大體積混凝土現(xiàn)場試驗方案

大體積混凝土現(xiàn)場試驗方案1試驗內(nèi)容現(xiàn)場制作等比例大體積混凝土模型，通過對模型施加施工期間將可能承受的最不利環(huán)境溫度、溫度梯度以及對流條件，研究結(jié)構(gòu)整體在上述不利條件影響下的的內(nèi)應(yīng)力的變化規(guī)律，通過現(xiàn)場試驗對低溫升高抗裂混凝土與纖維增韌抗裂混凝土的應(yīng)用于大體積混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂效果和配合比匹配設(shè)計進行研究。2試驗方案2.1試驗配合比表1試驗配合比編號各組分用量（kg/m3）水泥礦粉粉煤灰水外加劑聚丙烯纖維砂石C30低溫升高抗裂混凝土961591631423.807951055C30纖維增韌抗裂混凝土961591631423.80.87951055C50低溫升高抗裂混凝土2301301201505.28077010502.2模型制作在施工工地后場澆筑4個體積尺寸均為4m（長）*2m（寬）*2m（高）的大體積混凝土模型，模型內(nèi)部預(yù)留一個1.0m（長）*0.5m（寬）*0.5m（高）的空心層（利用鋼板預(yù)先制作成密閉的水槽，水槽中裝滿自來水，通過加熱裝置對水溫進行調(diào)節(jié)，來人為改變混凝土的內(nèi)外溫差），分別進行最不利條件下低溫升高抗裂混凝土和纖維增韌抗裂混凝土的配合比匹配設(shè)計研究。圖1俯視圖（單位：mm）圖2立剖圖（單位：mm）2.3監(jiān)控點設(shè)置為了對大體積混凝土內(nèi)的溫度場與應(yīng)力場的變化情況進行實時監(jiān)控，將溫度傳感器與應(yīng)力傳感器按下圖進行布置（布置位置為高度方向1m處）。單個模型中有6處測點應(yīng)力測點，每個測點需要監(jiān)測XYZ三個方向的應(yīng)力狀況。同時，每個測點處的溫度狀況亦需要進行實時測定。圖3監(jiān)控測點立面布置圖（單位：mm）3試驗儀器表2埋入式應(yīng)變傳感器技術(shù)指標(biāo)光纖光柵應(yīng)變傳感器(混凝土內(nèi)埋)產(chǎn)品編號GBC-1012產(chǎn)品描述埋入式技術(shù)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)量程±1500με測量精度±0.2%F.S.分辨率1με波長范圍1284nm～1327nm標(biāo)距100mm連接方式綁扎

圖4應(yīng)力傳感器埋置示意圖表3埋入式溫度傳感器技術(shù)指標(biāo)光纖光柵溫度傳感器(埋入式)產(chǎn)品編號GWC-1011產(chǎn)品描述內(nèi)埋式，適用于混凝土內(nèi)部的溫度監(jiān)測。技術(shù)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)量程-20℃～+80℃測量精度±0.2%F.S.分辨率0.1℃波長范圍1284nm～1327nm連接方式綁扎圖5溫度傳感器埋置示意圖圖6光纖光柵解調(diào)器（16Hz采樣頻率，16通道，工作溫度小于40度）4試驗工況及試驗?zāi)康?.1試驗工況工況1：C30低溫升高抗裂混凝土—木模板不拆模持續(xù)養(yǎng)護工況2：C30低溫升高抗裂混凝土—鋼模板1d拆模工況3：C30低溫升高抗裂混凝土+C30纖維增韌抗裂混凝土梯度結(jié)構(gòu)（纖維抗裂層厚度為30cm）—鋼模板1d拆模工況4：C50低溫升高抗裂混凝土—鋼模板1d拆模通過工況1與工況2的對比進行不同邊界條件下，不同類型模板對大體積混凝土結(jié)構(gòu)邊部混凝土降溫速率的影響規(guī)律研究，同時探明拆模時間對混凝土內(nèi)部溫度應(yīng)力變化規(guī)律的影響。