堆石混凝土绝热温升曲线特征及速率模型

为了探究堆石混凝土温升机制,对6种不同堆石率、3种不同初始浇筑温度、3种不同堆石级配的堆石混凝土进行绝热温升试验。分析堆石率、初始浇筑温度、堆石级配对堆石混凝土绝热温升和温升速率曲线的影响规律。并在绝热温升规律的基础上,提出一种通用的堆石混凝土绝热温升速率模型,用于描述绝热温升速率随龄期的变化规律。绝热温升速率模型简单,对堆石混凝土绝热温升和温升速率的描述具有较好的效果。研究结果为建立混凝土绝热温升模型奠定了基础,并有望推动通过动力学研究分析堆石混凝土的温升机理。

基于混凝土绝热温升新模型分析大体积高强混凝土水化热效应

绝热温升模型是大体积混凝土水化热效应分析的最重要参数之一。本文根据混凝土所用水泥以C3S、C2S两种水化活性组分为主的特点,提出了考虑C3S与C2S水化反应速率差异的混凝土双项线性叠加多参数指数函数绝热温升模型。开展了一种普通高强C50混凝土和另一种高性能C60混凝土的绝热温升试验,将双项叠加式新模型、传统单项指数函数模型与试验结果对比,结果表明新模型与试验结果拟合更好。将新旧模型用于某桥墩身大体积混凝土水化热有限元建模分析中,并与实测温度变化过程进行比较。对比结果显示,运算分析所得的温度变化趋势与实测所得温度变化趋势吻合度较好,整体误差值控制在0.1℃~2.97℃之间,在快速放热阶段能较好地反应拱脚结构的实际升温情况。

粉煤灰掺量与自密实混凝土绝热温升的相关性研究

自密实混凝土中的粉煤灰掺量是影响自密实混凝土水化热的一个重要因素,在实际工程中为了降低绝热温升往往在自密实混凝土中大量掺入粉煤灰。结合实际工程研究不同掺量的粉煤灰对自密实混凝土绝热温升的影响,对粉煤灰的掺量分别是50%、60%、70%和80%的自密实混凝土进行绝热温升试验,得出粉煤灰掺量对自密实混凝土绝热温升的影响规律。粉煤灰掺量为50%的自密实混凝土的最终绝热温升值最高,达到36.03℃,粉煤灰掺量为80%的自密实混凝土最终绝热温升值最低,只有21.41℃,绝热温升值与粉煤灰掺量呈线性负相关,绝热温升值随粉煤灰掺量的增加而减小,粉煤灰的大量掺入可以降低自密实混凝土的绝热温升从而降低堆石混凝土开裂的风险。

混凝土绝热温升组合指数式参数计算方法的改进及应用

在大体积混凝土施工温控方案研究中,绝热温升计算公式的选取是开展温度场及温度应力场计算的重要基础。目前工程界常用的混凝土绝热温升双曲线式及双指数式在后续水管冷却计算中较为复杂,而朱伯芳院士提出的组合指数式可极大的简化后续计算。以双曲线式为基础,利用数学回归分析对组合指数式中三个参数的计算方法进行改进,提出了确定组合指数式参数的幂函数计算式。通过对比分析表明采用改进的算法时,组合指数式与双曲线式计算结果吻合度更高,用于混凝土绝热温升计算及水管冷却计算更为合理。将该算法应用于望丰水库大坝施工期温控方案研究,采用有限元软件ANSYS计算不同温控方案下大坝温度场分布特征,研究成果及施工期监测数据表明该算法可有效运用于大坝混凝土温控计算,可为类似大体积混凝土工程温控防裂方案设计提供参考。

空调冷水管道绝热层经济厚度及冷水温升探讨

基于现有公式,建立了空调冷水管道绝热层经济厚度与冷水温升耦合计算式。以DN50空调冷水管道为例,在实际绝热层外表面传热系数下,计算出空调冷水管道绝热层经济厚度、管道内空调冷水温升,分析了主要参数对计算结果的影响;给出了不同管径空调冷水管道绝热层经济厚度及100m长钢管内空调冷水温升。

低热水泥掺量对混凝土绝热温升的影响

随着低热水泥在大体积混凝土中广泛应用,需进一步优化低热混凝土绝热温升性能,降低大体积混凝土的开裂风险。通过调整低热水泥掺量并结合混凝土力学性能和热学试验,研究了3种水泥掺量对混凝土绝热温升及其他热学与力学性能的影响。结果表明:低热水泥掺量对混凝土绝热温升的影响较为显著,与使用水泥掺量为450 kg/m^(3)的混凝土相比,水泥掺量为500 kg/m^(3)的混凝土28 d时最终温度增长23.7%;水泥掺量对低热水泥混凝土热学、力学性能的影响有限,采用高水泥掺量时可获得相对优异的力学性能,相较于水泥掺量为450 kg/m^(3)的混凝土,500 kg/m^(3)时导热系数和线膨胀系数方面有所提升,分别提高10.4%、1.9%,但比热方面略有降低,降幅约为2.3%。

