水泥水化热对混凝土早期开裂影响

合集下载

混凝土水化热产生机理\危害与防治对策分析

混凝土水化热产生机理\危害与防治对策分析

混凝土水化热产生机理\危害与防治对策分析【摘要】大体积混凝土产生裂缝的原因是多方面的,必须从结构设计、温度控制、原材料选择、施工安排和施工质量等方面采取综合性措施。

由于温度变化和混凝土收缩而产生的温度应力和是导致大体积混凝土出现裂缝的主要原因,所以在制定温控措施时,必须把控制混凝土的最高温度作为主要方面。

这就要从降低混凝土出机口温度和降低水化热温升入手,抓住主要矛盾的主要方向,从而结合工程的实际情况,采取切实可行的具体措施。

在降低水化热温升方面:可以采用混凝土“双掺”(掺粉煤灰、掺外加剂),合理选择混凝土配合比,尽量降低单位水泥用量,尽量选用低流态和大级配混凝土。

在降低混凝土出机口温度方面:主要从降低对混凝土出机口温度影响最大的石子温度和拌和水温度方面下功夫。

经验表明:石子温度每下降1℃,混凝土出机口温度大约可降低0.55℃,水温下降1℃,混凝土温度可下降0.2℃。

同时在制定温控措施时,必须结合工地实际情况,采用技术上可行、操作上简便实用、经济上节省的措施。

运输上,采用混凝土罐车,尽量减少曝晒时间和停歇,从而降低温升。

【关键词】大体积混凝土;施工裂缝;控制0.引言混凝土:水化热在桥梁及大型设备基础等大体积混凝土施工中较为常见。

由于混凝土凝结、硬化过程中,水泥的水化反应,产生大量的水化热,水化热积聚在内部不易散发,使内部温度上升,内外温差引起巨大的内应力和温度变形,使混凝土产生裂缝、变形,甚至破坏,因此,水化热对大体积混凝土工程是十分不利的。

混凝土水化热源于水泥等胶凝材料水化产生的热量,其危害在大体积混凝土中尤为突出。

本文分析了混凝土水化热产生机理、危害与防治对策。

1.水化热产生机理与危害水泥水化释放的热量是混凝土水化热的来源。

水泥熟料主要由硅酸三钙( 3CaO.SiO2)、硅酸二钙( 2CaO.Si O2)、铝酸三钙(3CaO.Al2O3)和铁铝酸四钙(4CaO.Al2O3.Fe2O3)等矿物组成。

混凝土的水化热分析

混凝土的水化热分析

混凝土的水化热分析混凝土是广泛应用于建筑和基础设施领域的一种常见材料。

在混凝土的制作过程中,水化反应是一个关键的过程,其产生的水化热对混凝土的性能和耐久性有着重要影响。

本文将对混凝土的水化热进行分析,并探讨其对混凝土性能的影响。

一、混凝土的水化过程混凝土的水化过程是指水泥与水反应生成水化产物的过程。

水化过程是一个复杂的化学反应过程,涉及到水化产物的形成和结构的演变。

一般来说,混凝土的水化过程可以分为初期水化和后期水化两个阶段。

1. 初期水化阶段初期水化阶段指的是混凝土刚刚形成后的几天到几周的时间段。

在此阶段,混凝土内的水化反应比较剧烈,产生大量的水化热。

这是因为水化反应速度较快,水泥中的矿物质与水迅速反应生成水化产物。

初期水化阶段对混凝土的强度发展有着重要影响。

2. 后期水化阶段后期水化阶段是指混凝土中水化反应逐渐减慢的阶段。

在此阶段,水化反应的速率逐渐降低,混凝土中的水化产物逐渐形成并发展。

尽管水化反应速率较慢,但仍然会持续一段时间。

后期水化阶段对混凝土的持久性和耐久性具有重要意义。

二、水化热对混凝土的影响混凝土的水化反应产生的热量是不可避免的。

这种水化热会对混凝土的性能和耐久性产生影响。

1. 早期温升在初期水化阶段,大量的水化热会产生,导致混凝土温度升高。

这种早期温升对混凝土的强度发展和导热性能有着重要的影响。

高温可能导致混凝土内的微观孔隙产生闭合,从而改变了混凝土的结构和性能。

2. 收缩和开裂水化热引起的混凝土温度升高可能导致混凝土在水化过程中产生收缩,进而导致混凝土开裂。

这种收缩和开裂现象对混凝土的耐久性和外观质量产生负面影响。

因此,对混凝土的水化热进行合理控制,是减少混凝土开裂的关键。

3. 内应力和变形水化热引起的温度升高还会导致混凝土内部产生应力和变形。

这些应力和变形可能对混凝土的结构稳定性和力学性能造成影响。

因此,在设计和制造混凝土结构时,需要充分考虑水化热对结构的影响,并采取适当的措施来降低内应力和变形。

水泥水化热对混凝土早期开裂的影响

水泥水化热对混凝土早期开裂的影响

水泥水化热对混凝土早期开裂的影响`引言对于预拌混凝土应用过程出现的早期开裂现象,有些混凝土专家归因于水泥比外表积太大和早期强度太高; 而水泥界则认为, 我国目前水泥的比外表积和早期强度并不比国外的高, 混凝土的早期开裂主要是混凝土施工和养护不当所致。

