無線測(cè)溫技術(shù)控制超長地下車庫外墻拆模時(shí)間

陳傳祿，李壽冬，李長成，武旭南

（1. 廣東省電子電器產(chǎn)品監(jiān)督檢驗(yàn)所，廣州 510400；2. 廣州市衡建工程檢測(cè)有限公司，廣州 510310；3. 中國建筑材料科學(xué)研究總院 綠色建筑材料國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100024）

無線測(cè)溫技術(shù)控制超長地下車庫外墻拆模時(shí)間

陳傳祿1，李壽冬2，李長成3，武旭南3

（1. 廣東省電子電器產(chǎn)品監(jiān)督檢驗(yàn)所，廣州 510400；2. 廣州市衡建工程檢測(cè)有限公司，廣州 510310；3. 中國建筑材料科學(xué)研究總院 綠色建筑材料國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100024）

本文以山東省某住宅小區(qū)超長地下車庫為例，介紹了無線測(cè)溫技術(shù)在夏季施工中控制外墻拆模時(shí)間方面的應(yīng)用。采用LWCT-Ⅰ遠(yuǎn)程無線混凝土溫度測(cè)控儀對(duì)地下室外墻補(bǔ)償收縮混凝土實(shí)時(shí)溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，及時(shí)掌握溫度變化，控制拆模時(shí)間，從而減少混凝土溫度應(yīng)力，防止外墻出現(xiàn)有害裂縫，使混凝土結(jié)構(gòu)自防水效果得以保證。

無線測(cè)溫技術(shù)；拆模時(shí)間；溫度應(yīng)力；補(bǔ)償收縮混凝土

目前城市建設(shè)用地緊張和居住人口密度不斷增大，為緩解日益惡化的停車難問題，大型地下車庫已成為住宅小區(qū)的必備配套。然而，當(dāng)溫度應(yīng)力超過混凝土的極限抗拉強(qiáng)度時(shí)，地下車庫外墻會(huì)開裂滲水，嚴(yán)重影響使用。工程實(shí)踐表明，超長結(jié)構(gòu)外墻出現(xiàn)混凝土溫度裂縫的概率為56%～85%，直接控制收縮裂縫比較困難[1]。使用補(bǔ)償收縮混凝土技術(shù)，利用膨脹加強(qiáng)帶替代傳統(tǒng)后澆帶的無縫施工技術(shù)在減少溫度收縮開裂、預(yù)防滲漏方面作用明顯，在工程中得到廣泛應(yīng)用[2-3]。夏季氣溫高，混凝土入模溫度普遍在 30℃以上，混凝土溫升較大，即使采用補(bǔ)償收縮混凝土，如果不注重混凝土養(yǎng)護(hù)（控制內(nèi)外溫差），外墻依然會(huì)出現(xiàn)有害裂縫。 因此，及時(shí)獲得混凝土實(shí)時(shí)溫度變化，控制好混凝土拆模時(shí)間，是保證補(bǔ)償收縮混凝土結(jié)構(gòu)自防水效果的關(guān)鍵所在。與傳統(tǒng)的預(yù)留測(cè)溫孔溫度計(jì)讀數(shù)測(cè)溫相比，無線溫度技術(shù)顯然在這方面更具有優(yōu)勢(shì)。本文以山東某住宅小區(qū)超長地下車庫為例，介紹了 LWCT-Ⅰ型遠(yuǎn)程無線混凝土溫度測(cè)控儀在控制外墻混凝土拆模時(shí)間方面的應(yīng)用。

1 工程概況

該工程由 5 棟高層住宅與地下 1 層停車場(chǎng)整體連接，地下室不設(shè)縫，地下車庫采用框架結(jié)構(gòu)（局部少量剪力墻）。總建筑面積 14896m2，其中地下車庫 11886m2，共 293 個(gè)車位，為 Ⅱ 類汽車庫。地下車庫長 125m，寬 84m，屬于超長超寬結(jié)構(gòu)。車庫外墻高 3.9m，外墻厚度 300mm。該工程采用補(bǔ)償收縮混凝土結(jié)構(gòu)自防水技術(shù)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為 C35，取消后澆帶，僅保留住宅與車庫之間的沉降后澆帶。

