[發(fā)明專利]混凝土結(jié)構(gòu)溫度分布、溫度梯度、保溫效果以及所在地太陽輻射熱的檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010221450.5
• 申請日: 2010-07-08
• 公開（公告）號: CN101915627A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張國新;郭晨;王振紅;劉愛梅;劉有志;劉毅;趙恩國
• 申請（專利權(quán)）人: 中國水利水電科學(xué)研究院結(jié)構(gòu)材料研究所;北京木聯(lián)能工程科技有限公司
• 主分類號: G01K13/00
• 分類號: G01K13/00;G01N25/20;G01K17/00
• 代理公司: 北京北新智誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11100
• 代理人: 趙郁軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種混凝土結(jié)構(gòu)溫度分布、溫度梯度、保溫效果和所在地太陽輻射熱的檢測方法，具體地說，是涉及一種對施工期和運(yùn)行期的混凝土結(jié)構(gòu)的溫度分布、溫度梯度、保溫效果以及所在地太陽輻射熱進(jìn)行檢測的方法。

背景技術(shù)

混凝土為熱性材料，在施工期澆筑后不久，由于水泥的水化反應(yīng)，溫度不斷上升，同時(shí)混凝土又是惰性材料，內(nèi)部溫度上升大于表面溫度的上升，形成內(nèi)外溫差；降溫階段，表面熱量的散發(fā)大于內(nèi)部熱量的散發(fā)，內(nèi)外溫差進(jìn)一步擴(kuò)大。

無論在施工期還是運(yùn)行期，環(huán)境溫度的劇烈變化對混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差有很大的影響，晝夜溫差和寒潮襲擊都會加大混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)外溫差。內(nèi)外溫差導(dǎo)致產(chǎn)生較大的溫度梯度(目前，混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)某一位置的溫度梯度以該位置的溫度與混凝土結(jié)構(gòu)表面的溫度之差來估算)，混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外收縮不一致，使混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生拉應(yīng)力，溫度梯度越大，拉應(yīng)力也就越大。為了縮小內(nèi)外溫差，減小溫度梯度，目前在施工期間，大體積混凝土結(jié)構(gòu)都要采取措施進(jìn)行溫度控制，降低水泥水化引起的混凝土溫度，削減混凝土結(jié)構(gòu)的溫度峰值，減小混凝土結(jié)構(gòu)的溫度梯度，防止裂縫產(chǎn)生。一般而言，工程主要的溫控措施包括：優(yōu)化混凝土配合比，如采用低熱水泥、添加外加劑等；改進(jìn)施工技術(shù)，包括表面保溫、內(nèi)部水管冷卻、骨料及水泥的預(yù)冷、加冰拌合和分縫分塊等。這些溫控措施成功與否直接關(guān)系到混凝土結(jié)構(gòu)是否會產(chǎn)生裂縫、是否處于安全狀態(tài)，由此可見，檢測混凝土結(jié)構(gòu)的實(shí)際溫度分布情況、溫度梯度大小和表面保溫效果，無論是在施工期還是在運(yùn)行期，對制定適時(shí)合理的溫控措施，對混凝土結(jié)構(gòu)的安全評測而言都具有十分重要的意義。

傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)溫度檢測一般是使用點(diǎn)式溫度計(jì)，這種溫度計(jì)雖有較高的精度，但是，就實(shí)際工程的應(yīng)用而言，點(diǎn)式溫度計(jì)只能檢測某一時(shí)刻某一固定位置的溫度，而不能擬合出某一時(shí)刻混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)任意位置的溫度，不能檢測出混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)任意位置的溫度梯度，不能方便地為工程服務(wù)。

隨著科技的進(jìn)步，目前，混凝土結(jié)構(gòu)的溫度分布擬合出現(xiàn)了線性插值法和二次插值法。線性插值法雖然簡單，但是其精度太低，無法應(yīng)用于實(shí)際工程。二次插值法雖然計(jì)算精度高于線性插值法，但是，當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)處于外部環(huán)境遭遇寒潮襲擊或溫度驟變、混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部埋設(shè)冷卻水管等情況下時(shí)，其也不能很好地?cái)M合出混凝土結(jié)構(gòu)的溫度分布和溫度梯度，特別是冷卻水管周圍的混凝土結(jié)構(gòu)的溫度分布和溫度梯度。

保溫效果可以由表面散熱系數(shù)來評價(jià)，而目前，在不同的保溫措施條件下，混凝土結(jié)構(gòu)的表面散熱系數(shù)一般是通過經(jīng)驗(yàn)公式取得的，而這種通過經(jīng)驗(yàn)公式取得的表面散熱系數(shù)很難真實(shí)反映出實(shí)際工程施工現(xiàn)場混凝土結(jié)構(gòu)的表面保溫效果，給溫控措施的制定帶來不準(zhǔn)確因素。

另外，目前，太陽輻射熱大多是根據(jù)估算出的溫度梯度數(shù)據(jù)，通過經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算得出，在實(shí)際工程中可以發(fā)現(xiàn)，通過這種方法得到的太陽輻射熱不能夠很好地、真實(shí)地反映出混凝土結(jié)構(gòu)所在地的太陽輻射熱特性，應(yīng)加以改善求取方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種混凝土結(jié)構(gòu)溫度分布、溫度梯度、保溫效果和所在地太陽輻射熱的檢測方法，該檢測方法可方便快捷地得出混凝土結(jié)構(gòu)的溫度分布曲線、混凝土結(jié)構(gòu)的溫度梯度、混凝土結(jié)構(gòu)的表面散熱系數(shù)以及混凝土結(jié)構(gòu)所在地太陽輻射熱，溫度分布曲線、溫度梯度、表面散熱系數(shù)可為溫控防裂措施的制定快速提供直接參考依據(jù)，太陽輻射熱可真實(shí)地反映出混凝土結(jié)構(gòu)所在地的太陽輻射熱特性。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

一種混凝土結(jié)構(gòu)溫度分布的檢測方法，其特征在于，它包括步驟：

步驟一，在n+1個(gè)測點(diǎn)上分別設(shè)置溫度傳感器，該n+1個(gè)測點(diǎn)分別位于混凝土結(jié)構(gòu)表面以及混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)的n個(gè)不同深度位置上；

步驟二，在設(shè)定時(shí)刻測出該n+1個(gè)測點(diǎn)的溫度；

步驟三，設(shè)定混凝土結(jié)構(gòu)的溫度分布曲線為下式1)：

T(x)＝k₁+k₂x+k₃x²+k₄x³+...+k_n+1xⁿ????1)，

在式1)中，T(x)為在設(shè)定時(shí)刻時(shí)混凝土結(jié)構(gòu)的溫度分布，x為測點(diǎn)所在位置到混凝土結(jié)構(gòu)表面的距離，n為大于等于3的正整數(shù)，k₁、k₂、...、k_n+1為設(shè)定系數(shù)；