笔者认为, 必须通过混凝土生产者和水泥生产商沟通, 对早期裂缝的成因达成共识, 在水泥生产、混凝土配制及施工养护等环节共同采取措施加以解决。

“高强早强、高比外表积”及“水泥磨得太细”, 这些都是外表现象, 其本质是早期水化热太高及混凝土温度应力大的缘故。

1 水化热高是混凝土早期开裂的重要原因混凝土早期开裂主要是由于初凝前后干燥失水引起的收缩应变和水化热产生的热应变所引起。

关于混凝土的开裂, 大家都已接受如下认识: 抗拉强度越高, 则混凝土开裂的危险性越小; 弹性模量大、收缩大则开裂的危险性大; 徐变大则开裂的危险性小。

弹性模量越低, 一定收缩量(或应变)产生的拉应力越小。

混凝土处于塑性状态时弹性模量几乎为零, 任何收缩或应变都不会产生拉应力, 只有凝结固化具有一定强度后才有弹性模量, 混凝土弹性模量随强度增加而增大。

因此, 混凝土强度的发展既有利于减少混凝土的开裂又因弹性模量增大而增加混凝土的开裂性。

根据美国ACI 建筑法规318- 83, 混凝土弹性模量与标准圆柱体28d 抗压强度的平方根成正比[1]。

混凝土徐变越大, 应力松弛量越大, 纯拉应力越小。

因此, 弹性模量低、徐变大及收缩小的混凝土开裂的危险小。

高强混凝土因收缩较大和徐变较小而较易开裂, 而低强混凝土可能因收缩小和徐变大, 而往往裂缝较少。

关于干燥收缩及其防止或减少收缩的措施, 大家都已达成共识, 本文不拟赘述, 但对于温度应变引起的应力往往认识不足。

温度应力是目前预拌混凝土早期开裂的一个很重要的因素。

R.Springenschmid[2]认为, 混凝土的2/3 应力来自于温度变化, 1/3 来自干缩和湿胀。

大体积混凝土温度裂缝产生原因和防治措施

大体积混凝土温度裂缝产生原因和防治措施

大体积混凝土温度裂缝产生原因和防治措施在现代建筑工程中,大体积混凝土的应用越来越广泛。

然而,大体积混凝土在施工过程中容易出现温度裂缝,这不仅会影响混凝土结构的外观,还可能降低其承载能力和耐久性,给工程质量带来隐患。

因此,深入了解大体积混凝土温度裂缝产生的原因,并采取有效的防治措施,具有重要的现实意义。

一、大体积混凝土温度裂缝产生的原因1、水泥水化热的影响水泥在水化过程中会释放出大量的热量,这是大体积混凝土内部温度升高的主要原因。

由于混凝土的导热性能较差,热量在内部积聚不易散发,导致混凝土内部温度迅速上升,而表面温度相对较低,形成较大的内外温差,从而产生温度应力。

当温度应力超过混凝土的抗拉强度时,就会产生裂缝。

2、混凝土的收缩变形混凝土在硬化过程中会发生收缩,包括自收缩、干燥收缩和碳化收缩等。

大体积混凝土由于体积较大,表面水分蒸发较快,内部水分不易散失,导致表面收缩较大,内部收缩较小,从而产生拉应力,引起裂缝。

3、外界气温变化的影响在混凝土施工过程中,外界气温的变化对混凝土的温度有着直接的影响。

特别是在混凝土浇筑初期,混凝土的强度较低,当外界气温骤降时,混凝土表面的温度迅速下降,而内部温度变化相对较小,从而产生较大的温度梯度,引起温度裂缝。

4、约束条件的影响大体积混凝土在浇筑过程中,通常会受到基础、钢筋、模板等的约束。

当混凝土因温度变化而产生膨胀或收缩时,由于受到约束而无法自由变形,从而产生约束应力。

当约束应力超过混凝土的抗拉强度时,就会产生裂缝。

5、施工工艺的影响施工工艺不当也是导致大体积混凝土温度裂缝产生的原因之一。

例如,混凝土的搅拌、运输、浇筑、振捣等环节控制不当,可能会导致混凝土的均匀性和密实性差,从而影响混凝土的强度和抗裂性能。

此外,混凝土的养护措施不到位,如养护时间不足、养护温度和湿度控制不当等,也会增加裂缝产生的风险。

二、大体积混凝土温度裂缝的防治措施1、优化混凝土配合比(1)选用低水化热的水泥品种,如粉煤灰水泥、矿渣水泥等,以减少水泥水化热的产生。

水泥水化热标准

水泥水化热标准

水泥水化热标准水泥水化热是指水泥在水化反应过程中释放的热量。

水泥水化热的大小直接影响着混凝土的温升和温度分布,对混凝土的性能和耐久性有着重要的影响。

因此,水泥水化热标准的制定和遵守对于混凝土工程至关重要。

水泥水化热标准的制定是为了保证混凝土工程的质量和安全。

根据相关标准,水泥水化热的释放量应在一定范围内,不能过大也不能过小。

过大的水化热会导致混凝土温升过快,产生裂缝和变形,影响混凝土的使用性能;而过小的水化热则会影响混凝土的早期强度发展,影响混凝土的施工进度和使用性能。

因此,严格遵守水泥水化热标准对于混凝土工程是非常重要的。

水泥水化热标准的制定需要考虑多方面的因素。

首先,要考虑水泥的类型和配合比。

不同类型的水泥在水化过程中释放的热量是不同的,因此需要根据水泥的类型来确定相应的水化热标准。

同时,水泥的配合比也会影响水化热的大小,因此在制定标准时需要考虑水泥的配合比对水化热的影响。

其次,还需要考虑混凝土的使用环境和性能要求。

在不同的使用环境下,对混凝土的性能和耐久性有着不同的要求,因此需要根据实际情况来制定水泥水化热标准。

比如,在高温地区,需要控制水泥水化热的释放量,以防止混凝土温度过高导致裂缝和变形;而在低温地区,需要适当增加水泥水化热的释放量,以保证混凝土的早期强度发展。

此外,还需要考虑混凝土的施工工艺和成本控制。

在制定水泥水化热标准时,需要考虑混凝土的施工工艺和成本控制,以确保标准的可行性和经济性。

同时,还需要考虑相关的技术和设备支持,以保证标准的执行和监测。

总的来说,水泥水化热标准的制定是为了保证混凝土工程的质量和安全,需要考虑水泥的类型和配合比、混凝土的使用环境和性能要求、施工工艺和成本控制等多方面因素。

只有严格遵守水泥水化热标准,才能保证混凝土工程的质量和安全,促进混凝土工程的可持续发展。

UHPC水化热对功能梯度组合梁早期收缩开裂的影响

UHPC水化热对功能梯度组合梁早期收缩开裂的影响

第36卷第1期 石圭叙盆通报Vol.36 No.1 2017 年 1 月___________________BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY_______________January,2017U H P C水化热对功能梯度组合梁早期收缩开裂的影响王凯1,朱恩1,李柏殿2,杨为德3(1.华东交通大学土木建筑学院,南昌330013;2.江西省高速公路投资集团公司泰和管理中心,吉安343700;3.江西省高速公路投资集团公司上高管理中心,宜春443000)摘要:以UHPC厚度为基本参量,进行了UHPC-NC功能梯度组合梁水泥水化阶段构件截面温度场和混凝土收缩性 能的实验研究。

研究表明:当UHPC厚度超过20 mm时,截面中心和外缘的温差达到5. 6 T:,由温差引起的最大拉 应力值为3.36 MPa,组合梁水化热产生的温度应力不可忽略。

在试验研究的基础上,提出了考虑UHPC层厚度影 响的UHPC-NC功能梯度组合梁温度应力的计算方法,并将计算结果与试验结果进行了对比,两者吻合较好,具有 一定的工程应用价值。

关键词:水化热;超高性能混凝土;温度场;早龄期;收缩;开裂中图分类号:TU528.01 文献标识码:A 文章编号:1001-1625(2017)01-0038-05Effect of UHPC Hydration Heat on Early Age Shrinkage Cracking ofFunctionally Graded Composite BeamsWANG Kai1 ,ZHU En1,LI Bai-dian2, YANG Wei-de3(1. School of Civil Engineering and Architecture,East China Jiaotong University,Nanchang 330013 ,China;2. Taihe Management Center of Jiangxi Province Expressway Investment Group Company,Jian 343700,China;3. Shanggao Management Center of Jiangxi Province Expressway Investment Group Company,Yichun 443000,China)Abstract:The temperature field and the shrinkage performance of the UHPC-NC functional gradient composite beam was carried out,which was based on the UHPC thickness as the basic content in cement hydration stage.The results show that when the thickness of UHPC more than 20 mm,the difference in temperature between the center section and the outer edge reaches 5. 6 ,and the difference of maximum tensile stress value caused by temperature is 3.36 MPa,which proves that beam of hydration heat temperature stress produced can not be ignored.On the basis of experimental research,a calculation method considering the effect of the UHPC UHPC-NC functional gradient layer the thickness of the composite beam temperature stress was put forward.The calculation results are good agreement with real measured data.Key words:hydrate heat;ultra high performance concrete;temperature field;early age;shrinkage;crack1引言梯度结构混凝土是指在混凝土的结构设计中引入梯度设计思路,选择两种或两种以上具有不同性能的 材料,对混凝土进行分层设计以建立梯度结构混凝土体系,实现结构与功能的分立与统一[1]。