2 無線測(cè)溫技術(shù)

溫度是混凝土行業(yè)的一個(gè)重要測(cè)量參數(shù)，測(cè)試方法也多種多樣。埋設(shè)測(cè)溫管法是靠人工讀取預(yù)埋在混凝土中 PVC 測(cè)溫管中的溫度計(jì)數(shù)值，勞動(dòng)強(qiáng)度較大、檢測(cè)誤差大并且效率低下，數(shù)據(jù)有限，無法獲得全程溫度變化；電子測(cè)溫儀法則是預(yù)埋測(cè)溫導(dǎo)線，配合計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)溫并記錄，但存在測(cè)溫導(dǎo)線布線困難、傳輸距離有限等問題。

無線測(cè)溫技術(shù)是一種全天候、實(shí)時(shí)測(cè)量、全自動(dòng)多點(diǎn)溫度采集的高新技術(shù)，設(shè)備具有體積小、精度高的優(yōu)點(diǎn)，避免了現(xiàn)場(chǎng)布線的繁瑣工作。目前，該技術(shù)廣泛應(yīng)用于水溫測(cè)量、空氣溫度的測(cè)量、油溫測(cè)量、機(jī)器顫動(dòng)和混凝土溫升等領(lǐng)域。

2.1 工作原理

無線測(cè)溫儀系統(tǒng)采用溫度信號(hào)有線采集，數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)姆椒ㄟM(jìn)行溫度測(cè)量。溫度信號(hào)經(jīng)傳感器變換成數(shù)字信號(hào)，再經(jīng)系統(tǒng)進(jìn)行一系列處理發(fā)送出去。接收模塊接收到信號(hào)后，進(jìn)行解調(diào)還原出原信息。傳感器接收數(shù)據(jù)后通過發(fā)射系統(tǒng)將數(shù)據(jù)發(fā)送出去，再由接收系統(tǒng)接收，從而獲得測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)，在計(jì)算機(jī)中顯示并自動(dòng)生成溫度曲線[4]。

2.2 LWCT-Ⅰ型遠(yuǎn)程無線混凝土溫度測(cè)控儀

LWCT-Ⅰ型遠(yuǎn)程無線混凝土溫度測(cè)控儀[5]是中國建筑材料科學(xué)研究總院開發(fā)的新一代無線測(cè)溫儀，它由測(cè)溫傳感器、發(fā)射器、中繼器、接收器和測(cè)溫軟件組成（見圖1）。主要用于需要進(jìn)行混凝土構(gòu)件溫控，實(shí)時(shí)監(jiān)控混凝土溫度場(chǎng)變化情況。

圖1 遠(yuǎn)程無線混凝土測(cè)控儀

其特點(diǎn)在于：

（1）實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)無線測(cè)溫，操作簡(jiǎn)便，實(shí)時(shí)測(cè)量混凝土的入模溫度和混凝土全程溫度變化情況；

（2）混凝土溫度自動(dòng)采集記錄；

（3）多點(diǎn)發(fā)射技術(shù)，徹底解決現(xiàn)場(chǎng)布線難的問題；

（4）通過信號(hào)中繼器，可以實(shí)現(xiàn)幾百米、上千米距離的數(shù)據(jù)傳輸；

（5）抗電磁干擾，軟件具有混凝土超限報(bào)警功能。

其技術(shù)指標(biāo)如下：

（1）測(cè)溫范圍廣，為 -20～85℃；

（2）測(cè)溫精度高，為 ±0.5℃；

（3）電源使用 5 號(hào)電池，便于更換，無需外接電源；

（4）有效使用距離長，為 100～1000m，通過增加中繼器，還可傳輸更長距離。

工藝流程如下：選擇測(cè)溫點(diǎn)→現(xiàn)場(chǎng)布置測(cè)溫傳感器和發(fā)射器→布置中繼器→調(diào)試接收器和軟件→實(shí)時(shí)記錄溫度。

