水泥水化热与混凝土绝热温升研究综述

本文主要分析了水泥熟料水化的化学反应,混凝土绝热温升的热力学理论,以及分析总结了水泥粒径,温度和掺合料对水泥水化热的影响,给出了目前运用于水泥水化热的三种经验计算模型,并对今后研究方向做出了展望。

混凝土中水泥水化反应放热模型及其应用

大体积混凝土结构水化热温度场分析的关键是混凝土中水泥水化反应放热模型的确定.基于化学反应动力学原理,提出了一种物理意义明确,考虑了温度和化学反应物浓度对化学反应速率影响的混凝土中水泥水化反应放热模型,并将其应用于有限元分析.算例分析表明,该模型能很好地拟合了混凝土绝热温升的实测数据,较精确地预测了在不同浇筑温度下混凝土绝热温升的变化规律.

-3℃下水灰比对水泥水化放热影响的试验研究

硅酸盐水泥在凝结硬化过程中会释放大量的热量。为了探究持续负温养护下水灰比对水泥水化放热、水化度程、水化放热规律的影响并与低温养护下水泥水化放热特性进行对比分析，试验利用直接法测试了-3、3℃养护温度下龄期1、3、7、14、28、56d水灰比为0．24、0．31、0．38的硅酸盐水泥净浆水化放热量，计算其水化程度、分析水化规律、得出结果。试验结果表明：-3℃养护温度下，水灰比越大，同一龄期的水泥水化程度越高。与3℃养护温度下水泥水化相比，相同龄期持续负温养护下水泥水化程度减小、速度变缓；持续负温养护下，低水灰比增大一个水灰比梯度（O．24～0．31）对水泥水化程度影响很小；中等水灰比增大一个水灰比梯度（0.31～0．38）对提高后期水泥水化程度效果明显。而3℃养护温度下增大水灰比水泥水化程度就会显著提高。

涵闸工程施工期混凝土温度监测系统与水化热参数反演

针对涵闸工程混凝土温控防裂需要,研制了全自动化数字测温系统。该系统的硬件部分由数字式温度传感器、采集单元、GPRS DTU组成,软件部分包括中心服务器软件和客户端软件。系统实现了GPRS公用无线网络覆盖范围内无人值守、多测点远程测量和数据实时共享,具有体积小、无需布线、运行稳定、精度高等特点。经过实际工程多次应用,系统运行稳定可靠,达到预期性能。基于以上系统的测量数据,结合三维非稳定温度场数值计算,对特定工程的水化热参数进行了反演。规范给出普硅42.5水泥水化热参数为m=0.69,n=0.56;而根据实测数据反演的结果为m=1.85,n=0.79。根据两组参数分别进行了三维温度应力计算,得到完全不同的计算结果,前者温度应力未超标,后者多处超标需要采用温控防裂措施才能保证结构防裂安全。因此对实际工程进行温度监测和水化热参数反演是非常必要的。

粉煤灰及矿渣对水泥浆体系早期水化热效应的控制研究

针对深水天然气水合物层固井对水泥浆体系低水化热、及现代生态文明建设对工业废料有效利用的双重要求,重点利用粉煤灰及矿渣对水泥浆体系水化热的控制效应制备了以常规波特兰水泥为主料、粉煤灰及矿渣为辅料的低水化热水泥浆体系。采用自研半绝热测试实验设备对水泥浆体系早期水化过程中温度进行了连续测量,以水泥浆体系最高温度(TMAX)及最大水化温升(TRISE)表征了粉煤灰及矿渣对水化热控制效应。实验结果表明,粉煤灰及矿渣均可大幅度降低水泥浆体系早期水化热。同时,后期力学性能测试结果显示复掺矿渣有助于水泥浆体系早期强度的发育;另外,结合文献报道复掺粉煤灰有利于水泥浆体系后期强度的发育,极大的改善了水泥石致密性及耐久性。因此,基于2∶1∶1 (水泥∶粉煤灰∶矿渣)的质量配比制备了低水化热水泥浆体系CFS1-1,综合性能研究表明该低水化热水泥浆体系CFS1-1低温条件下具备较好的工程应用性能,为深水天然气水合物层固井水泥浆体系的设计提供了一种可行的方案,同时也实现了粉煤灰及矿渣等工业废料的高效及合理利用。