大体积混凝土水化热对结构的影响研究共3篇

大体积混凝土水化热对结构的影响研究共3篇

大体积混凝土水化热对结构的影响研究共3篇大体积混凝土水化热对结构的影响研究1混凝土是指以水泥、砂子、石子等为主要原料,通过混合、浇注、养护等一系列工艺制成的建筑材料。

在混凝土的制作过程中,水和水泥反应产生的热量很容易导致混凝土的温度升高,从而产生水化热现象。

这种水化热对混凝土的性能和结构产生一定的影响。

本文将探讨混凝土水化热对结构的影响及其防治措施。

1. 混凝土水化热的原理混凝土的制作离不开水泥,在水泥与水的反应中会产生大量的热量,这种热量被称为水化热。

随着反应的进行,热量会逐渐释放,直到达到稳定状态。

加热会导致混凝土体积变化,而混凝土的爆裂和开裂问题正是由此引起的。

2. 水化热对混凝土性能的影响热量会使得混凝土内部温度升高,从而引起混凝土的膨胀和收缩,导致混凝土体积变化。

这种体积变化容易引起混凝土龟裂、开裂等问题,使混凝土的耐久性和强度下降。

此外,水化热还会影响混凝土的颜色和成型,从而影响混凝土的美观程度。

3. 水化热对结构的影响混凝土作为建筑的主要材料,其性能的变化会直接影响建筑结构的安全性能。

水化热会使混凝土内应力升高,从而加速混凝土的老化速度,缩短其使用寿命。

另外,热量还会导致混凝土内部含水率下降,从而降低混凝土的韧性和抗冲击性能。

4. 防治措施混凝土水化热对建筑结构的影响是不可忽视的,因此需要采取一些措施来防止水化热的影响。

其中,主要措施如下:(1)采用低热水泥或添加剂来减少水化热。

(2)采用较小的浇注面积或多次浇注来分散水化热。

(3)采用恰当的加固措施,如钢筋骨架、预应力等。

(4)提高混凝土的密实度和韧性,以减少水化热带来的影响。

综上所述,混凝土的水化热是建筑结构中的一个常见问题,而其对结构的影响则需要引起我们的注意。

在使用混凝土进行建筑时,需要根据实际情况采取相应的防治措施,以确保建筑结构的安全性和耐久性。

大体积混凝土水化热对结构的影响研究2混凝土是一种常见的建筑材料,广泛应用于各类建筑结构中。

混凝土水化热最高温度

混凝土水化热最高温度

混凝土水化热最高温度
混凝土的水化热最高温度通常在初凝阶段达到。

刚浇注的混凝土在水化过程中会放出大量的热量,这是因为水与水泥反应产生水化产物时伴随着释放的热能。

混凝土的水化热峰值温度通常在40℃到70℃之间,但具体的温度取决于混凝土配合比、
水胶比、环境温度等因素。

过高的水化热温度可能会导致混凝土产生开裂、变形等问题,因此在施工中需要采取适当的措施进行降温,如使用冷却剂、预冷混凝土等。

对于高性能混凝土或大体积混凝土,水化热峰值温度可能会更高,甚至可以达到70℃以上。

当水化热峰值温度超过70℃时,需要采取更强的措施来控制混凝土温度,以避免混凝土的开裂和损坏。

常见的控制混凝土水化热峰值温度的方法包括以下几种:
1. 控制水泥的用量和类型:使用低热值水泥、控制水胶比等方法可以降低混凝土的水化热。

2. 利用冷却剂:添加冷却剂可以降低混凝土的温度,常见的冷却剂有冰块、冰水等。

冷却剂的添加量和冷却方式需要根据具体情况设计。

3. 预冷混凝土:在混凝土浇注前使用冷水喷淋或蒸汽预冷混凝土砼、模温控制等方法降低混凝土的初始温度。

4. 加强散热:在浇注混凝土后,可以通过覆盖湿布、喷雾冷却、加强通风等方式提高散热效果,降低混凝土的温度。

需要注意的是,水化热峰值温度是指混凝土内部的温度,而不是混凝土表面的温度。

因此,在控制水化热时,需要关注混凝土内部的实际温度,而不仅仅是表面温度。

同时,不同的混凝
土配比和环境条件也会对水化热产生影响,因此在施工前应进行适当的温度计算和调整。

冬期施工混凝土裂缝的产生及控制

冬期施工混凝土裂缝的产生及控制

冬期施工混凝土裂缝的产生及控制我省地处寒冷地区,并且冬期较长,进入冬季以后一些工程仍需继续施工,难免涉及混凝土冬期施工,一些构件由于施工人员对冬期施工知识掌握不足,所以当构件拆模后,往往表面出现大大小小不同的裂缝,为预防这种裂缝的出现,现分析如下:一、混凝土冬施裂缝出现三个时期1、初期阶段裂缝:此时是混凝土浇筑成型后的升温期,由于水泥的水化热的作用,成型后的2-3d,构件内的温度升高,形成内热外冷,表面限制内部的热胀约束力,若此拉力超过混凝土的实际抗拉强度时即出现裂缝。

在较大面积的混凝土施工时,多采用控制结构内外温差的方法来控制这种裂缝的出现,一般温差控制在25℃为宜。

2、中期阶段裂缝:此时是水泥水化热降温期,当温度升到顶后再逐渐下降。

由于降温构件内部收缩率较大,外部又给较大的约束力,当超过混凝土此时的抗拉强度时,构件即产生裂缝。

3、后期阶段裂缝:此时水泥水化热大部分已经完成,因此构件内的热胀降温已趋平衡,所以只受环境气温变化产生微小的变化,例如:有些部位受热源烘烤,露天部分寒风袭击,引起裂缝,缝宽多数不大于0.2mm。

上述三个时期裂缝出现、发展都受温度的变化面影响,施工后突然遭受寒流的袭击,会引起构件表面裂缝的增加。

二、早期受冻形成的危害新成型的结构体最容易受冻害的部位是块体的四周表面、各小块体的棱角、新旧混凝土接槎处、施工时停歇处及施工时接槎处,受冻部位的强度增长显著下降,达到龄期的抗压强度约降低30%~45%;60d的抗压强度约降低50%~60%。

