CN103604387B - 新浇筑混凝土墙体整体水化热约束位移测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新浇筑混凝土墙体整体水化热约束位移测量方法，包括步骤：浇筑一混凝土墙体，在所述混凝土墙体终凝时测定其初始长度L₀及初始温度T₀；保持所述混凝土墙体进一步凝固一预定时间，测定所述混凝土墙体的实际长度L_实际及实际温度T_实际；计算所述混凝土墙体的实际长度变化量△L_{实 际}=L_实际-L₀，及实际温度变化量△T=T_实际-T₀；计算所述混凝土墙体的温度变形值△L_温度=L₀×△T×α，其中α为所述混凝土墙体的混凝土材料的热膨胀系数；计算所述混凝土墙体受到底板或下层墙体的约束而产生的水化热约束位移△L_约束=△L_温度-△L_实际。从而有效指导混凝土墙体裂缝控制。

Description

新浇筑混凝土墙体整体水化热约束位移测量方法

技术领域

本发明涉及一种工程建筑领域，尤其涉及一种新浇筑混凝土墙体整体水化热约束位移测量方法。

背景技术

混凝土墙体浇筑后水泥水化热的释放会引起墙体温度的上升与体积膨胀，在水泥水化热释放速度变缓以后，又会由于墙体表面散热而导致温度下降引起墙体体积收缩。但混凝土墙体的膨胀与收缩会受到底板或底层墙体的约束，不能完全自由发生，从而产生约束变形与位移。但新浇筑混凝土墙体所受约束程度的大小，很难定量确定，因此墙体的早期水化热约束位移也难以通过理论计算获得。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新浇筑混凝土墙体整体水化热约束位移测量方法，该方法可实际测量出混凝土墙体整体干燥收缩约束位移以及水泥水化热收缩约束位移，从而可以利用实际测量到的约束变形，反推出下一层框架柱或墙体对新浇筑楼板的约束作用力，指导混凝土墙体裂缝控制。

为了解决上述问题及其它问题，新浇筑混凝土墙体整体水化热约束位移测量方法本发明提出了一种新浇筑混凝土墙体整体水化热约束位移测量方法，包括以下步骤：

浇筑一混凝土墙体，在所述混凝土墙体终凝时测定其初始长度L₀及初始温度T₀；

保持所述混凝土墙体进一步凝固，在混凝土墙体浇筑后的一段时间内，每间隔若干小时，测量所述混凝土墙体的实际长度L_实际及实际温度T_实际；

计算所述混凝土墙体由于温度变化的实际长度变化量△L_实际=L_实际-L₀，及实际温度变化量△T=T_实际-T₀；

计算所述混凝土墙体由于温度变化在理想状态下的温度变形值△L_温度=L₀×△T×α，其中α为所述混凝土墙体的混凝土材料的热膨胀系数；

计算所述混凝土墙体由于温度变化并受到底板或下层墙体的约束而产生的水化热约束位移△L_约束=△L_温度-△L_实际。

本发明进一步的改进在于，测定所述混凝土墙体的初始长度L₀及实际长度L_实际进一步包括：

于所述混凝土墙体终凝时在所述混凝土墙体顶部的相对两端分别架设激光测距仪和挡板；

当所述激光测距仪和所述挡板架设完成时，利用所述激光测距仪发射一激光，该激光经所述挡板反射回至所述激光测距仪，从而测定所述混凝土墙体的初始长度L₀；

鉴于所述混凝土墙体终凝之后所述激光测距仪和所述挡板随所述混凝土墙体的变形而发生位移，每当所述混凝土墙体进一步凝固所述预定的若干小时后，利用所述激光测距仪和所述挡板测定所述混凝土墙体的实际长度L_实际。

本发明进一步的改进在于，测量所述混凝土墙体的初始长度L₀及实际长度L_实际进一步包括：

于所述混凝土墙体终凝时在所述混凝土墙体顶部的相对两端分别架设测量盒和挡板，将激光测距仪设置于测量盒中，旋转测量盒两侧的调节螺栓来调节激光测距仪射出激光的方向并使其照射到所述挡板；

当所述激光测距仪和所述挡板架设完成时，利用所述激光测距仪发射一激光，该激光经所述挡板反射回所述激光测距仪，从而测定所述混凝土墙体的初始长度L₀；

鉴于所述测量盒和所述挡板在不同温度情形下随所述混凝土墙体的变形而发生位移，每当所述混凝土墙体进一步凝固所述预定的若干小时后，利用所述激光测距仪与所述挡板测定所述混凝土墙体的实际长度L_实际。

