CN114790743B - 一种高标号大体积混凝土构件的绝热养护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高标号大体积混凝土构件的绝热养护方法，包括以下步骤：构建实体模型→钢筋骨架安装→混凝土拌合料浇筑→温度检测记录→计算混凝土收缩变形量→实体模型拆除→取样抗压强度试验，采用本技术方法，通过构建实体模型，并在实体模型上填充隔热岩棉层，便于对实体模型内浇筑混凝土进行检测实际的温度差，可以直观看出浇筑混凝土隔热养护措施有助于减小混凝土的内外温差，避免混凝土因温差应力而裂缝。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土浇筑养护技术领域，具体涉及一种高标号大体积混凝土构件的绝热养护方法。
背景技术
依据《大体积混凝土施工规范》GB50496-2018里规定：混凝土构件物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土，称之为大体积混凝土；大体积混凝土构件施工过程中，如高层楼房基础、大型设备基础、水利大坝等，它的表面系数比较小，水泥水化热释放比较集中，内部升温比较快，混凝土内外温差较大时，会使混凝土产生温度裂缝，影响构件结构安全和正常使用。
控制大体积混凝土构件的施工质量的一个关键环节就是要控制混凝土的内外温差，使内外温差值不大于25℃，避免混凝土因温差应力而裂缝；当混凝土内部温度因水化热而升高时，其内外温差将增大，如何减小内外温差，通常采取两种措施：一种是通过预埋降温管道降低混凝土内部温度，另一种是构件模板内表面设置加热装置提高混凝土表面温度；而针对于高标号大体积混凝土构件施工时，由于水泥用量更大，混凝土水化热更大，要防止高标号大体积混凝土开裂，对于温度控制的要求更高，通过预埋降温管道降低混凝土内部温度措施效果不明显；而采用加热装置提高混凝土表面温度减小内外温差，需要不间断实时计算以及检测混凝土内外温度，进行对比控制表面加热温度，而混凝土龄期一般在28天以上，造成高标号大体积混凝土施工时间成本以及人力投入成本较大，不利于大批量高标号大体积混凝土构件施工使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高标号大体积混凝土构件的绝热养护方法，用于解决如何控制混凝土的内外温差的问题，使内外温差值不大于25℃，避免混凝土因温差应力而裂缝。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种高标号大体积混凝土构件的绝热养护方法，包括如下步骤：
步骤一、构建实体模型：包括内外间隙距设置的钢模板和木模板，钢模板和木模板之间的间隙腔内填充设置隔热岩棉层；
步骤二、钢筋骨架安装：在钢模板内腔轮廓内设置钢筋骨架，并沿钢筋骨架纵向中心线自上至下依次安装顶部温度传感器、中部温度传感器和底部温度传感器；
步骤三、混凝土拌合料浇筑：通过向实体模型内振捣加入混凝土拌合料；
步骤四、温度检测记录：根据浇筑时间记录顶部温度传感器、中部温度传感器和底部温度传感器检测数值；
步骤五、计算混凝土收缩变形量：根据公式εy＝εy 0(1-e-0.01t)×M1×M2×M3……M10计算各龄期混凝土收缩变形量，式中，εy为龄期为t时混凝土收缩引起的相对形变值，εy 0为标准试验状态下混凝土形变值，e为自然数2.718，M1、M2、M3……M10为修正系数值，t为龄期；
步骤六、实体模型拆除：浇筑混凝土龄期28d养护完成后，拆除实体模型并检查浇筑获得的大体积混凝土块；
步骤七、取样抗压强度试验：大体积混凝土块表面检查无裂缝后，大体积混凝土块取样进行抗压强度试验；
