温度对混凝土性能的影响
混凝土的温度效应及其对强度的影响
![混凝土的温度效应及其对强度的影响](https://img.taocdn.com/s3/m/08913a46f342336c1eb91a37f111f18583d00cbf.png)
混凝土的温度效应及其对强度的影响一、混凝土的温度效应混凝土的温度效应是指混凝土在受到温度影响时,其性能发生的变化。
混凝土在施工、使用过程中,会受到环境温度、混凝土温度、外部荷载等多种因素的影响,因此混凝土的温度效应是普遍存在的。
1、混凝土受热后的变形混凝土在受热后会发生热膨胀,这种膨胀会引起混凝土产生形变,甚至会导致混凝土结构的破坏。
受热变形主要包括线膨胀、面膨胀和体膨胀。
2、混凝土的温度应力混凝土在受热后会产生温度应力,这是由于混凝土的热膨胀系数比较大,而且混凝土的导热系数比较小,因此在温度变化时,混凝土内部会产生应力。
二、混凝土温度效应对强度的影响混凝土的强度是指混凝土在承受外部荷载时的抵抗能力,也是混凝土结构设计的重要指标。
混凝土的温度效应会影响混凝土的强度,下面将从以下几个方面进行分析。
1、混凝土的抗压强度混凝土的抗压强度是指混凝土在受到压力时的抵抗能力,是混凝土最基本的强度指标。
温度对混凝土抗压强度的影响主要是由于混凝土的孔隙结构发生变化所导致的。
在混凝土受热时,混凝土内的水分会蒸发,孔隙会扩大,这会导致混凝土的抗压强度下降。
同时,混凝土在受冷却时会收缩,孔隙会缩小,这会提高混凝土的抗压强度。
2、混凝土的抗拉强度混凝土的抗拉强度是指混凝土在受到拉力时的抵抗能力。
温度对混凝土的抗拉强度影响较小,但在低温下,混凝土的抗拉强度会下降,这是因为低温会导致混凝土的孔隙结构发生变化,同时也会影响混凝土的韧性。
3、混凝土的抗剪强度混凝土的抗剪强度是指混凝土在受到剪力时的抵抗能力。
温度对混凝土的抗剪强度影响较小,但在高温下,混凝土的抗剪强度会下降,这是因为高温会使混凝土内部的水分蒸发,孔隙结构发生变化,同时也会影响混凝土的韧性。
4、混凝土的弹性模量混凝土的弹性模量是指混凝土在受到外部荷载时,对应变的能力。
温度对混凝土的弹性模量影响较大,一般来说,在高温下,混凝土的弹性模量会下降,这是因为高温会导致混凝土的孔隙结构发生变化,同时混凝土内部的水分也会蒸发,这些因素会影响混凝土的弹性模量。
考虑温度影响的混凝土结构设计与性能分析
![考虑温度影响的混凝土结构设计与性能分析](https://img.taocdn.com/s3/m/36d26c725b8102d276a20029bd64783e09127da4.png)
考虑温度影响的混凝土结构设计与性能分析混凝土在建筑和工程领域中扮演着重要角色。
然而,在不同的气候条件下,混凝土结构的耐久性和强度会受到影响。
因此,在设计混凝土结构的时候需要考虑到温度的影响。
本文将探讨温度影响的混凝土结构设计和性能分析。
一、混凝土结构温度影响的分析温度是混凝土结构使用过程中常见的环境因素,是影响混凝土结构性能的重要因素之一。
高温和低温都会对混凝土结构造成不同程度的影响。
下面将分别探讨高温和低温对混凝土结构的影响。
1. 高温对混凝土结构的影响当混凝土结构暴露在高温环境下时,混凝土会发生热胀冷缩现象,从而导致结构变形和裂缝。
另外,高温还会促使混凝土的龄期加速,从而影响混凝土的强度和硬度。
2. 低温对混凝土结构的影响当混凝土暴露在低温环境下时,混凝土会发生收缩,从而增加混凝土结构的开裂和破坏风险。
此外,低温还会影响混凝土的水化反应过程,从而影响混凝土的强度和硬度。
二、考虑温度影响的混凝土结构设计为了减少温度对混凝土结构的影响,需要在设计混凝土结构时考虑到温度的影响。
下面将介绍考虑温度影响的混凝土结构设计要点。
1. 适当加强混凝土的配合比设计为了提高混凝土结构的抗高温和抗低温性能,在混凝土的配合比设计中,需要适当加强混凝土的粘结强度和韧性。