本发明进一步的改进在于，测定所述混凝土墙体的初始温度T₀及实际温度T_实际包括：

于所述混凝土墙体浇筑前的墙体钢筋结构在厚度上的中间位置设置复数个温度传感器；

当所述混凝土墙体浇注完成并达到终凝时，利用无线自动测温仪读取各个所述温度传感器测量的温度值，将各个所述温度传感器测得温度值的平均值作为所述混凝土墙体的初始温度T₀；

保持所述混凝土墙体进一步凝固所述预定的若干小时后，利用无线自动测温仪读取各个所述温度传感器测量的温度值，将各个所述温度传感器测得温度值的平均值作为所述混凝土墙体的实际温度T_实际。

本发明进一步的改进在于，所述温度传感器的数量为四个，各个所述温度传感器分别预埋于混凝土墙体厚度的二分之一处、四分之一处、八分之一处以及混凝土墙体表面下方两厘米处。

本发明由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果是：利用激光测距仪实际测量出混凝土墙体由于混凝土干燥收缩与水化热温度变化产生的整体收缩约束变形△L_约束；利用温度传感器得到混凝土墙体的实际温度变化量△T，并计算温度变形值△L_温度，通过计算得到混凝土墙体由于混凝土干燥收缩与水化热温度变化产生的整体理论位移变化，从而反推出下一层墙体柱或底板对新浇筑楼板的约束作用力，指导混凝土墙体裂缝控制。

附图说明

图1是本发明新浇筑混凝土墙体整体水化热约束位移测量方法的一种实施例的示意图。

图2是本发明新浇筑混凝土墙体整体水化热约束位移测量方法的测量盒的示意图；

图3是本发明新浇筑混凝土墙体整体水化热约束位移测量方法的温度传感器的安装位置示意图。

图4是本发明新浇筑混凝土墙体整体水化热约束位移测量方法中混凝土墙体在温度改变前后的对比示意图。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参阅图1至图4所示，本发明公开了一种新浇筑混凝土墙体10整体水化热约束位移激光测量方法，主要利用了激光测距仪11及挡板12、温度传感器13及读取温度传感器13测量值的无线自动测温仪14以及测量盒15等设备测量混凝土墙体10由于水化热温度变化所产生的变形受到底板或下层墙体的约束而引起约束体积变形的方法，其方法主要包括以下步骤：

S1：浇筑一混凝土墙体，在所述混凝土墙体终凝时测定其初始长度L₀及初始温度T₀；

S2：保持所述混凝土墙体进一步凝固，在混凝土墙体浇筑后的一段时间内，每间隔若干小时，测量所述混凝土墙体的实际长度L_实际及实际温度T_实际；

S3：计算所述混凝土墙体由于温度变化的实际长度变化量△L_实际=L_实际-L₀，及实际温度变化量△T=T_实际-T₀；

S4：计算所述混凝土墙体由于温度变化在理想状态下的温度变形值△L_温度=L₀×△T×α，其中α为所述混凝土墙体的混凝土材料的热膨胀系数；

S5：计算所述混凝土墙体由于温度变化并受到底板或下层墙体的约束而产生的水化热约束位移△L_约束=△L_温度-△L_实际。

如图1和图2所示，在本实施例中，测量混凝土墙体10的初始长度L₀以及L_实际采用的是激光测距方式。具体地：选取好激光测距仪11，激光测距仪11的测距为200m，精度为0.01mm，激光测距仪11通过电池供电，所述电池可以是干电池或蓄电池。在利用激光测距仪11进行测量时，由激光测距仪11向挡板12射出一束激光，该激光通过挡板12反射回至激光测距仪11，激光测距仪11通过测量激光从射出激光测距仪11到反射回至激光测距仪11的时间来计算激光测距仪11到挡板12的距离。

如图1和图2所示，为了提高测量精度，本实施例中激光测距仪11架设于测量盒15中，使用钢板加工好放置激光测距仪11的测量盒15，测量盒15长20cm、宽16cm、高6cm，用五块大小合适的钢板加工成底板、三块侧板与端板，然后焊接而成。，在测量盒15两边侧板高度的中间位置上，各开两个直径5mm螺栓小孔，当把激光测距仪11放入测量盒15时，可在螺栓小孔中旋入调节螺栓16用于夹紧激光测距仪11的侧面。