堆石混凝土绝热温升性能初步研究

堆石混凝土筑坝技术是一种正在迅速发展的新型筑坝技术,具有施工速度快、造价经济、施工质量容易保证、环境友好等突出优点。堆石混凝土的绝热温升性能是研究堆石混凝土大坝抗裂性能的重要指标。文中采用自密实混凝土绝热温升物理试验与堆石混凝土绝热温升过程数值试验相结合的方法,对堆石混凝土绝热温升性能进行了研究,提出了堆石混凝土绝热温升的简便计算方法。

基于等效时间的混凝土绝热温升

对不同养护温度下的混凝土绝热温升进行了研究,采用化学反应速率描述环境温度对混凝土绝热温升的影响,探讨了化学反应速率与养护温度之间的关系.引入等效时间的概念,根据Arrhenius函数和指数函数研究水化热化学反应速率随温度的变化,最后采用反演分析方法中的最小二乘法回归分析试验数据,确定绝热温升和等效时间的关系式.结果表明,温度对混凝土水化热最高绝热温升影响不大,对于某种混凝土存在唯一的绝热温升与等效时间关系曲线,可以用等效时间描述温度对混凝土绝热温升的影响.

混凝土绝热温升的实验测试与分析

从理论上讨论了影响混凝土绝热温升的主要因素,并通过实验分析了初始入模温度、掺加粉煤灰和减水剂等因素对混凝土绝热温升和温升速率的影响.结果表明,提高混凝土初始入模温度将加速胶凝材料的水化,并缩短水化反应持续时间,这对低强度等级混凝土所用胶凝材料的水化程度影响不大,所以对其绝热温升值影响不显著,但明显降低高强度等级混凝土所用胶凝材料的水化程度,使其绝热温升值下降.掺加粉煤灰或减水剂来改变混凝土的工作性也会影响混凝土的绝热温升值和温升速率.

混凝土绝热温升和热传导方程的新理论

对不同养护温度条件下的混凝土绝热温升进行了研究 ,并采用化学反应速率来描述时间和温度对混凝土绝热温升的影响 ,探讨了化学反应速率与养护温度之间的关系 .根据混凝土不同养护温度 (4.4℃ ,2 3.3℃和 4 0 .0℃ )时绝热温升试验结果的分析 ,得出如下结论 :(a)混凝土绝热温升可以用三参数双曲线函数描述 ;(b)化学反应速率是混凝土养护温度的非线性函数 ;(c)只有对混凝土样本化学反应速率作进一步研究 。

不同胶凝材料混凝土绝热温升试验

通过系统开展混凝土绝热温升试验,对比研究单掺粉煤灰、单掺矿粉、粉煤灰矿粉双掺混凝土绝热温升的特点。研究结果表明:粉煤灰可有效降低混凝土绝热温升,大掺量矿粉可有效缓解水泥矿物水化引起的集中放热,粉煤灰和矿粉双掺的混凝土的水化放热特点更适合于大体积混凝土工程。

水胶比和粉煤灰对混凝土绝热温升的影响

研究了水胶比及粉煤灰等质量替代水泥对混凝土绝热温升历程的影响。利用等效龄期法和双曲线模型,分析了水胶比和粉煤灰对最终温升θu和发热系数M的影响。结果表明:增大水胶比和掺入粉煤灰均可降低混凝土的绝热温升值,并推迟水化放热峰的到来时间;在相同的粉煤灰取代百分数下,随着水胶比的降低,粉煤灰降低混凝土绝热温升的能力减小。

粉煤灰掺量对混凝土绝热温升的影响

通过实验研究了不同粉煤灰掺量对混凝土绝热温升的影响.研究结果表明:在一定龄期之后,较高水胶比低强度等级混凝土的绝热温升随粉煤灰掺量的增加而下降,而较低水胶比高强度等级混凝土的绝热温升随粉煤灰掺量的增加而上升,但当粉煤灰掺量达到50%(质量分数)时,其绝热温升反而下降;粉煤灰掺量为0,20%,30%,60%时,等强度等级C30混凝土的绝热温升随粉煤灰掺量的增加而下降.

混凝土绝热温升计算模型及其应用

混凝土绝热温升计算模型是影响混凝土结构水化热温度场有限元仿真分析精度的关键因素.本文从水泥水化放热反应本质出发,考虑龄期、温度和温度历史影响,提出了一种基于水泥水化度的混凝土绝热温升计算模型.通过对混凝土绝热温升试验数据的拟合,确定模型特征参数及验证模型的准确性,并将模型应用于混凝土温度场有限元仿真分析中.算例结果表明,该模型不仅能够采用统一的函数来描述不同浇筑温度和温度历程下的绝热温升过程,且与混凝土绝热温升的试验实测数据较好吻合,同时也能较精确地预测工程现场条件下混凝土结构实际的温度变化,具有一定的应用价值.

