CN107271062A - 一种基于成熟度的混凝土拆模时机判定方法 - Google Patents

一种基于成熟度的混凝土拆模时机判定方法 Download PDF

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Abstract

一种基于成熟度的混凝土拆模时机判定方法，它涉及一种混凝土拆模时机判定方法，以解决传统方式确定混凝土拆模时机，由于混凝土浇筑时的环境温度不同，混凝土配合比和养生条件也会存在较大差别，导致水泥混凝土强度增长差异，造成拆模时机不准确的问题，该判定方法主要步骤是：步骤一、根据现浇水泥混凝土构件的几何尺寸大小和浇筑速度，布置温度传感器；步骤二、设置数据采集器的采样频率；步骤三、开始进行水泥混凝土内部温度的连续采集，并计算不同时刻的混凝土成熟度；步骤四、依据现场试验数据，反算成熟度，得出预测的混凝土拆模时刻；步骤五、成熟度进行对比，拆模时机验证。本发明用于混凝土拆模时机判定。

Description

一种基于成熟度的混凝土拆模时机判定方法
技术领域
本发明涉及一种混凝土拆模时机判定方法，具体涉及一种适用于水泥混凝土主体结构施工过程中的基于成熟度的混凝土拆模时间的判定方法。
背景技术
混凝土拆模时机是水泥混凝土结构主体施工过程中的重要环节，由于水泥混凝土主体结构都是逐步浇筑的，只有混凝土的强度达到要求之后才可以拆模进行下一步浇筑和养生，因此混凝土拆模过早将会导致结构强度不足，拆模过晚将会影响工程进度。目前，施工单位主要采取传统经验的方法来确定混凝土的拆模时机，然而由于混凝土浇筑时的环境温度不同，混凝土配合比和养生条件也会存在较大差别，都会导致水泥混凝土强度增长的差异，因此造成混凝土主体结构施工过程中的拆模时间存在不同的偏差。
发明内容
本发明是为解决传统方式确定混凝土拆模时机，由于混凝土浇筑时的环境温度不同，混凝土配合比和养生条件也会存在较大差别，导致水泥混凝土强度增长差异，造成拆模时机不准确的问题，进而提供一种基于成熟度的混凝土拆模时机判定方法。
本发明为解决上述问题采取的技术方案是：
一种基于成熟度的混凝土拆模时机判定方法包括以下步骤：步骤一、根据现浇水泥混凝土构件的几何尺寸大小和浇筑速度，在水泥混凝土构件内部中心距离模板1.5-3.5cm处布设温度传感器，然后将温度传感器的数据信号输出端与数据采集器的数据信号输入端连接；
步骤二、设置数据采集器的采样频率，并在数据采集器中对不同温度传感器的在构件中的位置进行备注，用于大体积混凝土构件的多个温度采集与分析；
步骤三、开始进行水泥混凝土内部温度的连续采集，数据采集2-4天后，根据采集得到的混凝土内部温度数据，依据公式(1)计算不同时刻的混凝土成熟度，当同一时刻浇筑的构件中有多个温度传感器时，采用多个成熟度的平均值；
Dj＝Σ(Ti+15)×Δti (1)
式中：Dj为第j个温度传感器计算得到的成熟度；℃·h
Ti为第i小时与第i-1小时间的平均温度；℃，
Δti为第i小时与第i-1小时间的时间间隔；h
步骤四、依据现场试验数据，回归公式(2)中的系数a，b，建立水泥混凝土强度发展预测模型，然后根据混凝土构件拆模所需要满足的最小强度，通过公式(2)反算成熟度，然后根据公式(1)反算时间，该时间即为预测的混凝土拆模时刻；
式中：f为水泥混凝土的预估强度；
a，b为回归参数，依据现场试验数据获得；
Ti为第i小时与第i-1小时间的平均温度；℃；
Δti为第i小时与第i-1小时间的时间间隔；h
步骤五、在预测拆模时刻的前1天，依据所测量得到的温度和时间数据计算成熟度D计算，然后与步骤四中反算得到的成熟度D反算进行对比，存在以下工况：
1)若D计算<D反算，且误差小于10％，则满足第二天的拆模要求，可以安排工人8-10小时之后进行混凝土拆模；2)若D计算>D反算，立即安排拆模，并调整水泥混凝土强度的预测公式(2)；3)若D计算<D反算，且误差大于10％，依据误差大小，适当后延拆模时间。
本发明的有益效果是：本发明适用于水泥混凝土主体结构的施工工程，确定连续混凝土施工的不同位置的拆模时间，解决了当前水泥土混凝土浇筑过程中的最佳拆模时机问题。本发明通过温度传感器、测量系统，并结合数据库管理能够有效的监测水泥混凝土内部温度和强度发展过程，从而保证施工质量。
附图说明
图1为本发明混凝土拆模时机判定方法的工作流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
