水泥粒径分布对混凝土绝热温升影响的模拟

为了模拟水泥粒径分布对混凝土绝热温升过程的影响,建立了一个基于水化深度的水化模型．该模型假定混凝土中水泥水化过程由水化深度控制,且水化深度随时间的发展与颗粒粒径无关;通过水泥等温放热曲线试验推导得出最大水化深度的存在;假定温度对水化过程的影响满足Arrhenius公式．通过混凝土绝热温升仪测定了3种不同初始温度下的绝热温升曲线,以此得到水化模型所需的基准水化速率曲线．最后将建立的水化模型用于模拟混凝土的绝热温升曲线,结果表明:基于水化深度的水化模型能够准确模拟水泥粒径分布和初始温度对混凝土绝热温升的影响．     

高性能混凝土绝热温升影响因素的试验研究

通过混凝土绝热温升比对试验，探讨了初始温度、粉煤灰、水胶比等因素对混凝土绝热温升的影响。结果表明：混凝土拌和物的初始入模温度对早期的温升速率影响较明显，初始温度越高，温升速率越快，但对混凝土最终的绝热温升值影响很小；粉煤灰等量取代水泥可以使混凝土早期的温升速率减慢，放热峰值推迟出现，但对最终温升值影响很小；胶凝材料用量越多，其早期的温升速率越快，最终的温升值越高。     

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。     

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肢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。     

热湿传导模型在早龄期混凝土非结构性裂缝分析中的应用

为了更加准确的分析混凝土结构早龄期非结构性裂缝的产生机理,提出了混凝土三维有限元热湿传导数值计算模型.该模型考虑了水泥水化放热引起的混凝土温度变化、表面干燥失水而造成的混凝土湿度非均匀分布和热传导与湿度扩散之间的耦合作用;采用考虑水化度的混凝土弹性模量和抗拉强度计算公式来表征早龄期时温度变化对其力学性能的影响,同时在应力分析中采用Bazant的双幂函数徐变模型.算例分析表明,该模型能很好地预测实际条件下混凝土温度、湿度变化和相应产生的应力,具有一定的工程应用价值.     

改性木素磺酸盐高效减水剂对水泥水化及混凝土耐久性的影响

为了研究由木素磺酸钙改性缓凝高效减水剂GCL1-3A对混凝土耐久性的影响，测定了掺加GCL1-3A的水泥净浆水化参数，包括水化温升、硬化水泥的化学结合水量以及微观结构、孔隙结构。同时测定了GCL1-3A对混凝土抗渗性及碳钢腐蚀情况的影响。结果表明：GCL1-3A能显著延缓水泥水化的放热，掺量为0．35％时使水化过程的最高温度降低13℃，减少混凝土温度裂缝产生。掺加GCL1-3A可使硬化水泥石中10nm以下的小孔明显增加，平均孔径减小；同时促使水泥水化生成大量晶型细小的钙矾石，混凝土填充得更密实。综合作用使得掺加GCL1-3A的混凝土渗水性降低，28天抗渗标号达S27；碳钢挂片实验还证明GCL1-3A能减缓混凝土钢筋表面的锈蚀。结果表明GCL1-3A能有效提高混凝土的耐久性。     

自密实混凝土绝热温升速率试验研究

通过绝热温升试验研究入模温度和配合比参数,包括粉煤灰掺量、粉煤灰和矿渣复掺、水胶(灰)比等对自密实混凝土绝热温升速率的影响.通过基于等效时间的绝热温升速率曲线特征,分析各配合比参数对温升速率特征值的影响.结果表明:(入模)温度对试验配合比绝热温升的影响可以用Arrhenius方程进行描述;水泥用量和水灰比对温升速率的影响最为显著;温升速率峰值与单方混凝土水泥用量存在较明显的正相关关系,且随着水灰比的增大明显降低;各配合比的诱导期时间、温升速率加速期持续时间相差不大,减速期持续时间相差较为悬殊;粉煤灰或矿渣替代水泥,导致温升速率峰值降低,减速期明显延长.     