如图1和图2所示，在混凝土墙体10浇筑前，在混凝土墙体10顶部的两端预埋两根直径18cm的钢筋18，钢筋18顶部高过预计浇筑墙顶高度50cm。混凝土墙体10混凝土浇筑完成并达到终凝之后，立即在混凝土墙体10顶端的预埋钢筋18上筋焊接放置激光测距仪11的测量盒15，在混凝土墙体10顶部的另一端的预埋钢筋18上焊接的挡板12，挡板12可用镀锌钢板制作，焊接时把激光测距仪11放入测量盒15内并打开激光测距仪11。通过旋转调节螺栓16微调激光测距仪11射出光线的角度，使激光测距仪11每次测量时都可把光束确定于挡板12上的一固定点，以此提高激光测距仪11的测量精度。在激光能不受阻碍地照射到对面的挡板12上时，把测量盒15与镀锌钢板焊牢。如图1和图3所示，在本实施例中，测量初始温度T₀及T_实际采用的是无线测温方式，包括：选取好无线自动测温仪14，无线自动测温仪14能间隔预定时间自动读取埋设在混凝土墙体10内的温度传感器13的测量结果。由上可知，温度传感器13是埋设在混凝土墙体10内的，具体地：在混凝土墙体浇筑前，在墙体高度中部沿墙体厚度方向埋设4个温度传感器13，一个在墙体厚的中部，一个在墙体厚的1/4位置，一个在墙体厚的1/8位置，一个在模板17下方2cm，以4个温度传感器13测得的平均温度作为混凝土墙体10的温度。这种将多个温度传感器13埋设于混凝土墙体10内部不同深度的做法可以避免日照，气温突变等因素对温度测量值带来的影响。

如图2至图4所示，在混凝土墙体10的混凝土终凝时，打开激光测距仪11，使用激光测距仪11测量测量盒15到挡板12之间的距离，并将该距离作为混凝土墙体10的初始长度L₀。在测量混凝土墙体10的初始长度L₀的同时，测量混凝土墙体10的初始温度T₀，测量时无线自动测温仪14读取预埋与混凝土墙体10内部的温度传感器13的测量值，将这四个温度传感器13的测量值的平均值作为测量混凝土墙体10的温度T₀。

如图4所示，在混凝土墙体10终凝时混凝土墙体10如图4虚线部分所示，此时混凝土墙体10还没有发生变形。当混凝土墙体10温度变化时，混凝土墙体10的长度随温度的变化发生变化，于此同时测量盒15以及挡板12的位置随混凝土墙体10的变形发生位移，变形后的混凝土墙体10如图4中实线部分所示。此时测量盒15到挡板12的距离发生变化。

如图2和图4所示，混凝土墙体10初凝后每隔1小时、2小时或3小时测量一次测量盒15到挡板12间的距离，作为相应时刻混凝土墙体10的实际长度L_实际。L_实际的测量方法和L₀的测量方法相同，每次测量时首先将激光测距仪11放入测量盒15中，旋转调节螺栓16使激光测距仪11射出的激光可以直射挡板12，调整完毕后使用激光测距仪15测量不同安装槽到挡板12的实际长度L_实际。

如图1和图3所示，每次测量混凝土墙体10长度变化的同时，即每隔1小时、2小时或3小时，使用无线自动测温仪14测量预埋于混凝土墙体10内部的温度传感器13的测量值，将这四个温度传感器13的测量值的平均值作为混凝土墙体10的温度。

如图4所示，在每次测量混凝土墙体10的实际长度L_实际和实际温度T_实际之后对相关数据进行处理：计算出每次混凝土墙体10温度相对于首次测量时的混凝土墙体10的温度的变化值△T=T_实际-T₀；计算混凝土墙体10由于温度变化，在理想状况下、没有受到底板或下层墙体约束时，由于温度变化产生的长度变化值△L_温度=L₀×△T×α，其中α为混凝土的热膨胀系数；计算出混凝土墙体10由于水化热而发生的实际长度变化量△L_实际=L_实际-L₀；最后混凝土墙体10由于混凝土水化热产生变形，并受到底板或下层墙体约束而产生的纵向约束变形为：△L_约束=△L_温度-△L_实际。