工況3設(shè)計出具備梯度抗裂結(jié)構(gòu)的大體積混凝土模型，通過工況2與工況3的對比，進行梯度抗裂結(jié)構(gòu)對大體積混凝土溫度應(yīng)力發(fā)展的抑制效果研究。通過工況2與工況4的對比，探明不同強度等級混凝土在水化硬化過程中拉應(yīng)力的發(fā)展情況，通過測定最不利狀況下的最大拉應(yīng)力從而實現(xiàn)抗裂混凝土的配合比匹配設(shè)計抗裂設(shè)計方法。4.2試驗步驟為了增強試驗對比性，上述所有工況下的抗裂模型研究務(wù)必于同一時間段內(nèi)一致進行。模型均按照素混凝土進行制作，通過取消配筋來加大混凝土的體積變形，同時還消除鋼筋對混凝土的抗拉貢獻，從而形成最不利的抗裂情況。按上圖尺寸進行大體積混凝土等比例模型制作并埋入測試感應(yīng)元件，于混凝土澆筑前向空心層內(nèi)中注入自來水（做好防水隔離措施），安裝空心層的水循環(huán)加熱裝置?；炷镣瓿蓾仓蠹磳?nèi)部溫度狀況進行監(jiān)控，待表面混凝土溫度出現(xiàn)溫度下降趨勢時，啟動水循環(huán)加熱裝置對空心層內(nèi)的水進行加熱，對于工況1-3通過緩慢調(diào)節(jié)水溫來模擬實際工程中大體積混凝土內(nèi)部溫升狀況，使得混凝土結(jié)構(gòu)于3天后，沿寬度方向的內(nèi)外溫差維持在30℃（水溫升溫速率為0.5℃/h），同時開啟應(yīng)力變化監(jiān)測裝置，對不同溫度梯度下混凝土的應(yīng)力變化趨勢進行記錄；對于工況4通過緩慢調(diào)節(jié)水溫來模擬實際工程中大體積混凝土內(nèi)部溫升狀況，使得混凝土結(jié)構(gòu)于2天后，沿寬度方向的內(nèi)外溫差維持在35℃（水溫升溫速率為1.0℃/h），同時開啟應(yīng)力變化監(jiān)測裝置，對不同溫度梯度下混凝土的應(yīng)力變化趨勢進行記錄。對于工況2-4的模型，待澆筑完畢1d后進行拆模，由于模型結(jié)構(gòu)設(shè)計成長與款方向長度不一，沿短邊方向的溫度梯度大于沿長邊方向，即短邊方向的拉應(yīng)力水平較大，更不利于混凝土材料的自身抗裂。故拆模后立即在其中短邊一側(cè)方向的混凝土表面粘貼應(yīng)變片，粘貼完畢后于該面布置電風(fēng)扇進行強對流條件下的抗裂性能試驗，調(diào)節(jié)風(fēng)扇位置和風(fēng)速，使混凝土表面處風(fēng)速為（5±0.5）m/s，同時監(jiān)測該對流條件下表面混凝土的應(yīng)力變化趨勢。4.3試驗?zāi)康母鶕?jù)《大體積混凝土施工規(guī)范》（GB50496—2009）溫控指標(biāo)規(guī)定：1.混凝土澆筑塊體的里表溫差(不含混凝土收縮的當(dāng)量溫度)不宜大于25℃；2.混凝土澆筑體的降溫速率不宜大于2.0℃/d；3.混凝土澆筑體表面與大氣溫差不宜大于20℃。由于不同強度等級的混凝土放熱速率及強度發(fā)展規(guī)律有較大差異，為了實現(xiàn)最不利的抗裂條件，本現(xiàn)場試驗通過使用調(diào)節(jié)水循環(huán)加熱裝置使C30大體積混凝土模型的內(nèi)外溫差維持在30℃，C50大體積混凝土模型的內(nèi)外溫差維持在35℃。對于工況2-4，成型1d后即拆除外部模板利用施加強制對流措施增加混凝土干縮，同時利用強對流使得外層混凝土的降溫速率大于2.0℃/d，通過上述措施來模擬大體積混凝土施工期間將可能面臨的最不利條件，從而實現(xiàn)對最不利條件下不同結(jié)構(gòu)設(shè)計和不同強度設(shè)計大體積混凝土內(nèi)的應(yīng)力變化情況進行研究；對于工況1與工況2的對比，通過制造出不同的邊界條件進行模板類型及養(yǎng)護方式對混凝土抗裂效果的研究，探討不同類型模板對大體積混凝土結(jié)構(gòu)邊