这样可以保证混凝土结构在高温和低温环境下都能够有更好的承载能力。
2. 合理处理混凝土结构的伸缩性混凝土结构在使用过程中会因为温度变化而发生伸缩性的变化,因此在混凝土结构的设计中需要合理处理混凝土的伸缩性。
比如,在混凝土结构的构造中,需要合理设置伸缩缝以缓解混凝土的收缩和热胀问题。
3. 加强混凝土结构的保护措施为了避免混凝土结构暴露在过高或过低的温度中,需要加强混凝土结构的保护措施。
比如,在高温环境下加强对混凝土结构的通风和降温措施,降低混凝土结构的温度。
而在低温环境中,则需要增加混凝土结构的隔热设施以减少混凝土结构的热损失。
三、混凝土结构的性能分析在混凝土结构的设计和使用过程中,对混凝土结构的性能进行分析也是非常重要的。
温度对混凝土力学性能的影响分析
![温度对混凝土力学性能的影响分析](https://img.taocdn.com/s3/m/fc97059f51e2524de518964bcf84b9d528ea2c9e.png)
温度对混凝土力学性能的影响分析混凝土作为一种常见的建筑材料,具有广泛的应用价值。
然而,在不同的环境温度下,混凝土的力学性能可能会发生变化。
本文将分析温度对混凝土力学性能的影响,并探讨其原因和可能的应对措施。
首先,温度对混凝土的强度和硬度有显著的影响。
一般来说,温度升高会降低混凝土的强度,因为温度升高会导致水分蒸发,使混凝土变得干燥。
而干燥的混凝土在负荷作用下容易出现开裂,从而降低了其强度。
此外,温度变化还会导致混凝土的收缩和膨胀,进一步影响其硬度。
其次,温度还会影响混凝土的冻融性能。
当温度低于0摄氏度时,混凝土中的水分会结冰,导致混凝土膨胀并可能引发裂缝。
而当温度回升时,冻结的水分会融化,从而导致混凝土的体积变化。
这种周期性的冻融循环会使混凝土发生疲劳破坏,进而降低其耐久性。
此外,温度还对混凝土的变形特性产生影响。
当温度变化较大时,混凝土会因热胀冷缩而发生体积变化。
这种变形可能会引起混凝土结构的内应力和应变的不平衡,导致开裂和破坏。
因此,在设计混凝土结构时,需要考虑温度变化对变形特性的影响,以充分保证结构的稳定性和完整性。
那么,如何应对温度对混凝土力学性能的影响呢?首先,可以通过控制混凝土的配合比和材料的选择来提高其温度稳定性。
例如,在配制混凝土时添加适量的掺合料和化学控制剂,可以减少混凝土的收缩和膨胀程度。
同时,可以选择具有较低线膨胀系数的结构材料,如纤维混凝土和高性能混凝土,以减轻温度变化对混凝土结构的影响。
其次,采取合理的温控措施也是应对混凝土温度影响的关键。
在施工过程中,可以利用温度传感器对混凝土温度进行实时监测,并根据温度变化调整浇筑和养护工艺。
此外,可以采取保温措施,如在混凝土表面覆盖绝热材料或喷涂防冻剂,以减少温度的变化幅度。
最后,混凝土力学性能对温度的敏感性还需要通过实验和数值模拟进行深入研究。
通过建立力学性能与温度之间的定量关系模型,可以更加准确地评估混凝土在不同温度下的性能,并为工程设计提供科学依据。
温度对混凝土性能的影响
![温度对混凝土性能的影响](https://img.taocdn.com/s3/m/57338ba26429647d27284b73f242336c1eb93031.png)
温度对混凝土性能的影响一、温度变化对水泥水化及混凝土强度的影响混凝土拌合物是由水泥、骨料、拌和用水及外加剂等组成的混合物。
在混合物拌制过程中主要发生的化学变化是水泥的水化反应,水泥水化速度与水泥细度有关,同时也是随着温度的变化而变化的,温度越高,反应越快。
其间的关系服从普遍适用于各种物理化学反应的通用的Arrhenius定律。
根据许多学者研究,硅酸盐水泥在常温下水化时的激活能E值约在30~40kJ/mol变化。