受冻后的混凝土在很小的水压下便会出现渗漏,结构的防水能力大大降低。

受冻后的混凝土的抗拉强度受影响更大,降低幅度在70%-80%,早期受冻的混凝土,即使在后期增加养护期,强度也不会有所提高。

当施工采取分层间歇浇筑时,较大面积的新旧接槎部位的强度和不透水性将遭受到严重的损坏。

结构面层遭受冻害则出现:表面酥松、剥落、露筋、预埋件松动等现象。

三、冬期施工按照规范对冬施的具体规定和北方各地的实施经验,在施工期内连续5d平均气温在5℃以下,即应按冬期施工对待。

水泥混凝土水化热

水泥混凝土水化热

水泥混凝土水化热顾名思义,是指物质与水化合时所放出的热。

此热效应往往不单纯由水化作用发生,所以有时也用其他名称。

例如氧化钙水化的热效应一般称为消解热。

水泥的水化热也以称为硬化热比较确切,因其中包括水化、水解和结晶等一系列作用。

水化热可在量热器中直接测量,也可通过熔解热间接计算。

由于水泥水化热的作用,水泥加水及其它骨料混合拌制成混凝土,必然先升温,待达到一定的温度后冷缩,致使混凝土可能因温度应力出现裂缝。

主要有三种原因:1、混凝土浇筑初期,产生大量的水化热,由于混凝土是热的不良导体,水化热积聚在混凝土内部不易散发,常使混凝土内部温度上升,而混凝土表面温度为室外温度,这就形成了内外温差,这种内外温差在混凝土凝结初期产生的拉应力当超过混凝土抗压强度时,就会导致混凝土裂缝。

2、在拆模以后,因气温骤降等原因引起混凝土表面温度降低过快,也会导致裂缝产生3、当混凝土达到最高温度后,热量逐渐散发而达到使用温度或最低温度,与最高温度差值所形成的温差,在基础部位同样导致裂缝。

关于混凝土施工中怎样减小水化热1、选用水泥要使用低水化热的,比如硅酸盐的2、尽量减少水泥用量,可以掺如一部分的粉煤灰来代替水泥,一般用量为10%。

如果为高性能砼,用量大约达到30%。

3、砼产生的水化热主要致命就是使砼结构内部温度与外部温度温差过大(大于20)产生裂缝。

大体积砼施工可以埋循环冷却管(PVC),通过循环水来降低内部温度。

4、在一些基础承台施工中甲方一般时不允许投放片石的,其实不然。

投放片石也是降低砼水化热的一种方法,因为减少了砼用量了,但是又不影响砼的强度。

5、砼结构产生裂缝时,一般时在拆除模板的一瞬间。

因为模板一拆,砼马上与外界接触。

当外界温度较低时(也就是内外温差较大时)产生的。

拆除模板前最好是在温度较高时进行。

水化热对大体积混凝土的影响1、温度裂缝产生机理及特征混凝土浇筑后,在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热。

由于混凝土的体积较大,大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发,导致内部温度急剧上升,而混凝土表面散热较快,使得混凝土结构内外出现较大的温差,这些温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同,使混凝土表面产生一定的拉应力。

水化热导致混凝土开裂的案例

水化热导致混凝土开裂的案例

水化热导致混凝土开裂的案例
就说我一朋友他们工地上的事儿吧。

那是一个大的建筑工程,要浇筑一大片的混凝土基础,就像给大楼打个超级结实的大脚板似的。

施工的时候呢,天气也有点热,这混凝土一浇筑下去啊,就像是在锅里煮东西一样,里面开始热闹起来了。

为啥呢?这就是水化热在作怪。

这混凝土里的水泥,遇水就像个贪吃的小怪兽,开始疯狂地发生化学反应,这个过程就会放出大量的热。

刚开始啊,大家还没太在意,觉得这不是正常现象嘛。

可是没过多久,问题就来了。

混凝土表面开始出现一些小小的裂缝,就像干涸的土地上出现的小裂纹一样。

这时候工人们有点慌了,赶紧找原因。

一查才发现,就是这水化热闹的。

因为混凝土内部热量散发不出去,温度升得特别高,而表面呢,热量散发得快,温度相对低。

这一冷一热的,就像把一块铁一会儿放到火里烤,一会儿又放到冷水里激一样,混凝土内部和表面的膨胀收缩不一致。

内部热胀得厉害,拼命往外挤,表面呢,又没那么大劲儿抵抗,结果就被撑出裂缝来了。

这些裂缝可不得了啊,就像大楼的脚受了伤一样。

如果不及时处理,以后大楼盖起来了,可能会影响整个建筑的稳定性呢。

这就好比一个人脚有伤,走路都不稳当,更别说让大楼稳稳当当站个几十年了。

最后啊,工人们不得不采取一些措施来补救,又是降温又是加东西改善混凝土性能的,可折腾了好一阵子呢。

混凝土结构温度裂缝产生的原因

混凝土结构温度裂缝产生的原因

混凝土结构温度裂缝产生的原因1、由于温差较大引起的,混凝土结构在硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,使混凝土表面和内部温差较大,混凝土内部膨胀高于外部,此时混凝土表面将受到很大的拉应力,而混凝土的早期抗拉强度很低,因而出现裂缝。

这种温差一般仅在表面处较大,离开表面就很快减弱,因此裂缝只在接近表面的范围内发生,表面层以下结构仍保持完整。

2、结构温差较大,当大体积混凝土浇筑在约束地基(例如桩基)上时,由于受到外界的约束,又没有采取特殊措施降低,放松或取消约束,或根本无法消除约束,裂缝易发生深进,直至贯穿整个混凝土整体。

温度裂缝形成的过程一般分为三个时期:一是初期裂缝,就是在混凝土浇筑的升温期,由于水化热使混凝土浇筑后2-3天温度急剧上升,内热外冷引起“约束力”,超过混凝土抗拉强度引起裂缝。

二是中期裂缝,就是水化热降温期,当水化热温升到达峰值后逐渐下降,水化热散尽时结构的温度接近环境温度,结构温度引起“外约束力”,超过混凝土抗拉强度引起裂缝。

三是后期裂缝,当混凝土接近周围环境条件之后保持相对稳定,而当环境条件下剧变时,由于混凝土为不良导体,形成温度梯度,当温度梯度较大时,混凝土产生裂缝。

温度裂缝的产生一般是不可避免的,重要的是如何把其控制在规范允许的范围之内,要进行有效的控制,就必须进行科学预测,以保证控制的准确性。

对温度应力的控制一般是现场进行温控。

在浇筑混凝土时,采用温度传感片和测温仪,从浇筑开始测温(包括入模温度,环境温度),并及时抹压(特别是初凝前)和保温保湿养护。

浇筑完后根据温控指标,及时调整保温保湿养护条件。

这里要说明一下,温度影响系数受多种因素影响,其中温度、湿度、散热界面(土、空气等),初凝时间、风速、温差等影响较大,特别是风速和温差较大时,温度影响系数会大大降低,最高温升将降低。

但为防止降温过快,形成大的温度梯度,夏季选用蓄水养护,秋冬季加盖草袋、海绵,如果工地风大、气候干燥,拆模后应及时采取防风,保温措施,并及时回填土,实践证明这些方法对温度影响系数的改变是非常有用的,控制也是非常成功的。