步骤八、大体积混凝土块表面检查有裂缝：对步骤一中隔热岩棉层的厚度增加后再依次进行步骤二至步骤七操作，直至获得表面无裂缝的大体积混凝土块。
作为本发明进一步的方案：步骤一中钢模板和木模板均呈长方体状，且顶面开口设置。
作为本发明进一步的方案：步骤一中隔热岩棉层的填充厚度为10-100mm。
作为本发明进一步的方案：步骤二中的钢筋骨架是由多根横向圆钢和多根纵向圆钢间隙距焊接组成。
作为本发明进一步的方案：步骤二中顶部温度传感器、中部温度传感器和底部温度传感器分别通过导线电性连接实体模型外部的温度测量仪。
作为本发明进一步的方案：步骤三中混凝土拌合料与实体模型内表面之间的入模温度差为0-15℃。
作为本发明进一步的方案：步骤七中取样时，通过沿大体积混凝土块中心纵向剖切，剖切面的上部、中部和下部分别取样试件。
作为本发明进一步的方案：所述取样试件的尺寸规格为150×150×150mm。
作为本发明进一步的方案：步骤八中隔热岩棉层的厚度每次增加数值为10mm。
本发明的有益效果：
(1)通过构建实体模型，并在实体模型上填充隔热岩棉层，便于对实体模型内浇筑混凝土进行检测实际的温度差，可以直观看出浇筑混凝土隔热养护措施有助于减小混凝土的内外温差，避免混凝土因温差应力而裂缝；
(2)隔热养护措施中，10-20h浇筑混凝土顶部、中部和底部均温升较快，使得混凝土水化反应热来加快水化反应，达到快速养护的目的，同时减少后期混凝土的儒变，可以提高混凝土的长期性能；
(3)隔热养护措施中，且在3-28d内的t龄期内，混凝土收缩变形量呈梯度化均匀递增，使得浇筑混凝土收缩变形均匀，避免因徐变应力变化过大造成浇筑混凝土产生挤压裂缝；
(4)大体积混凝土块取样抗压强度试验，上部、中部和下部抗压强度相差不大，使得通过隔热养护的大体积混凝土块强度比较均匀。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明实施例中的方法流程图；
图2是本发明实施例中构建实体模型的结构示意图；
图3是本发明实施例中大体积混凝土块编号取样试件的截面示意图；
图4是本发明实施例中大体积混凝土块浇筑过程中温度检测数据线形图。
图中：1、钢模板；2、钢筋骨架；3、顶部温度传感器；4、中部温度传感器；5、底部温度传感器；6、隔热岩棉层；7、木模板；8、大体积混凝土块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3所示，本发明为一种高标号大体积混凝土构件的绝热养护方法，包括如下步骤：
步骤一、构建实体模型：包括内外间隙距设置的钢模板1和木模板7，钢模板1和木模板7之间的间隙腔内填充设置隔热岩棉层6；
本技术方案中，钢模板1和木模板7均呈长方体状，且顶面开口设置，内侧的钢模板1用于保持浇筑混凝土拌合料的塑性强度，外侧的木模板7用于夹紧固定填充的隔热岩棉层6，隔热岩棉层6的填充厚度为10-100mm，隔热岩棉层6用于对实体模型内浇筑的混凝土拌合料进行隔热养护作用。
步骤二、钢筋骨架2安装：在钢模板1内腔轮廓内设置钢筋骨架2，并沿钢筋骨架2纵向中心线自上至下依次安装顶部温度传感器3、中部温度传感器4和底部温度传感器5；
本技术方案中，钢筋骨架2是由多根横向圆钢和多根纵向圆钢间隙距焊接组成，组成的钢筋骨架2搭载方便，且便于装配至实体模型内；顶部温度传感器3、中部温度传感器4和底部温度传感器5分别通过导线电性连接实体模型外部的温度测量仪，顶部温度传感器3、中部温度传感器4和底部温度传感器5便于对浇筑的混凝土拌合料分层进行检测温度，检测温度数值便于传输至温度测量仪显示。
步骤三、混凝土拌合料浇筑：通过向实体模型内振捣加入混凝土拌合料；