设E=40kJ/mol,则温度从20℃上升至40℃时反应速率k值将增加185%,温度上升至60℃时k值将增加624%。
反之,如果温度降低至10℃和0℃(273K),则k值将分别减小44.6%和7.03%。
简言之,如果说温度是按算术级数升高的话,那么反应速率是在实用的温度范围内以每升高10℃大约增长70%的速率按几何级数增长的,反之亦然。
由此可见水化速率要比温度的变化强烈的多。
这给低温条件下混凝土的强度增长速率提供了研究依据。
在上世纪80年代初,Carino在美国国家标准局做了一项试验,用水灰比等于0.43的标准试件在指定温度下浇制、密封和养护,直至指定龄期测定其抗压强度。
试验说明,混凝土浇筑后强度的增长速率是随着养护温度的增高而加快的,也是随着龄期的增长而渐减的。
温度对混凝土强度的影响主要是在形成强度的前10d左右的时间,而对混凝土在28天后的强度影响比较小。
二、温度对混凝土坍落度的影响混凝土拌和物的和易性施工经验告诉我们,在炎热天气下同样材料制成同等稠度的混凝土拌和物总要比寒冷天气多用一些水。
同样拌和物的坍落度确实是随着它的温度升高而减小的。
试验结果显示,为了使一般混凝土拌和物具有相等的坍落度(75mm),拌和物的温度每升高10℃,每1m3就需要增加约7kg的拌和用。
拌和物的稠度(坍落度)主要取决于固体颗粒间的相互摩擦,除了水对这种内摩擦有一定的润滑作用以外,还与其中所含气泡有关,空气的存在等于增加了水泥浆含量而减少了骨料含量,因此可以较为明显地削减稠度。
高温环境下混凝土材料的性能分析
![高温环境下混凝土材料的性能分析](https://img.taocdn.com/s3/m/5d6f63cbbb0d4a7302768e9951e79b89680268ed.png)
高温环境下混凝土材料的性能分析混凝土是建筑中常用的一种材料,它具有相对较高的强度和耐久性。
然而,在高温环境下,混凝土材料的性能可能会受到严重影响,这对于建筑物的安全性是一个巨大的挑战。
因此,对高温环境下混凝土材料的性能进行分析和研究至关重要。
首先,高温会对混凝土的力学性能产生影响。
正常情况下,混凝土强度较高,但在高温下,混凝土的强度会出现下降的现象。
这是因为高温会导致水分蒸发,使混凝土内部产生空洞和裂缝,进而降低其抗压强度。
此外,在高温下,水泥石中的水合物会发生结构破坏,也会导致混凝土强度的降低。
其次,高温还会对混凝土的耐久性产生影响。
在高温环境下,混凝土材料容易受到化学侵蚀和腐蚀。
例如,高温下氯盐的侵蚀会导致钢筋锈蚀,从而降低混凝土的耐久性。
此外,高温环境下混凝土中二氧化碳和氧气的作用会加速钢筋的腐蚀,使混凝土结构受损更加严重。
另外,高温还会对混凝土的物理性能产生影响。
高温使混凝土膨胀,导致体积的扩张和应力的积累。
当温度超过一定限度时,混凝土内部的热应力会超过其抗拉强度,出现裂缝和破坏。
此外,高温还会引起混凝土的脆性断裂,使其失去韧性。
针对高温环境下混凝土材料的性能问题,可以通过以下方法进行改善和优化。
首先,可以采用掺有高温粉煤灰或矿渣粉等掺合料的混凝土,来提高其抗高温性能。
这些掺合料具有较高的抗热膨胀能力和防火性能,可以减少混凝土在高温下的膨胀和破坏。
其次,可以采用纤维增强混凝土来提高混凝土的韧性和抗裂性能。
纤维可以增加混凝土的拉伸强度和耐热性,减少裂缝和破坏的发生。
此外,还可以通过控制混凝土的配合比和施工工艺来减少高温对混凝土性能的影响。
综上所述,高温环境下混凝土材料的性能分析对于保证建筑结构的安全性至关重要。
高温会对混凝土的力学性能、耐久性和物理性能产生不利影响,容易导致混凝土的破坏和失效。
因此,我们需要通过优化材料配比和掺合料选择,采用纤维增强混凝土等措施来提高混凝土的抗高温性能。
只有这样,才能确保建筑物在高温环境下的安全运行。