3 補(bǔ)償收縮混凝土制備

外墻施工時(shí)間為 7～9 月，正好屬于夏季施工，白天氣溫在 30～38℃。為了減少水泥水化熱，降低補(bǔ)償收縮混凝土溫升，對(duì)混凝土原材料進(jìn)行如下規(guī)定：水泥采用 P·O42.5 普通硅酸鹽水泥，摻合料為 Ⅱ 級(jí)粉煤灰和 S95 礦渣粉，膨脹劑為天津豹鳴股份有限公司生產(chǎn)的 HCSA 混凝土高性能膨脹劑，人工砂，連續(xù)級(jí)配碎石，聚羧酸高性能減水劑。

考慮夏季溫度高，混凝土坍落度損失大，混凝土初凝時(shí)間設(shè)計(jì)不低于 5h。這樣還可以延長水泥水化熱的釋放時(shí)間，使水化熱不集中釋放，從而進(jìn)一步降低混凝土內(nèi)外溫差。經(jīng)試配，最終確定的補(bǔ)償收縮混凝土配合比見表1。

表1 混凝土配合比 kg/m3

為保證混凝土質(zhì)量，嚴(yán)格按照配合比制備混凝土，同時(shí)加強(qiáng)砂、石含水量監(jiān)測(cè)。混凝土攪拌時(shí)間為正常的 1.6 倍，混凝土坍落度控制在 (200±20)mm。

4 外墻混凝土實(shí)時(shí)溫度監(jiān)測(cè)

測(cè)溫點(diǎn)布置在外墻施工段中間部位，距外墻頂板 1.50m處。連接測(cè)溫傳感器與發(fā)射器，并檢查信號(hào)。測(cè)溫傳感器綁扎在一根鋼筋上，注意測(cè)溫探頭與鋼筋之間隔開。將綁有測(cè)溫傳感器的鋼筋插入外墻內(nèi)部，并固定。記好發(fā)射器編號(hào)，同時(shí)給發(fā)射器套上一個(gè)塑料自封袋，防止混凝土澆筑過程中污染，便于后期使用。混凝土振搗時(shí)，振搗棒距離測(cè)溫傳感器 20cm 左右，以防止振壞傳感器，造成信號(hào)丟失。然后依據(jù)施工場(chǎng)地環(huán)境，設(shè)置中繼器，保證發(fā)射器、中繼器與接收器之間直線傳導(dǎo)，盡量避開構(gòu)筑物。打開軟件，查看信號(hào)是否通訊正常。

外墻高 3.90m，混凝土分三次澆筑，振搗密實(shí)后，就可以監(jiān)測(cè)混凝土的實(shí)時(shí)溫度變化（每隔 10min 讀取一個(gè)數(shù)據(jù)），控制外墻拆模時(shí)間。拆模時(shí)，保證混凝土中心溫度與環(huán)境溫度之間的溫差小于 10℃。現(xiàn)場(chǎng)測(cè)溫布置見圖2。

圖2 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)測(cè)溫

圖3、圖4 分別為 5# 樓北側(cè)車庫和 1# 樓南側(cè)車庫外墻補(bǔ)償收縮混凝土實(shí)時(shí)溫度變化記錄。

圖3 5# 樓北側(cè)車庫外墻混凝土溫度

圖4 1#樓南側(cè)車庫外墻混凝土溫度

從圖3～4 可以很直觀判斷出外墻混凝土拆模最佳時(shí)間。對(duì)于 5# 樓北側(cè)車庫來說，當(dāng)混凝土溫度降到 35℃ 時(shí)，就可以拆模了，此時(shí)混凝土溫度與環(huán)境溫度之間的溫差可控制在10℃ 之內(nèi)。1# 樓南側(cè)車庫外墻混凝土溫度降到 32℃ 時(shí)也可以拆模。依據(jù)測(cè)溫結(jié)果，拆模后混凝土表面光滑，未出現(xiàn)有害裂縫。