早期混凝土热学参数优化及温度场精确模拟

早期混凝土温度场变化剧烈,其生热过程、导热性能都与水化过程密切相关。综合混凝土绝热温升方程、热学参数和边界条件三方面,进行了早龄期混凝土热学参数优化和温度场精确模拟的研究。在室内试验基础上,采用Python语言编写遗传算法程序,并将二次开发的ABAQUS温度场子程序嵌入到遗传算法中,进行了绝热温升方程的参数优化;考虑导热系数和比热变化,开发了基于水化度的热学参数子程序。采用优化后绝热温升方程对某工程实例进行了对比研究,结果表明：热学参数变化对早期混凝土的温度场分布有重要影响,考虑水化度热学参数变化的工况比不考虑该参数变化的工况,承台内部温度最高值增大7.28%,表面温度最高值增大14.30%,内外温差增大3.81%,内外温差值较高的范围也较大;研究成果能更为精确的预测结构早期应力和开裂。     

水泥细度与成分对混凝土温升的影响

大体积混凝土的绝热温升影响因素众多,其中水泥细度与组成成分的影响研究较少。分别测试了不同水泥细度及碱含量、粉煤灰掺量与石膏含量等对混凝土温升的影响规律。研究结果表明,随着水泥比表面积的增加,混凝土绝热温升值与温升速率随着水泥细度增加而增大;水泥碱含量在0．4％～1．2％范围内,水泥碱含量增加,其最大温升值减小,水泥碱含量过高或过低都会延长混凝土温升时间;粉煤灰的掺入有利于降低混凝土最大温升值;石膏含量增加也对控制混凝土温升有利。     

基于水化度的热学参数对混凝土温度场影响分析

热学模型及参数取值是研究混凝土温度场的关键问题.为了更准确地模拟粉煤灰混凝土水化过程中的温度场演化,通过绝热温升试验获得了28 d龄期内粉煤灰混凝土多个测点的温度,然后基于实测温度采用BP神经网络反演了整个养护期内随水化度α变化的比热c(α)、导热系数λ(α)、水化热Q(α)等参数;最后,将所提出的反演28 d龄期内热参数方法和已有研究成果中的组成成分质量百分比估算法、考虑早期热学参数随水化度变化计算法计算所得的热学参数分别输入有限元计算模型,并将3种取值方法的数值模拟结果与实测温度值对比,结果表明:反演算法数值模拟结果与实测值基本一致,能更好地模拟粉煤灰混凝土28 d龄期内各处的温度演化.     

热管在大体积混凝土结构温度控制中的应用研究

在数值计算的基础上，探索了一种很有希望的、新型的对大体积混凝土结构进行温度控制的方法，即应用热管将大体积混凝土结构中产生的水化热传递出去，有效地控制了由于水化热引起的混凝土内部的温度梯度，使其达到规范的要求，避免产生裂缝，以满足强度的需要。而且可以通过对热管间距及热管运行温度的控制以适应不同实际情况的需要；与常规的混凝土养护方法相比，能较大地节约能源与投资，经实验证实，该方法理论模型及计算结果与试验结果吻合良好。     

现浇大体积混凝土的裂缝控制技术

高层建筑基础大体积混凝土施工,一般使用低水化热的矿渣水泥,而本工程因混凝土设计标号高,必须使用高水化热的普通硅酸盐水泥．在本文,合理选用原材料,用ＵＥＡ外加剂代替相应水泥用量并调整配合比,对混凝土温度进行了估算,根据工程实际合理设置后浇带,不仅实现了温度控制的目标,也解决了高标号大体积混凝土使用普通硅酸盐水泥的裂缝控制技术问题．     