混凝土能承受的最低温度
![混凝土能承受的最低温度](https://img.taocdn.com/s3/m/56f1553c30b765ce0508763231126edb6e1a7674.png)
混凝土能承受的最低温度本文详细探讨了混凝土在不同温度下的性能表现,特别是其在低温环境下的特性。
文章从混凝土的材料特性出发,深入分析了温度对其的影响,并进一步讨论了混凝土的耐寒性标准、施工方法、保护措施、硬化时间与温度,以及其耐久性与工程应用中的最低温度要求。
一、混凝土材料特性混凝土是一种由水泥、水、骨料(沙、石)和其他添加剂混合而成的建筑材料。
其硬化过程涉及到化学反应,这些反应受到温度的影响。
二、温度对混凝土的影响温度变化会影响混凝土的硬化过程和性能。
高温会加速水泥的水化反应,使混凝土快速硬化;而低温则会减缓这一过程,可能需要更长的时间才能达到同样的硬化效果。
三、低温对混凝土的损害在低温下,混凝土中的水分可能会结冰,导致体积膨胀,产生冻胀力。
如果冻胀力超过了混凝土的抗力,会导致混凝土内部产生微裂缝,影响其长期性能。
四、混凝土耐寒性标准根据不同的工程需求和地理位置,混凝土的耐寒性标准有所不同。
一般来说,混凝土的耐寒性是通过实验来确定的,以确保其在特定环境下的性能表现。
五、混凝土低温施工方法在低温下施工,需要采取特殊的措施来保护混凝土。
例如,可以使用加热水泥、预热骨料等方法来提高混凝土的入模温度。
六、混凝土低温保护措施在浇注后的混凝土上覆盖保温材料,可以减缓热量流失,降低温度下降速度,有助于提高混凝土的耐久性。
七、混凝土低温硬化时间与温度在低温下,混凝土的硬化时间会延长。
为了确保混凝土的性能,需要确保其在一个相对稳定的温度环境下硬化。
八、混凝土耐久性与最低温度耐久性是评估混凝土性能的重要指标。
在低温环境下,混凝土的耐久性可能会受到影响。
因此,需要根据工程的具体需求和地理位置来选择合适的混凝土材料和配方。
九、混凝土工程应用中的最低温度要求不同的工程应用对混凝土的最低温度要求不同。
一般来说,在低温环境下施工,需要确保混凝土的最低温度不低于其材料的冰点。
同时,也应考虑到不同材料的特性以及工程的具体需求。
了解和掌握混凝土在不同温度下的性能表现是至关重要的。
混凝土温度处理措施
![混凝土温度处理措施](https://img.taocdn.com/s3/m/048265600622192e453610661ed9ad51f01d548d.png)
混凝土温度处理措施引言混凝土是一种常用的建筑材料,其性能受到温度的影响较大。
在施工过程中,混凝土的温度往往需要进行合理的处理,以确保混凝土的性能和使用寿命。
本文将介绍混凝土温度处理的相关措施。
温度对混凝土的影响混凝土在不同温度下会出现不同的性能变化。
常见的温度影响有以下几个方面:强度变化混凝土在高温下会出现强度下降的现象,主要是因为水化反应速度加快导致的。
而在低温下,水化反应速度变慢,混凝土的强度也会受到影响。
收缩变形混凝土在干燥或低温环境下会出现收缩变形的情况。
这是因为水分的蒸发和混凝土的收缩系数不同导致的。
裂缝形成由于混凝土的温度变化不均匀,会导致温度应力的积累,从而引发裂缝的形成。
混凝土温度处理措施为了减少温度对混凝土的影响,需要采取一系列合理的温度处理措施。
下面介绍几种常见的方法:使用保温材料在混凝土施工过程中,可以在混凝土表面或周围使用保温材料进行包覆。
这样可以减缓混凝土温度的变化,提高其保温性能。
常用的保温材料有保温层和保温板等。
控制混凝土浇筑温度在混凝土浇筑过程中,可以通过控制混凝土的温度来减少温度变化对混凝土的影响。
可以通过在混凝土中加入冰块或通过冷却水降低混凝土的温度。
调整混凝土配方混凝土的配方中添加掺合料可以改善其温度性能。
常用的掺合料有矿渣粉、石粉等。