混凝土浇筑温度对其性能有何影响

混凝土浇筑温度对其性能有何影响

混凝土浇筑温度对其性能有何影响在建筑工程中,混凝土是一种广泛使用的重要材料。

而混凝土的浇筑温度,对于其性能有着至关重要的影响。

首先,我们来了解一下什么是混凝土浇筑温度。

简单来说,混凝土浇筑温度就是混凝土在浇筑时的初始温度。

这个温度会受到多种因素的影响,比如原材料的温度、环境温度、搅拌过程中的热交换等。

当混凝土浇筑温度过高时,会带来一系列的问题。

一方面,高温会加快水泥的水化反应速度。

这就意味着混凝土在早期会迅速产生大量的水化热,内部温度急剧上升。

由于混凝土的导热性能相对较差,内部产生的热量难以迅速散发出去,从而导致混凝土内部与外部之间产生较大的温度梯度。

这种温度梯度会引发温度应力,如果温度应力超过了混凝土的抗拉强度,就会产生裂缝。

这些裂缝不仅会影响混凝土的外观,更严重的是会降低混凝土的结构强度和耐久性。

另一方面,过高的浇筑温度还会使混凝土的坍落度损失加快。

这会导致混凝土的工作性能变差,难以进行均匀的浇筑和振捣,从而影响混凝土的密实度和质量。

此外,高温还可能导致混凝土中的水分蒸发过快,使得混凝土在硬化过程中缺水,进而影响其强度的发展。

相反,如果混凝土浇筑温度过低,也会带来一些不利影响。

低温会延缓水泥的水化反应,从而延长混凝土的凝结时间和硬化时间。

这可能会导致施工进度的延误,增加施工成本。

而且,在低温条件下,混凝土中的水分可能会结冰,体积膨胀,从而破坏混凝土的内部结构,降低其强度和耐久性。

为了保证混凝土的性能,我们需要将浇筑温度控制在一个合适的范围内。

一般来说,对于大体积混凝土,浇筑温度不宜超过 28℃;对于普通混凝土,浇筑温度不宜低于 5℃。

那么,如何控制混凝土的浇筑温度呢?这需要从多个方面入手。

在原材料方面,可以采取对水泥进行预冷却、使用低温的骨料和水等措施。

比如,在炎热的天气,可以给骨料遮阳、洒水降温;对于水,可以采用加冰块的方式降低温度。

在搅拌和运输过程中,也可以采取一些措施。

例如,缩短搅拌时间,减少搅拌过程中的热量产生;使用具有保温性能的运输车辆,避免混凝土在运输过程中温度升高或降低。

大体积混凝土水化热导致的裂缝的位置

大体积混凝土水化热导致的裂缝的位置

大体积混凝土水化热导致的裂缝的位置1. 概述大体积混凝土在施工过程中由于水化反应产生的热量会导致温度升高,从而引起体积膨胀。

这种水化热引起的体积变化可能会导致混凝土裂缝的产生。

混凝土裂缝对于工程结构的耐久性和安全性有着重要的影响。

研究大体积混凝土水化热导致的裂缝的位置对于工程建设具有重要意义。

2. 水化热引起的体积变化水泥在水化反应中释放出大量的热量,这种热量会导致混凝土温度升高。

由于混凝土是一种多孔材料,当温度升高时,其中的水分会发生蒸发,从而导致体积膨胀。

这种水化热引起的体积变化是混凝土裂缝产生的根本原因。

3. 水化热导致的裂缝3.1 温度梯度引起的裂缝在水化热引起的混凝土温度升高过程中,由于混凝土各部位的散热速度不同,温度梯度产生。

这种温度梯度会导致混凝土的内部受到拉应力和压应力的影响,从而引起裂缝的产生。

在高温区域,由于体积的膨胀会加剧混凝土的内部应力,导致裂缝的产生。

3.2 结构约束引起的裂缝大体积混凝土在施工过程中往往受到结构约束,包括模板、钢筋等,这些结构约束对于混凝土水化热引起的体积变化起着一定的限制作用。

当混凝土产生膨胀时,由于受到结构约束的影响,易引起混凝土内部压力的不均衡,导致混凝土产生裂缝。

3.3 存在疏松部位引起的裂缝混凝土是一种多孔材料,其中存在着一些疏松部位,如气孔、裂缝等。

在水化热引起的体积变化过程中,这些疏松部位会成为混凝土裂缝的起始点,从而加剧裂缝的产生。

4. 针对大体积混凝土水化热导致的裂缝的预防措施4.1 控制混凝土的水灰比通过合理控制混凝土的水灰比,可以降低水化热引起的温度升高,从而减少裂缝的产生。

4.2 合理设置降温措施在混凝土施工过程中,可以采取降温措施,如喷水降温、覆盖遮阳网等,来降低混凝土的温度,防止裂缝的产生。

4.3 设计合理的混凝土结构在混凝土结构设计中,应考虑水化热引起的温度升高对于结构的影响,合理设计混凝土结构,减少结构约束,改善混凝土的受力性能,从而减少裂缝的产生。

大体积混凝土早期温度裂缝的控制

大体积混凝土早期温度裂缝的控制

大体积混凝土早期温度裂缝的控制摘要:温度应力是目前混凝土早期开裂的一个很重要的因素,水泥水化热是混凝土早期温度应力的主要来源,施工过程中通过控制水泥水化热,将大体积混凝土早期温度开裂的潜在危险性降至最低。

关键词:大体积混凝土,早期温度裂缝,控制近年来,随着大体积混凝土在工程中的广泛应用,大体积混凝土早期开裂也已经成为困扰混凝土工程界的焦点问题。

导致大体积混凝土开裂的原因有很多,比如,水泥水化热引起的温度应力和温度变形、内外约束条件的影响、外界气温变化的影响、混凝土内的收缩变形等。

德国慕尼黑技术大学r.springenschmid教授认为,混凝土的2/3应力来自于温度变化,1/3来自干缩和湿胀。

可见温度应力是目前大体积混凝土开裂的一个很重要的因素。

又因为水泥水化热是混凝土早期温度应力的主要来源,为了保证大体积混凝土结构具有可靠的强度和耐久性能,必须在施工过程中通过控制水泥水化热,将大体积混凝土早期温度开裂的潜在危险性降至最低。

1、大体积混凝土早期产生温度裂缝的原因混凝土在凝结硬化过程中,水泥水化产生大量水化热,这些热量积聚而导致混凝土内部温升较快;混凝土结构本身体积厚大,导热系数低,热量不易散发,从而造成与混凝土表面产生过大温差,从而产生拉应力。

当拉应力超过此时混凝土的极限抗拉强度时,混凝土表面将开裂,产生温差裂缝。

一般情况下,混凝土的内外温差不宜超过25℃,否则混凝土将产生温差裂缝。

故《混凝土结构工程验收规范》(gb50204-2001)规定:大体积混凝土的浇筑温度不宜超过28℃。

2、水泥水化的放热过程水泥的水化热释放主要集中在早期,美国学者梅泰(mehta,p.k.)认为,水泥加水拌和后,立即出现放热(称为第一个放热峰),持续几分钟,这可能是铝酸盐和硫酸盐的溶解热。

下一阶段是形成钙矾石所放出的热量,对于大部分水泥,大约在4~8h后,会达到第二个放热峰顶点,除钙矾石形成热外它也包括c,s的一些溶解热和c —s—h的形成热。

浅谈混凝土温度裂缝及其处理措施(5篇)

浅谈混凝土温度裂缝及其处理措施(5篇)