预填埋相变材料对混凝土水化热温升的降低效果

为了探讨能安全有效地降低混凝土水化热温升的方法,采用自制保温装置测量了普通混凝土构件和预填埋相变材料的混凝土构件内部相同位置温度随时间的变化,对预填埋相变材料降低混凝土内部温升效果的影响因素进行了计算和分析。研究结果表明:填埋相变材料后混凝土的内部温度与相变材料的填埋量、比热、相变热、相变温度,混凝土的比热、密度和初始温度,胶凝材料的用量和水泥水化热等因素相关。采用填埋相变材料的方法能够降低混凝土的内部温度峰值,延缓温度峰值的出现时间,但不能降低混凝土内部的后期温度。     

大体积混凝土配合比设计及工程应用

大体积混凝土工程中,混凝土配合比设计应以控制温度差为首要目标,充分利用控制水泥用量、掺加矿粉和粉煤灰、延长混凝土设计龄期、选用缓凝型高效减水剂等方法,降低水化热、延缓和削弱水化热峰值,减少混凝土温度差,避免混凝土温度裂缝的产生。     

预冷流模式下混凝土箱梁水化热场时程分布与计算方法

推导了混凝土水化热预冷流复合降热方程,建立了混凝土水化热预冷流模式。采用大型空间有限元程序AN-SYS,对浇注箱梁墩顶块混凝土水化热场进行时程分析,分析了温度峰值和温差峰值的时程变化规律,提出了实用计算公式。结果表明:预冷流模式可明显降低浇注混凝土的水化热温度峰值和温差峰值,缩短最大温度峰值出现的时间,而不改变温差峰值发生的时间。实用计算公式简单明确。     

外加剂对水泥净浆水化热的影响

采用直接测定法测试了矿物、化学外加剂对水泥净浆的水化热的影响，并对外加剂降低或提高水化物的原理作了一些探讨。结果表明，粉煤灰和矿渣等矿物外加剂能明显在降低水泥净浆的水化热和温升。FDN-5型减水剂、糖密缓凝剂等化学外加剂能不同程度地降低水泥净浆的水化热和温升，推迟热峰出现时间。Na2SO4早强剂会提高水化热和温升，且使热峰出现时间提前。松香引气剂对水化热和温升影响不明显。     

Coupled effect of cement hydration and temperature on hydraulic behavior of cemented tailings backfill

Cemented tailings backfill(CTB) is made by mixing cement, tailings and water together, thus cement hydration and water seepage flow are the two crucial factors affecting the quality of CTB. Cement hydration process can release significant amount of heat to raise the temperature of CTB and in turn increase the rate of cement hydration. Meanwhile, the progress of cement hydration consumes water and produces hydration products to change the pore structures within CTB, which further influences the hydraulic behavior of CTB. In order to understand the hydraulic behavior of CTB, a numerical model was developed by coupling the hydraulic,thermal and hydration equations. This model was then implemented into COMSOL Multiphysics to simulate the evolutions of temperature and water seepage flow within CTB versus curing time. The predicted outcomes were compared with correspondent experimental results, proving the validity and availability of this model. By taking advantage of the validated model, effects of various initial CTB and curing temperatures, cement content, and CTB's geometric shapes on the hydraulic behavior of CTB were demonstrated numerically. The presented conclusions can contribute to preparing more environmentally friendly CTB structures.     

大体积混凝土施工温度裂缝的预防措施

在大体积混凝土施工中,由于水泥水化热等多种因素产生的混凝土结构裂缝将影响混凝土的耐久性能和力学性能．针对这一问题,从设计、原材料、施工、温控等方面入手,对大体积混凝土施工中应采取的预防措施进行了探讨．     

固井水泥浆水化凝结过程中的温度变化

引用水泥水化热数据建立了水泥浆水化热模型,将具有一定厚度的井眼环状地层 发成轴对称三角环单元,应用热传导问题的有限元法和时域问题的有限差分法,编制了相应软件,实现了水泥浆水化凝结过程中的温度计算和预测。通过对计算结果分析得出,固井水泥浆凝结工是温度变化可划分为三个阶段;影响温度变化的主要因素是地层岩石的热学性质,地层温度,初始温度与单位体积水泥浆量。利用这一方法可以进行注水泥结束之后水泥浆固化过程