本技术方案中，混凝土拌合料与实体模型内表面之间的入模温度差为0-15℃，避免因浇筑介质面温差较大，造成实体模型对混凝土拌合料隔热养护补偿时间延长，容易造成隔热养护的混凝土内外温差减少效果不明显。
步骤四、温度检测记录：根据浇筑时间记录顶部温度传感器3、中部温度传感器4和底部温度传感器5检测数值；
本技术方案中，根据0-150h浇筑时长获得顶部温度传感器3、中部温度传感器4和底部温度传感器5的检测温度值，并绘制如图4所示的线性图，可以看出10-20h浇筑混凝土顶部、中部和底部均温升较快，使得混凝土水化反应热来加快水化反应，达到快速养护的目的，同时减少后期混凝土的儒变，可以提高混凝土的长期性能；而在30-140h浇筑混凝土顶部、中部和底部养护温度平稳下降，避免因温度急速变化造成混凝土表面应力裂缝；此外图4可以看出浇筑混凝土顶部和中部以及底部和中部之间的温差均不大于25℃，可以避免混凝土因温差应力而裂缝。
步骤五、计算混凝土收缩变形量：根据公式εy＝εy 0(1-e-0.01t)×M1×M2×M3……M10计算各龄期混凝土收缩变形量，式中，εy为龄期为t时混凝土收缩引起的相对形变值，εy 0为标准试验状态下混凝土形变值，e为自然数2.718，M1、M2、M3……M10的修正系数值，t为龄期；
本技术方案中，εy 0的标准数值为3.24×10-4，M1、M2、M3……M10的修正系数值如表1所示。
表1修正系数值
| M1 | M2 | M3 | M4 | M5 | M6 | M7 | M8 | M9 | M10 |
| 1.25 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 0.93 | 0.70 | 1.00 | 1.00 | 0.8 |
εy根据各t龄期混凝土收缩变形量计算数值如表2所示。
表2各t龄期混凝土收缩变形量
综上可知，在3-28d内的t龄期内，混凝土收缩变形量呈梯度化均匀递增，使得浇筑混凝土收缩变形均匀，避免因徐变应力变化过大造成浇筑混凝土产生挤压裂缝。
步骤六、实体模型拆除：浇筑混凝土龄期28d养护完成后，拆除实体模型并检查浇筑获得的大体积混凝土块8；
步骤七、取样抗压强度试验：大体积混凝土块8表面检查无裂缝后，大体积混凝土块取样进行抗压强度试验；
本技术方案中，取样时，通过沿大体积混凝土块中心纵向剖切，剖切面的上部、中部和下部分别取样试件，取样试件的尺寸规格为150×150×150mm，通过对上部的取样试件依次进行编号1-2、1-3、1-4，中部的取样试件依次进行编号2-2、2-3、2-4，下部的取样试件依次进行编号3-2、3-3、3-4，根据计算公式fcc＝F/A；其中fcc为混凝土立方体取样试件抗压强度(MPa),F为破坏载荷(N)，A为取样试件承载面积(mm2)，计算取样试件的抗压强度如表3所示。
表3取样试件的抗压强度
| 编号 | F(N) | A(mm2) | fcc(MPa) |
| 1-2 | 402.3 | 2.25×104 | 178.8 |
| 1-3 | 460.6 | 2.25×104 | 204.7 |
| 1-4 | 510.0 | 2.25×104 | 226.6 |
| 2-2 | 536.2 | 2.25×104 | 238.3 |
| 2-3 | 455.4 | 2.25×104 | 202.4 |
| 2-4 | 432.0 | 2.25×104 | 192.0 |
| 3-2 | 423.2 | 2.25×104 | 188.1 |
| 3-3 | 483.8 | 2.25×104 | 215.0 |
| 3-4 | 404.8 | 2.25×104 | 179.9 |
