承台大体积混凝土水化热温度监测分析

通过对某铁路桥梁承台大体积混凝土水化热温度的实测分析,得到了承台大体积混凝土由于水化热而引起的温度的发展和变化规律,并根据此发展和变化规律提出了防止水化热温度梯度引起的承台开裂的一些有效工程措施,为今后大体积混凝土的设计和施工提供有益的参考和借鉴.     

大体积承台混凝土水化热分析及温控措施

由于水泥的水化热作用,大体积混凝土浇筑过程中将产生大量的水化热.混凝土浇筑初期,外部混凝土收缩受到内部混凝土约束产生拉应力,当其超过材料的抗拉强度时产生裂缝.文章首先介绍混凝土水化热产生的机理和水化热发生的过程,然后通过工程实例详细介绍了大体积混凝土浇筑过程中的水化热影响及如何降低混凝土内部的绝热温升,施工时应采取温控防裂措施,减小混凝土的水化热和内外温差.     

某拱桥承台大体积混凝土水化热温度效应研究

以一座中承式钢管混凝土拱桥为背景,利用MIDAS有限元软件对拱脚承台的大体积混凝土水化热进行计算分析.通过对主要水化热影响参数的分析,得到了最优水化热施工控制方式,采用全面分层法一次浇筑工艺,有效避免了大体积混凝土施工过程中水化热温度控制不理想、混凝土开裂的风险,缩短了施工周期,提高了经济效益.     

水化热引起的大体积混凝土墙温度分析

根据已提出的考虑混凝土化学反应速度的热传导方程新理论，分析了水化热引起的大体积混凝土墙的温度场，给出了该问题非线性热传导方程的解析迭代公式，研究中，绝热温升采用了基于Arrhenius理论的有效时间的函数，从而导致求解非线性热传导方程，从计算结果得出如下结论：（a)浇筑温度对大体积混凝土墙的最高温升有显著影响，浇筑温度越高，混凝土墙的内外最大温差越大；（b)由于混凝土的导热系数低，墙中心的温度高于其表面温度，这将导致混凝土墙横断面上不同位置在不同时刻具有不同的水化热化学反应速率；（c）水化热化学反应速率随温度升高而加快，从而使混凝土硬化速度加快，初凝和最终凝固时间缩短，因此，在炎热气候条件下宜采用低热水泥。     

异形大体积混凝土水化热研究及仿真分析

为了研究异形大体积混凝土在施工过程中的温度及应力变化规律,同时验证防止异形混凝土结构开裂的设计合理性。以龙游县景观云桥某异形大体积混凝土桥墩为工程背景,通过是否考虑冷却管对结构水化热的影响,利用大型有限元软件分别建立有限元模型进行仿真分析,研究结构内部温度沿厚度方向的时变规律,并对有无冷却管的结构温度场及应力场进行对比分析。结果表明:在浇筑过程中,结构中心部位温度先升后降,且伴随混凝土龄期的发展,混凝土内部高温区域逐渐缩小,且由起始浇筑中心位置逐渐沿厚度方向向下移动。结构早期应力由内外温差引起,且集中于外表面。异形桥墩内部温度场与常规形状桥墩分布变化规律基本相同,并且内部温度略低于后者。通过布置冷却管,能有效降低结构水化热,减小温度应力,有效控制表面温度裂缝的产生。     

大体积混凝土灌注桩的水化热温度监测与控制

本文介绍大体积混凝土灌注桩利用岩土作为天然保温层时,通过监测混凝土内部的温度变化情况,了解岩土的保温性能,推算出岩土的导热系数,为以后大体积混凝土灌注桩提供参考依据.     

大体积混凝土灌注桩的水化热温度监测与控制

本文介绍大体积混凝土灌注桩利用岩土作为天然保温层时，通过监测混凝土内部的温度变化情况，了解岩土的保温性能，推算出岩土的导热系数，为以后大体积混凝土灌注桩提供参考依据。     

混凝土水化热温升的计算

讨论了混凝土水化热温升对混凝土结构的影响,对浇筑混凝土水化热温升进行了计算。     

异形承台大体积混凝土水化热控制模型及跟踪监测

针对某异形承台大体积混凝土的水化热控制问题,提出了大体积混凝土的控制方法、并对其进行了实时跟踪监测分析与研究.其研究成果:承台混凝土浇注每层测点温度曲线规律呈现出一定的一致性:混凝土温度在浇筑后经历一个升温期后在冷却水管的作用下开始降温;承台混凝土浇注每层内表温差的变化都基本一致,而且随着气温的变化而上下起伏,且幅度比较大.     

大体积混凝土施工技术及水化热引起裂缝的预防措施

讨论了大体积混凝土施工技术及水化热引起裂缝的预防处理方法;并对规范要求做了详细的技术分析,同时提出了细部施工方案.     

