热电偶测温技术在大体积混凝土施工中的应用

　　对热电偶的测温技术原理及率定过程作了介绍，由热电势与温度值的关系归纳出经验式，在大体积混凝土工程中得到应用，并在现场测温中作进一步改善。
　　当大体积混凝土浇注后，由于水泥在水化过程中放出热量-一水化热，使混凝土温度升高，同时热量通过其表面向四周散发形成内外温度差，从而产生温度应力;相反，混凝土表层温度低于混凝土内部温度时又产生约束温度应力。当这两种温度应力超过混凝土的抗拉强度时，就会产生裂缝。在某港翻车机房的大体积混凝土施工中，我们首次采用铜镰铜热电偶测温技术，及时掌握混凝土浇注后的温度变化规律，用以指导施工。在混凝土浇注初期，当内外温差太大.时，立即加盖草包，使内外温差控制在--定范围以内。结果使浇注的6000m“混凝土，未出现一条裂缝。达到预期效果。
主要仪器设备
(一)铜一镰铜热电偶
　　系由0.3mm的胶质镰铜线和同直径的单芯胶质铜线组成。两个端部用焊锡连接,外涂环氧树脂，导线的长短粗细不影响测定结果。
(二)温度计
　　量程0~50C，最小分度值为0.1℃的玻璃水银温度计二支。
(三)电位差计
　　选用UJ33a型直流电位差计，最小分度值为1μV。
(四)保温瓶
　　3~5磅大口热水瓶一只，普通热水瓶5只。
二、热电偶的率定
　　由实验可知，铜一镰铜热电偶的工作点温度t与热电势E之间的关系式是一条倒U字形曲线，其顶点为中立温度275℃，由于我们使用范围在0~50℃之间，这一段可近似看成直线。
(一)方法
　　将自制热电偶铜线的中部剪开，分别接在电位差计的正负接线柱上、热电偶的一端作工作点，浸于不同温度的工作介质中:.端作恒温点，浸于温度恒定为to的介质中。这样就构成热电偶的测最回路(图1)。

　　不同工作点的介质温度可用数个热水瓶分别灌入水温为50℃、40℃、....的水来模拟。恒温点介质，用冰水混合物遭入保温瓶中能保持水温0℃不变。
(二)率定
　　将热电偶和温度计用线绑扎后，从保温瓶塞子的小孔中插入介质中部。在率定过程中每改变一个工作点的温度，即由一人看温度计，一人调电位差计，当电位差计达到恒定时，两人同时读数。
根据上述步骤得到一系列的对应热电势-温度率定值数据，见附表。

　　对附丧数据经川最小二乘法计算得:
A=0.676，B=25.7587
回归方程为t=25.7587E+0.676
相关系数r=0.9998
由相关系数可见这是一个非常理想的直线方程
三、工程应用
(一)工程概况
　　翻车机房底板厚1.4~2.1m，墙板厚1~2.1m，中墙厚0.6m，属大体积钢筋混凝土结构，根据设计技术要求，混凝土强度等级为C25，抗渗标号S8，抗冻标号D200,要求做到不渗不漏不裂,混凝土总量为6350m³,施工要求达到优质工程质最标准。
(二)热电偶设置
　　整个翻车机房底板混凝土分三个流水段，中间设置两条闭合块，由西向东施工，每一流水段设六个测温点(图2)。为了解混凝土截面温变的变化，每.-测点需测出混凝土的表而、表层和中心温度。其中表面温度可由普通温变计测得;在混凝土表面以下10cm处和截面中心各埋设热电偶一只测出表层温度和中心温度。热电偶应埋设在结构断面最大的侧墙和中隔培处，固定在钢筋上。导线沿射筋引出墙外，并作好记号。热电偶的埋设时间宜在混凝土浇注前，钢筋工程隐蔽验收后进行为好。
（三）测温方法与结果

　　从混凝土浇注完毕后4~6h，即在表面覆一层塑料薄膜、二层草包。前三天每4h测温-次，以后8h测一次，一周后每天测温一次，-般14d即可告一段落。以第I流水段2号测点为例，测温结果见图3。

四、结论与体会
1.由图3可见混凝土中心最高温度为36.1℃，与表层温度差为11.4℃,与表面温度差为19.6℃，都在控制范围内。
2.不论混凝土中心温度还是表层温度，前三天的升温值最快;以后趋于平缓;5~6d后开始降温。同此对大体积混凝土工程，浇注后的一周内温度控制是非常重要的。
3.混凝土中心温度与混凝土表层温度变化规律相似，但略高10℃左右，这与表层混凝土散热快有关。而混凝土表面温度则随外界气温而变化，同时也与覆盖层的保温情况有关。
4.现场热电偶测温时需带上冰水混合物的保温瓶作恒温介质，工作时极不方便，解决的方法可采用:
(1)延长导线引入操作室固定保温瓶位置，但需用较多的导线。
(2)根据热电偶中间温度定律:母热电势等于各子热电势的代数和。
　　根据我们已建立的恒温点为0℃的直线方程，到达工地后可按即时气温加以换算。例:当时气温为9℃，代入(2)式，得E为0.3232mV，(以0℃为基准，9℃时的子热电势)，然后再以9℃为基准测得工作点的热电势E(t1t0)为1.227mV,按热电偶中间温度定律计算出工作点的温度:
25.7587×(1.227+0.3232)+0.676=40.6℃
　　即混凝土测点温度为40.6℃。
5.通过这次底板测温，我们认为原施工组织设计中规定的混凝土中心溫度与表面温度差控制在25℃以内是恰当的。图3的温度变化曲线也证实了这一点。