本发明由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果是：利用激光测距仪实际测量出混凝土墙体由于混凝土干燥收缩与水化热温度变化产生的整体收缩约束变形△L_约束；利用温度传感器得到混凝土墙体的实际温度变化量△T，并计算温度变形值△L_温度，通过计算得到混凝土墙体由于混凝土干燥收缩与水化热温度变化产生的整体理论位移变化，从而反推出下一层墙体柱或底板对新浇筑楼板的约束作用力，指导混凝土墙体裂缝控制。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种新浇筑混凝土墙体整体水化热约束位移测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

浇筑一混凝土墙体，在所述混凝土墙体终凝时测定其初始长度L₀及初始温度T₀；

保持所述混凝土墙体进一步凝固，在混凝土墙体浇筑后的一段时间内，每间隔预定的若干小时，测量所述混凝土墙体的实际长度L_实际及实际温度T_实际；

计算所述混凝土墙体由于温度变化的实际长度变化量△L_实际＝L_实际-L₀，及实际温度变化量△T＝T_实际-T₀；

计算所述混凝土墙体由于温度变化在理想状态下的温度变形值△L_温度＝L₀×△T×α，其中α为所述混凝土墙体的混凝土材料的热膨胀系数；

计算所述混凝土墙体由于温度变化并受到底板或下层墙体的约束而产生的水化热约束位移△L_约束＝△L_温度-△L_实际。

2.如权利要求1所述的新浇筑混凝土墙体整体水化热约束位移测量方法，其特征在于，测定所述混凝土墙体的初始长度L₀及实际长度L_实际进一步包括：

于所述混凝土墙体终凝时在所述混凝土墙体顶部的相对两端分别架设激光测距仪和挡板；

当所述激光测距仪和所述挡板架设完成时，利用所述激光测距仪发射一激光，该激光经所述挡板反射回至所述激光测距仪，从而测定所述混凝土墙体的初始长度L₀；

鉴于所述混凝土墙体终凝之后所述激光测距仪和所述挡板随所述混凝土墙体的变形而发生位移，每当所述混凝土墙体进一步凝固所述预定的若干小时后，利用所述激光测距仪和所述挡板测定所述混凝土墙体的实际长度L_实际。

3.如权利要求1所述的新浇筑混凝土墙体整体水化热约束位移测量方法，其特征在于，测量所述混凝土墙体的初始长度L₀及实际长度L_实际进一步包括：

于所述混凝土墙体终凝时在所述混凝土墙体顶部的相对两端分别架设测量盒和挡板，将激光测距仪设置于测量盒中，旋转测量盒两侧的调节螺栓来调节激光测距仪射出激光的方向并使其照射到所述挡板；

当所述激光测距仪和所述挡板架设完成时，利用所述激光测距仪发射一激光，该激光经所述挡板反射回所述激光测距仪，从而测定所述混凝土墙体的初始长度L₀；

鉴于所述测量盒和所述挡板在不同温度情形下随所述混凝土墙体的变形而发生位移，每当所述混凝土墙体进一步凝固所述预定的若干小时后，利用所述激光测距仪与所述挡板测定所述混凝土墙体的实际长度L_实际。

4.如权利要求1、2或3所述的新浇筑混凝土墙体整体水化热约束位移测量方法，其特征在于，测定所述混凝土墙体的初始温度T₀及实际温度T_实际包括：

于所述混凝土墙体浇筑前的墙体钢筋结构在厚度上的中间位置设置复数个温度传感器；

当所述混凝土墙体浇注完成并达到终凝时，利用无线自动测温仪读取各个所述温度传感器测量的温度值，将各个所述温度传感器测得温度值的平均值作为所述混凝土墙体的初始温度T₀；

保持所述混凝土墙体进一步凝固所述预定的若干小时后，利用无线自动测温仪读取各个所述温度传感器测量的温度值，将各个所述温度传感器测得温度值的平均值作为所述混凝土墙体的实际温度T_实际。

5.如权利要求4所述的新浇筑混凝土墙体整体水化热约束位移测量方法，其特征在于，所述温度传感器的数量为四个，各个所述温度传感器分别预埋于混凝土墙体厚度的二分之一处、四分之一处、八分之一处以及混凝土墙体表面下方两厘米处。