-3℃下不同矿粉掺量对水泥水化影响的试验研究

通过试验研究在-3℃环境下不同矿粉掺量的水泥浆体在一定龄期内的水化热以及水化程度,利用试验数据采用近似矩形法和直接法计算出水泥水化放热量,分析出不同矿粉掺量的水泥浆体在-3℃的水化程度,比较不同矿粉掺量水泥浆体水化放热量得出其水化规律,比较不同入模温度对水泥水化的影响程度,同时提出水泥浆体处于负温下水化热测定的方法。试验结果表明：-3℃下10%、20%、30%的矿粉替代量在1、3、7、14、28 d龄期下水化放出的热量比不加矿粉掺合料的水泥浆体放热量低1%~6%。通过试验得出入模温度以及水化温度对水泥水化过程影响至关重要,同时在一定龄期下,矿粉对水泥的水化有抑制作用,矿粉取代水泥的量越高水泥水化放热量越低。

谈锦江水库除险加固工程中如何减少大体积混凝土的水化热的影响

本文试通过分析计算水泥水化热绝热温升值和混凝土拌和物的温度,对混凝土拌和物的温度参数提出控制要求,从而减少水化热对大体积混凝土的影响。

水泥用量对大体积混凝土施工阶段温度应力的影响与工程应用

为获取水泥用量对大体积混凝土温度应力的影响规律,依据现行《大体积混凝土施工规范》(GB504962018),对四种不同配合比的C40混凝土工程应用进行试算,分析了水化热、绝热温升等与水泥用量之间的关系,结合工程案例,分析了水泥用量对大体积混凝土温度应力的影响.结果表明:水化热、绝热温升、温度应力等均随水泥用量的减少而明显降低,且水泥用量对大体积混凝土温度应力下降速率时程影响明显.

悬索桥主塔承台大体积混凝土水化热分析

大体积混凝土施工的关键在于控制水化热释放的温度而引起的温度裂缝,通过有限元软件模拟重庆某长江大桥P5主塔承台浇筑过程中不同进水温度下承台的最大温升及降温速率,从而确定出最佳进水温度,以解决因冷却管进水温度变化造成水化热温度控制难的问题。在此恒温进水工况下,得出中间布设冷却管层相比中上无冷却管层最大温升值低8~9℃,有冷却管层相比无冷管层最大温升时间延后了10~12 h。从计算结果与实测数据对比看来,受到外界因素影响越小的位置测点模拟结果更准确。

凝结时间调控对大体积混凝土温度历程的影响试验研究

大体积混凝土的温度裂缝控制是保障工程质量的重要环节。采用水泥水化热测定直接法与混凝土绝热温升法,试验研究了掺用葡萄糖酸钠和柠檬酸钠调控凝结时间对水泥和混凝土水化温度历程的影响。试验结果表明,缓凝剂主要延长了水泥的水化诱导期,而对随后的水泥和混凝土水化温度上升速率和温度峰值影响十分有限。因此,采用缓凝剂抑制大体积混凝土温度裂缝的效果很小,主要用于控制施工冷缝。