综上可知，上部取样试件的平均抗压强度为203.4MPa，中部取样试件的平均抗压强度为202.4MPa，下部取样试件的平均抗压强度为194.3MPa，可以看出大体积混凝土块8的上部、中部和下部抗压强度相差不大，使得通过隔热养护的大体积混凝土块8强度比较均匀。
步骤八、大体积混凝土块表面检查有裂缝：对步骤一中隔热岩棉层的厚度增加后再依次进行步骤二至步骤七操作，直至获得表面无裂缝的大体积混凝土块。
本技术方案中，隔热岩棉层的厚度每次增加数值为10mm，通过增加隔热岩棉层的厚度，提高浇筑混凝土的隔热保温效果，从而可以获得表面无裂缝的大体积混凝土块8，从而有利于减少内外温度，使内外温差值不大于25℃，避免混凝土因温差应力而裂缝。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (9)
1.一种高标号大体积混凝土构件的绝热养护方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、构建实体模型：包括内外间隙距设置的钢模板和木模板，钢模板和木模板之间的间隙腔内填充设置隔热岩棉层；
步骤二、钢筋骨架安装：在钢模板内腔轮廓内设置钢筋骨架，并沿钢筋骨架纵向中心线自上至下依次安装顶部温度传感器、中部温度传感器和底部温度传感器；
步骤三、混凝土拌合料浇筑：通过向实体模型内振捣加入混凝土拌合料；
步骤四、温度检测记录：根据浇筑时间记录顶部温度传感器、中部温度传感器和底部温度传感器检测数值；
步骤五、计算混凝土收缩变形量：根据公式εy＝εy 0(1-e-0.01t)×M1×M2×M3……M10计算各龄期混凝土收缩变形量，式中，εy为龄期为t时混凝土收缩引起的相对形变值，εy 0为标准试验状态下混凝土形变值，e为自然数2.718，M1、M2、M3……M10为修正系数值，t为龄期；
步骤六、实体模型拆除：浇筑混凝土龄期28d养护完成后，拆除实体模型并检查浇筑获得的大体积混凝土块；
步骤七、取样抗压强度试验：大体积混凝土块表面检查无裂缝后，大体积混凝土块取样进行抗压强度试验；
步骤八、大体积混凝土块表面检查有裂缝：对步骤一中隔热岩棉层的厚度增加后再依次进行步骤二至步骤七操作，直至获得表面无裂缝的大体积混凝土块。
2.根据权利要求1所述的一种高标号大体积混凝土构件的绝热养护方法，其特征在于，步骤一中钢模板和木模板均呈长方体状，且顶面开口设置。
3.根据权利要求2所述的一种高标号大体积混凝土构件的绝热养护方法，其特征在于，步骤一中隔热岩棉层的填充厚度为10-100mm。
4.根据权利要求1所述的一种高标号大体积混凝土构件的绝热养护方法，其特征在于，步骤二中的钢筋骨架是由多根横向圆钢和多根纵向圆钢间隙距焊接组成。
5.根据权利要求1所述的一种高标号大体积混凝土构件的绝热养护方法，其特征在于，步骤二中顶部温度传感器、中部温度传感器和底部温度传感器分别通过导线电性连接实体模型外部的温度测量仪。
6.根据权利要求1所述的一种高标号大体积混凝土构件的绝热养护方法，其特征在于，步骤三中混凝土拌合料与实体模型内表面之间的入模温度差为0-15℃。
7.根据权利要求1所述的一种高标号大体积混凝土构件的绝热养护方法，其特征在于，步骤七中取样时，通过沿大体积混凝土块中心纵向剖切，剖切面的上部、中部和下部分别取样试件。
8.根据权利要求7所述的一种高标号大体积混凝土构件的绝热养护方法，其特征在于，所述取样试件的尺寸规格为150×150×150mm。
9.根据权利要求1所述的一种高标号大体积混凝土构件的绝热养护方法，其特征在于，步骤八中隔热岩棉层的厚度每次增加数值为10mm。
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