一种基于成熟度的混凝土拆模时机判定方法包括以下步骤，步骤一、根据现浇水泥混凝土构件的几何尺寸大小和浇筑速度，在水泥混凝土构件内部中心距离模板2cm处布设温度传感器，然后将温度传感器的数据信号输出端与数据采集器的数据信号输入端连接；
步骤二、设置数据采集器的采样频率，并在数据采集器中对不同温度传感器的在构件中的位置进行备注，用于大体积混凝土构件的多个温度采集与分析；
步骤三、开始进行水泥混凝土内部温度的连续采集，数据采集2-4天后，根据采集得到的混凝土内部温度数据，依据公式(1)计算不同时刻的混凝土成熟度，当同一时刻浇筑的构件中有多个温度传感器时，采用多个成熟度的平均值；
Dj＝Σ(Ti+15)×Δti (1)
式中：Dj为第j个温度传感器计算得到的成熟度；℃·h
Ti为第i小时与第i-1小时间的平均温度；℃，
Δti为第i小时与第i-1小时间的时间间隔；h
步骤四、依据现场试验数据，回归公式(2)中的系数a，b，建立水泥混凝土强度发展预测模型，然后根据混凝土构件拆模所需要满足的最小强度，通过公式(2)反算成熟度，然后根据公式(1)反算时间，该时间即为预测的混凝土拆模时刻；
式中：f为水泥混凝土的预估强度；
a，b为回归参数，依据现场试验数据获得；
Ti为第i小时与第i-1小时间的平均温度；℃；
Δti为第i小时与第i-1小时间的时间间隔；h
步骤五、在预测拆模时刻的前1天，依据所测量得到的温度和时间数据计算成熟度D计算，然后与步骤四中反算得到的成熟度D反算进行对比，存在以下工况：
1)若D计算<D反算，且误差小于10％，则满足第二天的拆模要求，可以安排工人8-10小时之后进行混凝土拆模；2)若D计算>D反算，立即安排拆模，并调整水泥混凝土强度的预测公式(2)；3)若D计算<D反算，且误差大于10％，依据误差大小，适当后延拆模时间。
本发明通过在混凝土内部布设温度传感器采取内部温度的变化过程，计算混凝土的成熟度，然后依据公式(2)预估水泥混凝土的强度增长曲线，然后给出混凝土拆模时机的判定。为了提高混凝土拆模时机准确性，温度传感器为热电偶或热电阻型无线温度传感器。步骤一中水泥混凝土构件内部中心距离模板2cm处布设温度传感器，当水泥混凝土构件几何尺寸较大时，可在构件内部和表面处增加温度传感器的数量，为了保证采样频率的准确性，提高成熟度准确性，步骤二中的采样频率时间为1分钟。1分钟采集1组数据。数据采集器中对不同温度传感器的在构件中的位置进行备注，可用于大体积混凝土构件的多个温度采集与分析。温度传感器型号为BM100，数据采集器型号为NT1000-M180，厂家为山东方维监测科技有限公司。
在水泥混凝土浇筑时将温度传感器埋入其内部，然后采用数据连接线将温度传感器与数据采集器相连，设置好数据采集器的采集频率，获取水泥混凝土内部温度数据，然后根据采集时间和温度依据规范公式计算混凝土成熟度，然后根据已知的水泥混凝土强度增长预测模型提前确定满足混凝土拆模的时机，并在混凝土拆模前一天依据采集数据进行验证。
实施例：某主体结构工程中的编号为N64梁板浇筑工程，模板支护完成后，在梁板的内部布设温度传感器2个，在梁板的表层2cm处布设温度传感器2个，连接温度采集器；
根据本主体工程的水泥混凝土不同龄期的现场室内标准试验强度结果，如表1所示，根据公式(2)回归系数a和b；
表1标准养生条件下不同龄期的强度和成熟度
龄期(d) 1 2 3 7
强度(MPa) 2.93 9.75 13.82 17.68
成熟度(℃·h) 820 1590 2470 5630
根据公式(2)和表1中的数据可以计算得到系数a＝26.77和b＝-1767.9。
根据施工规范要求，小于2m长的梁板底模拆除时，混凝土强度需要达到设计强度的50％，本工程混凝土的设计强度为C35，则混凝土强度大于17.5MPa时方可拆模，根据公式(2)反算得到拆模时的成熟要求为4160.7(℃·h)。
表2为4个温度传感器的监测数据
根据表2的数据可知，混凝土浇筑112小时后成熟度达到了3809(℃·h)，与反算得到拆模时的成熟要求为4160.7(℃·h)偏差小于10％，建议8～10小时之后进行模板拆除。
本发明已以较佳实案例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可以利用上述揭示的结构及技术内容做出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施案例，但是凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施案例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案范围。

