一种利用二维散热反演混凝土绝热温升的方法
【专利摘要】一种利用二维散热反演混凝土绝热温升的方法，涉及获取混凝土放热后期的绝热温升。本发明通过在混凝土多个横剖面并沿径向布设不同位置的温度传感器，测量不同时间不同测点混凝土的温度，通过差分计算温度场；利用实测温度与计算温度优化反演绝热温升。本发明由于没有传统方法中的累积损失热量，可以更好地反映出混凝土后期的放热过程。该方法使用的公式简洁明了，便于编制相关程序进行计算。同时，该方法可以通过控制环境温度，使得试件温度与工程中混凝土的温度变化相符合，这样所得到的绝热温升值更符合工程实际，从而有效克服了传统方法在放热后期混凝土温度偏高，不符合工程实际的缺陷。
【专利说明】一种利用二维散热反演混凝土绝热温升的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种获取混凝土绝热温升的方法，特别涉及获取混凝土放热后期的绝热温升。
【背景技术】
[0002]绝热温升关系到大坝施工中的温度控制，是大体积混凝土的一项重要性能。目前一般只进行28d龄期的绝热温升试验，仪器的绝热室要达到绝热试验条件，即胶凝材料的水化热不散发到外界环境。试件表面是裸露的，绝热室温度要跟踪混凝土试样中心温度，相差不大于±0.1°C。随着龄期的增长，二者温度差值导致的热量累积损失随之变大，因而难以保证试验精度。
[0003]在该试验方法基础上进行改进，形成了一种新的试验方法，在混凝土试件外面包裹保温层，其他步骤依然按之前的试验方法进行，由于有了保温层，降低了等效散热系数，即使热量累计损失稍大一些，对混凝土温升的影响也小得多。保温层导热系数越小，厚度越厚，试验精度越高。该方法虽然一定程度上减小了误差，但无法完全阻止混凝土散热，在龄期较长时也不能够很好地反映混凝土后期放热过程，试验精度依旧不高。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是通过在混凝土多个横剖面均沿径向布设不同位置的温度传感器的方法反演绝热温升，通过该方法可以更精确地获取绝热温升，同时经过数据分析后证明可以较好地反映出混凝土后期的放热过程。
[0005]本发明的目的是通过如下技术方案实现的:
[0006]一种利用二维散热反演混凝土绝热温升的方法，其特征在于该方法包括如下步骤:
[0007]I)首先制作圆筒式空心模具，在空心模具下部铺设一层保温材料，同时在模具四周分别铺设保温材料，厚度为下部保温材料的三分之一到五分之一；
[0008]2)沿模具高度方向选定m个不同高度的位置，其中m至少为3，间距均为1，浇筑混凝土，并在每个选定的高度位置沿模具径向布置并固定η个温度传感器，其中η至少为3，间距均为h ；
[0009]3)继续浇筑混凝土，浇筑完成后振捣混凝土，然后在模具上部铺设与下部相同厚度的保温材料，立即放入养护室中养护；
[0010]4)使用温度采集模块每隔固定时间Λ τ采集混凝土内温度传感器的温度信号；
[0011]5)利用差分方法计算温度场:任取一个温度传感器测温点设为O点，要求该点不在横剖面圆心上，且不是最外侧一层测温点；沿径向取与O点相邻的两个测温点，设为A点和B点，0、Α、Β三点位于同一半径上，其中A点靠近圆心，间距为h ;再沿轴向取与O点相邻的两个测温点，设为C点和D点，O、C、D三点位于同一直线上，间距为I ;
[0012]6)0点在τ+Λ τ时刻的温度由O、A、B、C、D五点在τ时刻的温度来表示:[0013]由热传导方程及混凝土径向、轴向二维散热得到下式:
[0014]
【权利要求】
1.一种利用二维散热反演混凝土绝热温升的方法，其特征在于该方法包括如下步骤: 1)首先制作圆筒式空心模具，在空心模具下部铺设一层保温材料(2)，同时在模具四周分别铺设保温材料，厚度为下部保温材料的三分之一到五分之一； 2)沿模具高度方向选定m个不同高度的位置，其中m至少为3，间距均为1，浇筑混凝土，并在每个选定的高度位置沿模具径向布置并固定η个温度传感器(3)，其中η至少为3，间距均为h ； 3)继续浇筑混凝土，浇筑完成后振捣混凝土，然后在模具上部铺设与下部相同厚度的保温材料(2)，立即放入养护室中养护； 4)使用温度采集模块每隔固定时间Λτ采集混凝土内温度传感器的温度信号； 5)利用差分方法计算温度场:任取一个温度传感器作为测温点，该测温点设为O点，要求该点不在横剖面圆心上，且不是最外侧一层测温点；沿径向取与O点相邻的两个测温点，分别设为A点和B点，0、Α、Β三点位于同一半径上，其中A点靠近圆心，间距为h ;再沿轴向取与O点相邻的两个测温点，分别设为C点和D点，0、C、D三点位于同一直线上，间距为I ; 6)0点在τ+Λτ时刻的温度由O、A、B、C、D五点在τ时刻的温度来表示: 由热传导方程及混凝土径向、轴向二维散热得到下式:
【文档编号】G01N25/20GK104007138SQ201410245084
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年6月4日 优先权日:2014年6月4日
【发明者】胡昱, 李庆斌, 徐峥, 高鹏, 王毅, 苏军安, 梁国贺 申请人:清华大学, 中国长江三峡集团公司, 中国水电顾问集团中南勘测设计院有限公司