混凝土水化放热模型的实验分析和计算

大体积混凝土因早期水化热引起的温度场 会导致开裂, 影响结构安全和正常使用, 其中混凝土热学参数的准确性会直接影响混凝土温度场计算的准确性. 从胶凝材料水化反应机理出发, 基于化学反应动力学原理及不同矿物组成的水泥水化热实验数据, 提出了一种考虑粉煤灰掺入和温度影响的混凝土水化放热模型. 该模型可以准确地反映混凝土水化放热量及温升随龄期的变化, 且与实测值吻合良好.     

矿物掺合料对高性能混凝土浆体水化热的影响

研究了矿物掺合料对高性能混凝土浆体水化热的影响 ,结果表明 :矿物掺合料的加入可明显降低水泥浆体的水化热、放热速率 ,同时推迟达到最高温升的时间 ,尤其是双掺、三掺更为显著。利用矿物掺合料减少水化热和延迟水化放热进程的作用 ,可以缓解高性能混凝土水泥用量大及标号高造成的早期放热量大的程度 ,降低温度应力 ,提高混凝土的耐久性。     

混凝土箱梁层水化热场时程分析与评价模型

针对混凝土箱梁墩顶块在施工浇筑过程中的早期开裂现象,基于最小目标原理,建立了混凝土箱梁水化热评价模型;在水化绝热温升模型的基础上,采用大型通用软件ANSYS,对正常浇筑模式下和3层浇筑模式下混凝土箱梁墩顶块水化热温度场进行三维数值仿真,得到水化热场温度峰值和温差峰值时程曲线,并将3层浇筑与正常浇筑模式进行了对比分析以及优化评价。研究结果表明：3层浇筑方式能够改善混凝土水化热温度峰值,但对缩小温差峰值不明显;热场评价模型能够准确地反映浇筑方式的合理性,评判其温度峰值与温差值的差异性。     

放射性废树脂水泥固化中水化热的降低

降低放射性废树脂水泥固化中水化热可以降低温度应力、减少裂纹。比较了添加沸石、轻烧高岭石粉、矿渣和粉煤灰对ASC特种水泥树脂固化体抗压强度的影响。根据强度测试结果,选择了使固化体强度可以满足要求的配方。通过比较相同散热条件下所选配方的最高中心温度,选择得到了添加20%沸石的最佳配方。实测了用最佳配方进行200L固化的温度曲线。结果表明:该配方的最高温度为75.4℃,且固化体表面不出现裂纹,树脂包容量体积分数达到55%～60%,实现了放射性废树脂的高效固化。     

纳米SiO2对硅酸盐水泥水化放热特性的影响

以硅灰为对比,利用微量热仪研究了纳米SiO2对硅酸盐水泥24 h内水化历程、水化放热特性的影响.研究结果表明:掺入纳米SiO2的水泥试样24 h内水化历程也可划分为类似于纯硅酸盐水泥水化的5个阶段;纳米SiO2的掺入,促使诱导期、加速期和减速期的出现提前,缩短了诱导期持续的时间;提高了水化开始时的放热速率,使第二放热峰的出现提前,增大了水化放热量.     

空心薄壁墩水化热温度效应研究

采用热-结构耦合分析的方法对水化热引起的空心薄壁墩的温度效应进行分析,计算中考虑了混凝土弹性模量随龄期的变化.利用ANSYS软件模拟178m高墩施工进程中的水化热温度效应,得到空心墩墩底实体段、墩身、以及节段接缝处的温度和应力随时间的变化规律,结果表明与一般大体积混凝土的温度效应不同,空心薄壁混凝土结构由于水化热引起的温度升高不超过40℃,但温度应力比较大,最大温度应力达到6MPa,值得设计施工人员认真对待.     

PC箱梁墩顶块水化热温度冲击模型及空间仿真

针对目前PC箱梁墩顶块在施工过程中由于水化热导致出现裂缝现象,结合实际工程,综合考虑混凝土密度,比热容,热传导系数的温度时变效应,建立水化热温度冲击模型,采用单元生死技术和子模型技术对PC箱梁墩顶块水化热温度场进行空间数值仿真。经与实测数据对比说明:水化热温度冲击模型准确、实用;腹板与底板、腹板与顶板、腹板与横隔板交合处混凝土浇筑量较大,产生大量水化热,导致浇注温度很高;并向表面依次降低,由里及外温度梯度分布宽度逐渐小;采用单元生死技术能有效模拟混凝土箱梁分层浇筑或多层浇筑;子模型技术适合PC箱梁墩顶块局部精细分析,可解决单元划分所导致的复杂结构水化热热量传导梯度过大及阶跃现象。该成果对工程实际具有一定的参考价值。