白色硅酸盐水泥在大体积混凝土中的应用研究

针对白色硅酸盐水泥在大体积混凝土中的应用缺乏研究数据支撑的问题,采用水化热、绝热温升、匹配养护混凝土抗压强度研究白色硅酸盐水泥在大体积混凝土中的应用。结果表明,掺入30%磨细矿渣粉可降低白色硅酸盐水泥放热速率,推迟最大放热速率出现时间;白色硅酸盐水泥与普通水泥相比,开始水化反应早,速度快,水化放热速率高,但最终水化放热量低;掺入30%磨细矿渣粉能有效降低白色硅酸盐水泥混凝土绝热温升速度和最终绝热温升温度;白色硅酸盐水泥混凝土绝热温升比普通水泥混凝土上升更快,最终绝热温升温度相差不大;掺入30%磨细矿渣粉复合胶凝材料配制的混凝土在匹配养护条件下早期抗压强度超过纯白色硅酸盐水泥混凝土;白色硅酸盐水泥混凝土抗压强度约为劈裂抗拉强度的14倍。

采用“双控”法,避免大体积混凝土开裂

建筑工程的大体积混凝土,一般都置于室内或埋入土中,在使用阶段,外界气温对其影响不大.但在施工阶段,情况则不一样.一方面,混凝土硬化期,水泥会放出大量的水化热,内部温度不断上升,当混凝土内部温度和外界气温温度相差悬殊,温度梯度较大,因温度变化引起的体积膨胀,在结构表面产生巨大的压应力,容易产生膨胀裂缝.另一方面,在后期降温过程中,体积随之收缩,受到基础的的约束,在混凝土内引起拉应力,若拉应力超过混凝土的抗裂能力时,会出现裂缝.因此,大体积混凝土施工中控制温度和控制混凝土内部温度应力,采用“双控法”,可以避免施工中,结构物出现开裂,确保施工质量.

中低热水泥与普硅水泥性能对比研究

近年来中热水泥、低热水泥已在水工等大体积混凝土中得到应用,并取得了良好的效果。本文对中热水泥、低热水泥与普硅水泥进行了性能对比试验研究,试验结果表明,三种不同品种水泥在材料组成上存在着较大的差别,普通硅酸盐水泥C3S含量高、C2S含量低,中低热水泥C3S含量低、C2S含量高;中低热水泥比普硅水泥早期水化放热量更低、放热速率更小,混凝土28d绝热温升低2~5℃;中热和低热水泥混凝土早期抗强度发展缓慢,后期强度持续增长,90d以后强度接近甚至超过普硅水泥混凝土,且中低热水泥混凝土体积稳定性优于普硅水泥混凝土,为中低热水泥在相关工程中的应用提供了借鉴意义。

CSA混凝土微膨胀剂性能研究

本文通过水泥水化热、混凝土绝热温升及干缩试验,证明了CSA混凝土微膨胀剂的优良性能。通过对孔结构和X射线分析,简述了掺膨胀剂混凝土自防水机理。

混凝土冬期施工注意事项

混凝土冬期施工要求正温浇筑、正温养护。对原材料的加热以及混凝土的搅拌、运输、浇筑和养护应进行热工计算,并据此施工。 对材料和材料加热的要求。（1）冬期施工中配制混凝土用的水泥,应优先选用活性高、水化热量大的硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥,蒸汽养护时用的水泥品种应经试验确定。水泥的强度不应低于42.5等级,水灰比不应大于0.6。

大体积混凝土裂缝产生的原因及预防措施

一、大体积混凝土裂缝的可能原因1、水泥水化热的影响水泥在水化过程中产生大量的热量,会引起混凝土内部急骤升温。水泥水化热引起的绝热温升,与混凝土厚度、单位体积水泥用量和水泥品种有关,混凝土厚度愈大,水泥用量愈多。

技术进展

专利名称:管段制作混凝土裂缝控制方法专利申请号:02136677.2公开(公告号):CN1398706申请日:2002.08.27公开(公告日):2003.02.26申请(专利权)人:上海隧道工程股份有限公司一种管段制作混凝土裂缝控制方法属于建筑工程领域。管段制作混凝土裂缝控制方法具体如下:①确定混凝土配合比,降低水化热方法;②分析混凝土内部温度场,结合实际工况条件布置冷却水循环方案;