Claims (5)

1.一种基于成熟度的混凝土拆模时机判定方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
步骤一、根据现浇水泥混凝土构件的几何尺寸大小和浇筑速度，在水泥混凝土构件内部中心距离模板1.5-3.5cm处布设温度传感器，然后将温度传感器的数据信号输出端与数据采集器的数据信号输入端连接；
步骤二、设置数据采集器的采样频率，并在数据采集器中对不同温度传感器的在构件中的位置进行备注，用于大体积混凝土构件的多个温度采集与分析；
步骤三、开始进行水泥混凝土内部温度的连续采集，数据采集2-4天后，根据采集得到的混凝土内部温度数据，依据公式(1)计算不同时刻的混凝土成熟度，当同一时刻浇筑的构件中有多个温度传感器时，采用多个成熟度的平均值；
Dj＝Σ(Ti+15)×Δti (1)
式中：Dj为第j个温度传感器计算得到的成熟度；℃·h
Ti为第i小时与第i-1小时间的平均温度；℃，
Δti为第i小时与第i-1小时间的时间间隔；h
步骤四、依据现场试验数据，回归公式(2)中的系数a，b，建立水泥混凝土强度发展预测模型，然后根据混凝土构件拆模所需要满足的最小强度，通过公式(2)反算成熟度，然后根据公式(1)反算时间，该时间即为预测的混凝土拆模时刻；
<mrow> <mi>f</mi> <mo>=</mo> <mi>a</mi> <mo>&amp;times;</mo> <msup> <mi>e</mi> <mfrac> <mi>b</mi> <mrow> <mi>&amp;Sigma;</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>T</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>+</mo> <mn>15</mn> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&amp;times;</mo> <msub> <mi>&amp;Delta;t</mi> <mi>i</mi> </msub> </mrow> </mfrac> </msup> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
式中：f为水泥混凝土的预估强度；
a，b为回归参数，依据现场试验数据获得；
Ti为第i小时与第i-1小时间的平均温度；℃；
Δti为第i小时与第i-1小时间的时间间隔；h
步骤五、在预测拆模时刻的前1天，依据所测量得到的温度和时间数据计算成熟度D计算，然后与步骤四中反算得到的成熟度D反算进行对比，存在以下工况：
1)若D计算<D反算，且误差小于10％，则满足第二天的拆模要求，可以安排工人8-10小时之后进行混凝土拆模；
2)若D计算>D反算，立即安排拆模，并调整水泥混凝土强度的预测公式(2)；
3)若D计算<D反算，且误差大于10％，依据误差大小，适当后延拆模时间。
2.根据权利要求1所述一种基于成熟度的混凝土拆模时机判定方法，其特征在于：步骤一中的温度传感器为热电偶温度传感器。
3.根据权利要求2所述一种基于成熟度的混凝土拆模时机判定方法，其特征在于：步骤一中温度传感器为无线温度传感器。
4.根据权利要求3所述一种基于成熟度的混凝土拆模时机判定方法，其特征在于：步骤一中水泥混凝土构件内部中心距离模板2cm处布设温度传感器。
5.根据权利要求4所述一种基于成熟度的混凝土拆模时机判定方法，其特征在于：步骤二中的采样频率时间为1分钟。
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