展比較 表2 總傳熱系數(shù)K值項(xiàng)目混凝土結(jié)構(gòu)同條件試塊項(xiàng)目混凝土結(jié)構(gòu)同條件試塊比較帶入熱量由原材料溫度組成由原材料溫度組成兩者完全相同水化熱VQeeVttVeQeett兩者完全相同

導(dǎo)熱系數(shù)

總傳熱纖維板mm4纖維板mm404700連續(xù)嚴(yán)密塑料薄膜編織布1000800連續(xù)嚴(yán)密塑料薄膜5m空氣層1500/005250連續(xù)嚴(yán)密)00/00824連續(xù)嚴(yán)密)00/00819連續(xù)嚴(yán)密巖棉被+草簾+薄膜00/00/028用于有風(fēng)處有效巖棉被+草簾+薄膜00/00/022用于有風(fēng)處有效散熱 (

m,)

(

m,a)

L差別大, 故散熱差別也大1可知,與實(shí)體結(jié)構(gòu)同材料、同配比的試塊,在同環(huán)境中,dQtL的大小只要L相同則其溫度也應(yīng)當(dāng)相同。同散熱系數(shù)(L)控制養(yǎng)護(hù)法由散熱系數(shù)原理可知,在外部條件相同下,散熱系數(shù)L相同時(shí),Q亦相同。式3)可改寫(xiě)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值時(shí)可忽略不計(jì)。() 同條件試塊采用0m,10/m,由式(4)可知若將試塊放置在結(jié)構(gòu)同環(huán)境中,則α,Tm,a相同相等),L值,L值相等,即可使試塊t之溫度T相同,據(jù)此來(lái)指導(dǎo)同條件試塊保溫措施。11ψ,保溫層的總傳熱系數(shù)為K,散11

K1L/1L/01/0試塊保溫做法500836010080133100+草簾50+塑料薄膜一層1402331混凝土結(jié)構(gòu)的表面系數(shù)為2結(jié)構(gòu)保溫的總傳熱系數(shù)為K2L2。要使兩個(gè)溫度相同,即T2T1,則應(yīng)使2L1;即K22=K11 ()若同條件試塊采用150mm×150mm,試塊的表面系數(shù)為:10/m。設(shè)混凝土結(jié)構(gòu)的表面系數(shù)ψ2=101m;K2=12kJm2h·K小鋼模+草簾一層+編織布)。則由式()可得1K/120÷0k/2K(鋼模m聚苯板編織布)。就是說(shuō),要使試塊溫度與實(shí)際結(jié)構(gòu)溫度相同,在本題的條件下,試塊的保溫結(jié)構(gòu)應(yīng)是鋼模m聚苯板+編織布(由于鋼模的導(dǎo)熱系數(shù)大58Wm·K,是聚苯板的1160織布極薄在計(jì)算中均可忽略不計(jì))。K值為了便于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用,現(xiàn)將常用保溫做法和同條件試塊需用的K值列表如下:草簾的總傳熱系數(shù)的計(jì)算式K=0d09 ()d=e(577K/09) ()式中d保溫層厚度(),應(yīng)用范圍d0～m。2巖棉被(聚苯板)的總傳熱系數(shù)的計(jì)算式07

注K值同表2中注12。150mm×150mm,K1L/1L/0。表4 150mm×150mm同條件試塊保溫做法1/0試塊保溫做法50125100+草簾70+塑料薄膜一層70175巖棉被100+塑料薄膜一層90225180450草簾60+塑料薄膜一層注K值同表2中注12.同條件試塊保溫注意事項(xiàng)當(dāng)前北京市所使用的帶編織袋的阻燃草簾實(shí)際較薄,在使用時(shí)應(yīng)測(cè)量其在自然狀態(tài)下的實(shí)際厚度應(yīng)用。在室外條件下如保溫外套是防風(fēng)的(一般早期未拆模是防風(fēng)的)最外層加鋪一層塑料薄膜或不透風(fēng)的編織袋。參考文獻(xiàn)JGJ104-97,建筑工程冬期施工規(guī)程S]中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).項(xiàng)玉璞,曹繼文M],業(yè)出版社.=156d

d=e(561K/07) ()式