关于大体积混凝土芯部的温度监测的分析

摘要：随着工业的不断发展和科技的不断进步，越来越多的大型设备基础得到广泛应用。作为这些设备基础的关键组成部分，混凝土技术也随着建筑行业的兴起而得到发展。由于大体积一次性浇筑体积大、工程操作难度高，容易发生因为温度应力和收缩应力而产生的裂纹，从而影响混凝土浇筑质量。针对这种情况，本文对大体积混凝土芯部的温度监测方法进行介绍，以避免上述问题的发生。

关键词：大体积混凝土；温度监测；芯部温度

Abstract: with the development of the industry and science and technology progress, more and more large equipment foundation widely used. As the equipment is the basis of key part, concrete technology also with the rise of the construction industry to come. Because the big volume one-time casting is big and engineering operation difficulty is high, easy to happen because the temperature stress and shrinking stress and of generation crack, thereby affecting the concrete casting quality. In view of this situation, the paper on the mass concrete core temperature monitoring method are introduced, in order to avoid the above the happening of the problem.

Keywords: mass concrete; Temperature monitoring; Core temperature of

中图分类号：TU37文献标识码：A 文章编号：

随着混凝土结构的应用越来越广泛，混凝土结构的质量问题也成为人们关心的重点。混凝土结构问题一般都是指混凝土结构出现裂纹，从而影响了混凝土工程的整体质量。在大型设备基础的施工过程中，由于混凝土结构具有浇筑量大、体型大、施工条件复杂以及技术标准高等问题，除了保证混凝土自身配比控制的混凝土强度、耐久性等质量指标外，还应该注意由温度裂缝造成的混凝土自身的质量问题。

一、混凝土芯部测温系统功能

（1）连续测温功能。对于混凝土自身的温度的变化而言，只是一个简单的内部反应热，然后进行热传导的瞬态变化过程。期间不会有其他反应发生，因此，就不会出现温度突变的情况。所以，目前混凝土的研究没有对于实时温度的测量要求。在确定测定温度的时间间隔时，只要根据自身采样标准并保证可以详细看出混凝土温度变化就可以。

（2）超温报警。大体积混凝土的质量问题之一就是温度裂纹，如果能保证混凝土芯部的温度与外部的温度差较低，就可以避免产生温度裂纹的问题。因此，在混凝土芯部的温度达到临界值，如果能够对工作人员进行适当的提示，及时采取降低温度或延缓温度升高的措施，从而可以避免产生温度裂纹，提高混凝土浇筑质量。

（3）数据查询。测温系统在进行测量工作的同时，还能同时将测出的数据储存起来。这样不但可以为相同结构的混凝土浇筑工程提供数据支持，还可以为此混凝土浇筑工程的日后维修提供数据支持。

（4）显示报表及温度曲线。在温度数据采集完成后，可根据要求生成报表，还可随着时间变化绘制温度曲线，从而使大体积混凝土芯部的温度测量结果数据化和形象化。

（5）远程采集温度数据。通过和INTERNET或其它方式传输方式，可以帮助工作人员在远程掌握混凝土芯部的温度数据并给予实时分析。

（6）各温度采集点数据循环显示。

二、混凝土芯部测温系统的组成

2.1 温度传感器的选择

传统的传感器存在引线误差的问题，并且由于室外工作的环境很难保证，经常发生由于恶劣天气或信号干扰强烈影响温度测量结果的情况。因此，选择数字传感器就可以有效保证上述问题，提高测量的精确度。

在选择温度传感器时，主要考虑以下几个方面：①连接电路简单，易于铺设；②针对不同等级的要求，选择合理的温度传感器的测量精度，合理地降低成本；③温度传感器连接总线的承载能力有限，保证温度传感器总载荷低于总线的承载范围内；④在进行多点温度测量时，如果测量点数大于输入通道时，就会因为增加多路复用器而增加开发成本；⑤与MCU的通信协议应尽量简单，从而有效降低软件开发难度和开发成本。

2.2 数据传输

2.2.1 现场数据短距离传输

由于在实际的温度测量的过程中，有线的测量方案会受到线路限制，而其它无线测量方式，如：蓝牙的成本太高、IrDA只能完成点对点的通信。而且在测量数据传输的距离上也因为实际的不同情况而有所区别。基于上述问题，本测量系统采用nRF401的无线数传模块PTR2000，在合理的成本范围内，完成了点对多点的无线通信系统，并且可以根据温度采用需求向采集节点发送数据传输请求来获得测量温度。

2.2.2 远程数据传输

传统的远程数据传输利用INTERNET进行数据传输，但INTERNET使用花费较高，而应线路铺设成本较高。随着GSM网络的发展，其本身具有的覆盖范围广、传播信息量大、使用用户多的特点，已经逐渐成为了远程数据采用的最好选择。

三、实测设备基础中心温度曲线

利用系统针对太重科宝设备基础进行实际的温度测量。太重科宝设备基础位于太重一期重型装备厂房内，基础外轮廓尺寸72米*24.5米，基础底标高—10.2米，为了降低混凝土内外部的温度差，采用外层覆盖基础，同时在基础内部利用冷却水管进行降温。这样相对较低的温度差可以引起较低的温度应力。

为了保证测量结果的可靠性，同时降低测量的工作量。本试验采用如下的温度测量方法：从混凝土浇筑完成开始，在混凝土内部温度上升的阶段，每三个小时间对其进行一次巡回监测；当发现混凝土内部温度达到最高值后开始下降时，就可以每六个小时对其进行一次巡回监测；此种监测一直持续7—9天，当混凝土内部的温度值不再发生明显化时，停止对其进行检测，并将数据汇总完成绘图工作。

从图1中可以看出，在混凝土浇筑完成后，其内部温度在60h内，发生剧烈变化，温度最大值接近55℃；在混凝土浇筑约60h后，混凝土芯部温度达到最大值并开始下降；由于冷却管停止供应冷却水，在混凝土浇筑约580h后，温度短暂上升，但上升幅度不大；在混凝土浇筑约800h以后，其内部问题呈现平稳下降的趋势。

图1 实测拱座混凝土芯部温度变化曲线

四、结语

由于混凝土结构质量对于建筑质量的影响是非常巨大的，因此，如何保证混凝土结构的质量就成为建筑工作者必须解决的问题。在规范混凝土施工的同时，还同时应该关注混凝土浇筑后的养护，只有这样才能保证混凝土结构的质量。本文为解决混凝土温度裂纹问题，提供了一种测量大体积混凝土芯部温度的系统，希望可以帮助广大的建筑工作者。

参考文献

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