浅谈混凝土温度裂缝及其处理措施(5篇)第一篇:浅谈混凝土温度裂缝及其处理措施论文关键词:混凝土;温度应力;裂缝;控制论文摘要:文章对混凝土温度裂缝产生的原因、现场混凝土温度的的控制和预防裂缝的措施等进行阐述。

引言混凝土在现代工程建设中占有重要地位。

而在今天,混凝土的裂缝较为普遍,在桥梁工程中裂缝几乎无所不在。

尽管我们在施工中采各种措施,小心谨慎,但裂缝仍然时有出现。

究其原因,我们对混凝土温度应力的变化注意不够期中之一。

在大体积混凝土中,温度应力及温度控制具有重要意义。

这主要是由于两方面的原因。

首先,在施工中混凝土常常出现温度裂缝,影响到结构的整体性和耐久性;其次,在运转过程中,温度变化对结构的应力状态具有显著的不容忽视的影响。

本文对施工中混凝土裂缝的成因和处理措施作一探讨。

混凝土施工裂缝成因及其处理措施2.1 裂缝的成因混凝土中产生裂缝有多种原因,主要是温度和湿度的变化,混凝土的脆性和不均匀性,以及结构不合理,原材料不合格(如碱骨料反应),模板变形,基础不均匀沉降等。

混凝土硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,在表面引起拉应力。

后期在降温过程中,由于受到基础或老混凝土的约束,又会在混凝土内部出现拉应力。

气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。

当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时,即会出现裂缝。

许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢,但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。

如养护不周、时干时湿,表面干缩变形受到内部混凝土的约束,也往往导致裂缝。

混凝土是一种脆性材料,抗拉强度是抗压强度的1/10左右。

由于原材料不均匀,水灰比不稳定,及运输和浇筑过程中的离析现象,在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的,存在着许多抗拉能力很低,易于出现裂缝的薄弱部位。

在钢筋混凝土中,拉应力主要是由钢筋承担,混凝土只是承受拉应力。

在素混凝土内或钢筋混凝土的边缘部位如果结构内出现了拉应力,则须依靠混凝土自身承担。

一般设计中均要求不出现拉应力或者出现很小的拉应力,但是在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度,往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。

水泥的水化热作用

水泥的水化热作用

水泥的水化热作用
水泥的水化作用是放热反应。

矿物成分产生溶解热,某些水化物产生沉淀热;此外,水分吸附在水化物土也将产生物理吸附热(约占水化热总量的1/4)。

这几种热量的总和构成了水泥在各龄期的水化热。

水泥的水化热大部分是在硬化的最初几天放出的,以后放出的热量则不大。

水化热对于大体积混凝土是有害的,它会使混凝土的温度上升到30~50℃,甚至更高。

由于混凝土热传导性较小,外层散热快,因此使内外温度不一致,胀缩
现象不平衡,导致产生拉应力,造成混凝土发生裂缝,影响工程质量。

所以在大
体积混凝土工程中,需采用低热水泥。

水化热的产生对于混凝土的冬季施工是有利的,可以提高混凝土硬化过程中的温度,促进强度发展。

水泥水化热的大小与水泥的矿物组成、玻璃体含量、细度、受潮程度、水灰比、环境温度等都有关系。

要了解水化热的情况,应当通过试验进行实测。

水化热的试验方法很多,一般采用蓄热法,此外还有溶解热法和绝热温升法。

(1)蓄热法。

将水泥胶砂试样放在保温瓶中,然后置保温瓶于恒温水槽内,
根据水泥胶砂的温度升高、各种材料的比热容与质量,计算出水化热。

但用此法试验,最多只能测得7d的水化热。

由于试验过程中的散热,因此测得的水化热
与大体积混凝土的实际观测值比较,是偏低的。

关于采用蓄热法测试水泥水化热的具体操作仪器、步骤在此不拟详逑。

(2)溶解热法。

测定干水泥与经一定龄期水化的水泥在硝酸与氢氟酸混合液
中的溶解热,两个溶解热的差值就是水泥在该龄期的水化热。

但是,对于掺加掺合料的水泥,由于不能全部溶解,因此还存在一定的问题。

大体积混凝土裂缝产生的原因

大体积混凝土裂缝产生的原因

大体积混凝土裂缝产生的原因大型桥梁建设也日益增多,大体积混凝土在桥梁结构中被普遍采用。

大体积混凝土如果施工处理不当,极易产生裂缝,控制裂缝对桥梁结构的耐久性具有非常重要的意义。

大型桥梁建设也日益增多大体积混凝土在桥梁结构中被普遍采用当前,大型桥梁建设也日益增多,大体积混凝土在桥梁结构中被普遍采用。

大体积混凝土如果施工处理不当,极易产生裂缝,控制裂缝对桥梁结构的耐久性具有非常重要的意义。

1大体积混凝土裂缝产生的原因1.1水泥水化热水泥水化过程中放出大量的热,且主要集中在浇筑后的2-5d左右,从而使混凝土内部温度升高。

尤其对于大体积混凝土来讲,这种现象更加严重。

因为混凝土内部和表面的散热条件不同,因此混凝土中心温度很高,这样就会形成温度梯度,使混凝土内部产生压应力,表面产生拉应力,当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时混凝土表面就会产生裂缝。

1.2混凝上的收缩混凝土在空气中硬结时体积减小的现象称为混凝土收缩。

混凝土在不受外力的情况下的这种自发变形受到外部约束时(支承条件、钢筋等),将在混凝土中产生拉应力,使得混凝土开裂。

引起混凝土的裂缝主要有塑性收缩、干燥收缩和温度收缩3种。

在硬化初期主要是水泥水化凝固结硬过程中产生的体积变化,后期主要是混凝土内部自由水分蒸发而引起的干缩变形。

1.3外界气温、湿度变化大体积混凝土结构在施工期间,外界气温的变化对裂缝的产生有着很大的影响。

混凝土内部的温度是由浇筑温度、水泥水化热的绝热温升和结构的散热温度等各种温度叠加之和组成。

浇筑温度与外界气温有着直接关系,外界气温愈高,混凝土的浇筑温度也就会愈高;如果外界温度降低则又会增加大体积混凝土的内外温度梯度。

2大体积混凝土的施工控制2.1选用水化热低的水泥品种水泥应尽量选用水化热低、凝结时间长的水泥,优先采用硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、大坝水泥、矿渣硅酸盆水泥、粉煤灰硅酸盆水泥、火山灰质硅酸盐水泥等。

但是,水化热低的矿渣水泥的析水性比其他水泥大,在浇筑层表面有大量水析出。

大体积混凝土产生裂缝的原因及预防措施

大体积混凝土产生裂缝的原因及预防措施

大体积混凝土产生裂缝的原因及预防措施混凝土结构物实体最小尺寸不小于1米的混凝土,或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土称为大体积混凝土。