基于组合指数式绝热温升的泄洪洞衬砌混凝土温度场仿真分析

针对目前常用的双曲线式绝热温升与试验资料吻合得较好,但不便于数学运算,而组合指数式绝热温升既与试验资料吻合得较好,又便于数学运算,分别开发了双曲线式绝热温升和组合指数式绝热温升的水管冷却等效热传导法有限元仿真分析程序,结合西南某含有冷却水管的泄洪洞衬砌混凝土工程,将常用的双曲线绝热温升转化为组合指数式,然后进行温度场仿真分析对比。分析表明,两种方法仿真计算的典型时刻的代表节点温度和中间断面温度场的吻合情况均令人满意,但相对双曲线式绝热温升的水管冷却等效热传导法,组合指数式绝热温升的水管冷却等效热传导法公式简洁,便于程序实现,且计算速度快。

粉煤灰混凝土绝热温升的试验研究

目的研究不同粉煤灰的掺量和不同水胶比条件下粉煤灰混凝土的绝热温升和胶凝材料水化速率的发展规律.方法利用混凝土绝热温升仪测试混凝土绝热温升.结果在水胶比0.53条件下,混凝土的绝热温升值随着粉煤灰掺量的增加而下降;在水胶比0.25条件下,绝热温升值先随着粉煤灰掺量的增加而增大,当掺量达40%以后绝热温升值开始下降。混凝土中胶凝材料的水化速率峰值随粉煤灰掺量增加而下降.结论粉煤灰混凝土的绝热温升受水胶比和粉煤灰掺量共同影响,低水胶比条件下只有适当增加粉煤灰的掺量才能降低粉煤灰混凝土的绝热温升;高水胶比条件下,粉煤灰混凝土的绝热温升随粉煤灰掺量增加而下降.

大体积钢铁渣粉混凝土绝热温升与施工模拟试验

通过开展钢铁渣粉混凝土绝热温升和施工模拟试验,分析了钢铁渣粉对大体积混凝土绝热温升的影响。试验结果表明:掺加钢铁渣粉可有效降低混凝土放热峰值和温升速率,且掺量越多,放热峰值出现时间越晚。施工模拟试验亦表明,相比常用的掺加矿渣粉和粉煤灰混凝土,掺加钢铁渣粉更能有效降低混凝土放热峰值和温升速率。试验结果为钢铁渣粉在大体积混凝土中的推广应用提供了参考数据。

多因素影响下混凝土绝热温升计算模型研究

混凝土绝热温升与混凝土的龄期、水胶比、粉煤灰掺量和温度等多种因素有关,目前缺乏综合考虑这些影响因素的混凝土绝热温升计算模型。通过对不同水胶比、粉煤灰掺量和入模温度条件下的混凝土开展绝热温升试验,分析了诸因素对混凝土绝热温升和温升速率的影响,提出了新的计算模型,并确定了特征参数及验证了模型的准确性。结果表明,新模型能采用统一的函数来描述不同配合比和温度历程下的混凝土绝热温升过程,且与混凝土绝热温升试验的实测数据吻合较好,可以较精确地预测混凝土结构温度变化,具有一定的实用价值。

高掺粉煤灰大坝混凝土绝热温升试验研究

混凝土绝热温升模型是大体积混凝土结构温度场仿真分析的重要条件。采用绝热与半绝热两种试验方法,进行基准混凝土和高掺粉煤灰大坝混凝土的绝热温升试验研究。结果表明粉煤灰的掺入可减少混凝土的绝热温升与早期放热速率,降低温升速率峰值,使混凝土的开裂风险减小。采用半绝热模式比绝热模式可得到更接近实际的结构混凝土的绝热温升,绝热模式得到的绝热温升可用于评价混凝土自身的放热能力。结合试验结果,对比分析三种绝热温升模型,提出适用于大坝混凝土温度场仿真的绝热温升模型。

基于绝热温升控制的GHPC配合比优化设计

根据影响砼绝热温升的 3个主要因素 ,利用正交试验设计与方差分析方法 ,考察了水胶比 ,单位水泥用量 ,高效减水剂的掺量 ,粉煤灰的掺量 ,粗集料的类型、水泥种类等 6个因素对砼的绝热温升、2 8d抗压强度、工作性及抗 Cl-渗透性 4个考核指标的影响 ,得到了最佳配合比。结果表明 :在最佳配合比下 ,能有效地控制大体积砼的绝热温升 ,保证其高耐久性。