5 結(jié)語

為加快模板周轉(zhuǎn)效率、降低成本和加快施工進(jìn)度，施工方通常在混凝土澆筑完成第 2 天即將外墻模板拆除。此時(shí)，混凝土溫度正處于最高點(diǎn)，突然失去模板的保溫養(yǎng)護(hù)，內(nèi)外巨大的溫度差引起的溫度應(yīng)力極易導(dǎo)致溫度裂縫[6]。同時(shí)，因?yàn)橥鈮Φ奶厥庑裕B(yǎng)護(hù)跟不上，干燥收縮也較大，多種不利因素，使外墻開裂問題越來越多。但業(yè)主、施工方往往將開裂責(zé)任歸咎于混凝土質(zhì)量不合格，卻忽略了早拆模這個(gè)罪魁禍?zhǔn)住Ｒ虼耍@得外墻混凝土實(shí)時(shí)溫度變化是解決該問題的有效方法。

無線測(cè)溫技術(shù)是一種全天候、實(shí)時(shí)測(cè)量、全自動(dòng)多點(diǎn)溫度采集的高效測(cè)溫手段，LWCT-Ⅰ型遠(yuǎn)程無線混凝土溫度測(cè)控儀可以監(jiān)測(cè)混凝土實(shí)時(shí)溫度變化，依據(jù)測(cè)溫曲線，可輕松獲得混凝土的最佳拆模時(shí)間，防止外墻出現(xiàn)溫度應(yīng)力引起的有害裂縫，是保證地下工程補(bǔ)償收縮混凝土結(jié)構(gòu)自防水效果的必備措施之一。

[1] 王鐵夢(mèng)．工程結(jié)構(gòu)裂縫控制抗與放的設(shè)計(jì)原則及其在跳倉法施工中的應(yīng)用[M]．北京：中國建筑工業(yè)出版社，2007．

[2] 曹國祥，張守治．補(bǔ)償收縮混凝土在某綜合樓地下室工程中的應(yīng)用[J]．江蘇建筑，2013,3: 95-97+108．

[3] 駱曉竹，程鐵力，陸少連．補(bǔ)償收縮混凝土在超大地下室工程中的應(yīng)用[J]．浙江建筑，2009,26(10): 39-41．

[4] 王東，陳玉德，于澤濤．無線測(cè)溫儀系統(tǒng)在大體積混凝土施工中的應(yīng)用[J]．天津建設(shè)科技，2009, 5: 15-18．

[5] 賈福杰，趙順增，王濤，等．有限元預(yù)測(cè)溫度場(chǎng)技術(shù)在博興交通家園住宅工程的應(yīng)用[J]．混凝土世界，2011,11: 56-59.

[6] 呂紅安．地下室側(cè)墻溫度收縮應(yīng)力分析與裂縫控制[D]．武漢：華中科技大學(xué)，2006: 43-46．

［通訊地址］廣州市越秀區(qū)礦泉街沙涌南村南大街 45 號(hào)（510400）

Dismantling template time control of super-long underground garage external wall by wireless temperature measurement technology

Chen Chuanlu1, Li Shoudong2, Li Changcheng3, Wu Xunan3
(1. Guangdong Province Electronic Products Supervision and Inspection Institute, Guangzhou 510400; 2. Guangzhou Hengjian Construction Detection Co., Ltd., 510310; 3. China Building Materials Academy, Beijing 100024)

The application of wireless temperature measurement technology was introduced in this paper based on a Shandong residence community super-long underground garage. Shrinkage-compensating concrete temperature change of external wall was monitored by LWCT-I wireless temperature measurement system. According to real-time temperature, dismantling template time was controlled to reduce temperature stress. So harmful cracks were prevented and concrete self-waterproof effect was secured.

wireless temperature measurement technology; dismantling template time; temperature stress; shrinkage-compensating concrete

陳傳祿（1982－），男，工程師。