类似这种混凝土结构在现代建筑中时常涉及到,如高层楼房基础、大型设备基础、水利大坝等。

这种混凝土内外温差较大时,会使混凝土产生温度裂缝,影响结构安全和正常使用。

所以必须从根本上分析它,来保证施工质量。

标签:大体积混凝土裂缝;原因;预防措施1、大体积混凝土产生裂缝的原因1.1水泥水化热水泥在水化过程中要产生大量的热量,是大体积砼内部热量的主要来源。

由于大体积砼截面厚度大,水化热聚集在结构内部不易散失,使砼内部的温度升高。

当砼的内部与表面温差过大时,就会产生温度应力和温度变形。

温度应力与温差成正比,温差越大,温度应力也越大。

当砼的抗拉强度不足以抵抗该温度应力时,便开始产生温度裂缝。

这是大体积砼容易产生温度裂缝的主要原因。

1.2约束条件大体积钢筋砼与地基浇筑在一起,当早期温度上升时产生的膨胀变形受到下部地基的约束而形成压应力。

由于砼的弹性模量小,徐变和应力松弛度大,使砼与地基连接不牢固,因而压应力较小。

但当温度下降时,产生较大的拉应力,若超过砼的抗拉强度,砼就会出现垂直裂缝。

1.3外界气温变化大体积砼在施工期间,外界气温的变化对大体积砼的开裂有重大影响。

砼内部温度是由浇筑温度、水泥水化热的绝热温度和砼的散热温度三者的叠加。

外界温度越高,砼的浇筑温度也越高。

外界温度下降,尤其是骤降,大大增加外层砼与砼内部的温度梯度,产生温差应力,造成大体积砼出现裂缝。

因此控制砼表面温度与外界气温温差,也是防止裂缝的重要一环。

1.4砼的收缩变形混凝土的拌合水中,只有约20%的水分是水泥水化所必需的,其余80%要被蒸发。

砼中多余水分的蒸发是引起砼体积收缩的主要原因之一。

这种收缩变形不受约束条件的影响,若存在约束,就会产生收缩应力而出现裂缝。

2、控制大体积混凝土裂缝的预防措施2.1技术措施大体积混凝土施工阶段所产生的温度裂缝,一方面是混凝土内部因素:由于内外温差而产生的;另一方面是混凝土的外部因素,为了有效地控制有害裂缝的出现和发展,必须从控制混凝土的水化升温、延缓降温速率、减小混凝土收缩、提高混凝土的极限拉伸强度、改善约束条件和设计构造等方面全面考虑。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

水泥水化热对混凝土早期开裂影响【来源:水泥工艺网】【2011年09月13日】0 引言对于预拌混凝土应用过程出现的早期开裂现象,有些混凝土专家归因于水泥比表面积太大和早期强度太高;而水泥界则认为,我国目前水泥的比表面积和早期强度并不比国外的高,混凝土的早期开裂主要是混凝土施工和养护不当所致。

笔者认为,必须通过混凝土生产者和水泥生产商沟通,对早期裂缝的成因达成共识,在水泥生产、混凝土配制及施工养护等环节共同采取措施加以解决。

“高强早强、高比表面积”及“水泥磨得太细”,这些都是表面现象,其本质是早期水化热太高及混凝土温度应力大的缘故。

1 水化热高是混凝土早期开裂的重要原因混凝土早期开裂主要是由于初凝前后干燥失水引起的收缩应变和水化热产生的热应变所引起。

关于混凝土的开裂,大家都已接受如下认识:抗拉强度越高,则混凝土开裂的危险性越小;弹性模量大、收缩大则开裂的危险性大;徐变大则开裂的危险性小。

弹性模量越低,一定收缩量(或应变)产生的拉应力越小。

混凝土处于塑性状态时弹性模量几乎为零,任何收缩或应变都不会产生拉应力,只有凝结固化具有一定强度后才有弹性模量,混凝土弹性模量随强度增加而增大。

因此,混凝土强度的发展既有利于减少混凝土的开裂又因弹性模量增大而增加混凝土的开裂性。

根据美国ACI建筑法规,混凝土弹性模量与标准圆柱体28d抗压强度的平方根成正比。

混凝土徐变越大,应力松弛量越大,纯拉应力越小。

因此,弹性模量低、徐变大及收缩小的混凝土开裂的危险小。

高强混凝土因收缩较大和徐变较小而较易开裂,而低强混凝土可能因收缩小和徐变大,而往往裂缝较少。

关于干燥收缩及其避免或减少收缩的措施,大家都已达成共识,本文不拟赘述,但对于温度应变引起的应力往往认识不足。

温度应力是目前预拌混凝土早期开裂的一个很重要的因素。

R.Springenschmid认为,混凝土的2/3应力来自于温度变化,1/3来自干缩和湿胀。

水泥水化热是混凝土早期温度应力的主要来源。

按照瑞典学者J.Byfors的观点,“混凝土拌和物成型的最初几个小时,还没有形成凝聚结构,此时主要表现为黏塑性。

随着水化进行,塑性减少,弹性模量增大,成型后4~8h,弹性模量从10~102MPa迅速增长至104~105MPa,增加了3个数量级,而此期间抗压和抗拉强度以正常速度增长,因此极限抗拉应变由2h的4.0×10-3急剧下降至6~8h的0.04×10-3左右,即极限应变减小到原来的1/100,因此成型后6~8h极限抗拉应变达到最低值”。

在混凝土终凝时,抗压强度只有0.7MPa,抗拉强度只有0.07MPa,混凝土弹性模量按1.0×104MPa计,只要产生大于0.07/(1.0×104)=7×10-6的应变即可使混凝土开裂。

混凝土的热膨胀系数为10×10-6/℃,只要混凝土内外温差为1℃就足可使此时混凝土开裂。

国外为使混凝土的早期不开裂,要求12h抗压强度不大于6MPa,相应的抗拉强度约0.6MPa,即使弹性模量仍按1.0×104MPa计,此时应变不应大于6×10-5,相当于内外温度梯度不大于6℃。

而国内学者要求24h抗压强度不大于12MPa,相应的抗拉强度约1.2MPa,此时应变不应大于12×10-5,相当于内外温差不大于12℃。

不幸的是,水泥的水化热释放主要集中在早期,水泥加水拌和后,立即出现放热(称为第一个放热峰),持续几分钟,这可能是铝酸盐和硫酸盐的溶解热。

下一阶段是形成钙矾石所放出的热量,对于大部分波特兰水泥,大约在4~8h后,会达到第二个放热峰顶点,除钙矾石形成热外它也包括C3S的一些溶解热和C-S-H的形成热。

典型的波特兰水泥在开始3d内大致会放出50%的水化热。

某P·O42.5水泥1d水化热为188kJ/kg,3d为231kJ/kg,按混凝土密度2400kg/m3、比热0.96kJ/(kg·℃)计,混凝土1d和3d的绝热温升相应为24.4℃和30.1℃。

混凝土温升的高峰一般出现在浇注后的3~4d,掺粉煤灰后可推迟至第5~6d,因此,从减少混凝土早期温度应变出发,应尽量减少水泥水化热。

笔者认为,国内外混凝土专家要求混凝土1d抗压强度不大于12MPa或12h抗压强度不大于6MPa,其实质是降低早期水化速率和水化热,减少温度应变所产生的应力。

有些施工人员反映细度太细强度太高的水泥配制的混凝土容易开裂,其实质也是这些水泥早期水化快,水化热大,使混凝土温度应力大的结果。

混凝土成型后盖湿麻袋养护不开裂是因为它起到保湿保温的作用。

综上所述,对混凝土的早期开裂必须具体分析,不能一概归咎于水泥。

笔者认为,对于低强度等级的混凝土特别是C30以下的混凝土,其早期开裂主要是由于养护不当所引起,而对低水胶比高强度等级的混凝土,除此之外,水泥水化热也起着重要的作用。

2 减少水泥水化热和混凝土温升的重要途径2.1减少水泥水化热的措施水泥水化热的大小和放热速率与熟料的矿物组成有关。

C3A的水化热和水化放热速率最大,C3S和C4AF次之,C2S的水化热最小,放热速率最慢。

因此减少C3A相应增加C4AF、减少C3S相应增加C2S均能降低水化热。

但高C3S、高C3A是水泥高强早强和预分解窑熟料工艺煅烧所需,因此降低熟料矿物中的C3S和C3A有一定难度。

尽管已有预分解窑生产出中热硅酸盐水泥熟料,但仍不普遍。

笔者认为,高温煅烧快速冷却、调整硫酸盐饱和度、减少碱含量、掺入混合材、优化水泥颗粒级配以及对水泥进行冷却等降低水泥水化热的措施均是切实可行的。

1)高温煅烧快速冷却是减少水泥熟料C3A含量的有效途径。

我们通常所讲的C3A含量是根据熟料的化学成分计算而得的潜在含量或称理论含量。

实际上,在硅酸盐水泥熟料煅烧过程中,一部分Al2O3固溶于C3S中,使实际生成的C3A减少;另外高温煅烧使铁相以C6A2F形式存在,也使实际生成的C3A减少;特别是预分解窑出窑熟料于1350~1280℃时在篦冷机上骤冷,使一部分C3A以玻璃体形式存在。

因此预分解窑熟料中的C3A实际含量要比理论计算的少。

2)除C3A实际含量外,C3A晶型对其活性有显著影响,从而影响其水化热和水化放热速率。

据文献报道,使用X射线衍射法的Rietveld法能够快速准确地测出熟料各矿物的实际含量。

测试结果表明,由于使用二次燃料造成熟料中SO3含量降低,碱的硫酸盐饱和度降低,多余的碱进入C3A晶格,使立方晶型的C3A含量下降,斜方晶型的C3A含量增加,而斜方晶型的C3A活性特别高,因此其水化速率及水化热增加,水泥凝结时间大为缩短,对聚酯类超塑化剂的匹配产生影响。

某厂使用二次燃料后硫酸盐饱和度从60%降为40%,熟料中立方晶型的C3A含量从5.3%降为2.2%,而斜方晶型的C3A含量从6.0%增加到10.0%,水泥初凝时间从3h20min降为2h05min。

因此,熟料煅烧时一定要注意硫酸盐饱和度变化对矿物晶型的影响,从配料或燃料方面调整硫酸盐饱和度。

3)碱使水泥水化加速,早期水化热增加,增大早期的温度应力。

R.W.Burrows认为,碱是影响混凝土抗裂性能的最重要因素。

“碱不但增大混凝土的收缩率,即使水泥的水化速率和自由收缩值相同,碱也使混凝土的抗裂性能明显下降。

低碱水泥有良好的抗开裂性能,特别是当碱钠当量低于0.6%时,抗裂性大幅度提高”。

R.Springenschmid也认为,碱使高速公路出现表面开裂。

他在给Burrows的信中写到:“我们因5%高速公路出现表面开裂而遇到很大的困难,这只限于那些含碱钠当量(Na2O+0.658K2O)超过1.0%水泥的路段,有时碱钠当量达1.3%,……”。

文献报道,德国“道路建筑通函”18/1998(ARS18/1998)规定,用于高速公路的混凝土路面的水泥“总碱含量Na2O当量≤0.84%”,“最近又将使用CEMI和CEMⅡ/A类水泥时的总碱含量降为Na2O当量≤0.80%”。

由此看来,碱对水泥混凝土的收缩开裂性能影响很大,在水泥生产和应用过程中必须控制。

我国北方某些厂的水泥碱含量偏高,在用于混凝土路面或飞机场跑道时应加以注意。

不过,南方地区由于土壤经常有雨水冲洗,碱含量不高。

4)水泥越细,水化越快,放热速率越大,早期水化热越集中,产生的温度应力越大,越容易产生早期开裂。

但掺入混合材细粉,既可改善水泥级配,减小水泥标准稠度用水量又可减少水化热。

美国混凝土学会207委员会认为,当用火山灰代替部分水泥时,要初估水泥发热量,一个颇为实用的方法是假定火山灰的发热量为所取代的水泥发热量的50%,即HP=HO(1-0.5P),式中Hp和HO分别为火山灰取代后和取代前的水化热,P为火山灰取代量。

蔡正咏根据刘家峡和三门峡的经验得到HP=HO(1-0.55P)。

据报道,某粉煤灰3d、7d水化热分别为11.7kJ/g和20.5kJ/g,用它分别取代20%、40%、60%和80%的水泥后,水化热3d分别下降到原来的75.1%、72.8%、54.6%和31.4%;7d分别下降到原来的80.7%、69.2%、52.7%和31.8%。

用比表面积400m2/kg的矿渣粉取代35%的某普通水泥时,3d水化热从235kJ/kg下降至160kJ/kg,水化热减少了32%。

尽管混合材取代水泥后水化热下降情况随水泥品种和工程实际情况变化较大,但减少水化热的趋势是确定无疑的。

因此,就减少水化热而论,生产掺混合材的水泥是十分有效的。

5)增加混合材掺量虽然可以降低水泥的水化速度和水化热,但水泥以及所配混凝土的早期强度也随之降低,从而影响拆模时间和施工进度。

对于该问题,可以从以下两方面认识和解决:①廉慧珍等认为,早期强度过高的水泥所配混凝土的后期强度增长率下降甚至倒缩,对混凝土的耐久性不利。

吴笑梅等认为,“水泥的3d强度是施工的要求,水泥的28d强度是混凝土设计强度的需要,而远龄期强度指标则是混凝土耐久性(强度补充及自愈合)的需要。

合理或较低的早期强度,较高的后期及远龄期强度是优质水泥重要的性能指标之一”。

因此,应将混凝土耐久性放在第一位,施工进度应服从混凝土耐久性的需要,掺入混合材后水泥的早期强度适当降低是可以接受的。

②在不增加水化热的情况下,可以通过调整胶凝材料的颗粒级配来提高早期强度。

硬化浆体的强度取决于材料的原始堆积密度和水泥水化产物对原始空隙的填充程度,在不提高水泥水化速度即早期水化产物数量的情况下,降低胶凝材料的原始空隙率即提高其堆积密度,可以提高其强度特别是早期强度。

张大康的研究表明,在P·I42.5R硅酸盐水泥(比表面积333m2/kg),中掺入4%的高细石灰石粉(比表面积1194m2/kg)和26%的矿渣粉(比表面积414m2/kg),与单掺30%矿渣粉相比较,水泥3d抗压强度显著增加(从24.6MPa增加至29.4MPa);与母体水泥(P·I42.5R)比较,3d抗压强度只有很少的降低,28d抗压强度提高了9.4MPa,其原因与高细石灰石粉的填充作用有很大关系。

相关文档
最新文档