这些掺合料可以改变混凝土的水化反应速度,从而减小温度对混凝土的影响。
加强施工过程中的温度控制在混凝土施工过程中,应加强对温度变化的监测和控制。
可以使用温度计对混凝土进行实时监测,及时采取相应的温度控制措施。
结论混凝土在施工过程中受到温度的影响较大,为了保证混凝土的性能和使用寿命,需要合理处理温度。
通过使用保温材料、控制混凝土浇筑温度、调整混凝土配方以及加强温度控制等措施,可以减少温度对混凝土的不利影响,提高混凝土的施工质量。
在实际工程中,可以根据具体情况选择适当的温度处理措施,以确保混凝土的质量和安全性。
温度变化对混凝土结构的影响
![温度变化对混凝土结构的影响](https://img.taocdn.com/s3/m/4b93e73df56527d3240c844769eae009581ba299.png)
温度变化对混凝土结构的影响引言:混凝土结构是现代建筑中广泛应用的重要构造材料,其性能受许多因素影响,其中温度变化是一个重要因素。
在本文中,我们将深入探讨温度变化对混凝土结构的影响,并详细分析其机理。
1. 温度变化引起的热胀冷缩效应温度变化导致混凝土结构发生热胀冷缩效应。
当混凝土受热时,其体积会膨胀;相反地,当受冷却时,混凝土会收缩。
这种热胀冷缩效应将使混凝土产生应力,可能导致结构的变形和开裂。
2. 温度变化对混凝土强度的影响温度变化对混凝土的强度产生影响。
在高温下,混凝土的强度会下降,而在低温下,混凝土的强度会增加。
这是因为温度变化会改变混凝土内部的物理和化学特性,从而影响其强度和抗压性能。
3. 温度变化对混凝土耐久性的影响温度变化还会对混凝土的耐久性产生影响。
在高温下,混凝土的孔隙水分可能蒸发,导致混凝土干燥和开裂,从而降低其耐久性。
相反,在低温下,混凝土的孔隙结构会收缩,增加了吸水的可能性,进而导致冻融循环引起的损伤。
4. 温度变化对混凝土胶凝材料的影响温度变化对混凝土中的胶凝材料(如水泥)产生显著影响。
在高温下,水泥的水化反应将加速,促进早期强度的发展。
然而,高温环境下,若处理不当,也可能导致水化反应过早,从而引起裂缝和不均匀的收缩。
在低温下,水泥的水化反应速度减慢,导致混凝土的硬化时间延长。
结论:温度变化对混凝土结构具有重要影响。
在实际工程中,必须充分考虑和控制温度变化,以确保混凝土结构的安全性和可靠性。
这可以通过采取有效的措施,如合理设计和施工技术、使用温度控制体系等来实现。
未来的研究也应继续深入探索温度变化对混凝土结构的影响机理,以提供更具参考价值的建筑设计和施工指导。
(字数:394)。
高温下混凝土的性能与安全问题
![高温下混凝土的性能与安全问题](https://img.taocdn.com/s3/m/2da4f2c7cd22bcd126fff705cc17552707225ec7.png)
高温下混凝土的性能与安全问题混凝土是建筑领域中最常用的材料之一,它的性能与安全问题一直备受关注。
然而,在高温环境下使用混凝土时,其性能与安全性可能会受到很大的影响。
本文将讨论高温下混凝土的性能变化以及可能出现的安全问题,并提供相应的解决方法。
一、高温对混凝土性能的影响1. 抗压强度降低高温会导致混凝土中水分的蒸发,从而使混凝土变干。
这将导致混凝土的抗压强度降低。
实验表明,当混凝土暴露在高温环境下时,其抗压强度可能会降低约10%至30%。
2. 断裂韧性减弱高温下的混凝土会发生微裂纹,这会导致其断裂韧性减弱。
混凝土在高温下变得更脆弱,容易出现裂缝和破碎。
3. 膨胀与收缩当混凝土在高温下暴露时,其中的水分会蒸发并形成蒸汽。
蒸汽的生成会导致混凝土内部发生膨胀,从而引起混凝土的体积增大。
而在高温环境下冷却时,混凝土会发生收缩,容易引发开裂。
二、高温下混凝土的安全问题1. 结构损坏高温会导致混凝土的抗压强度降低,从而增加了结构的风险。
在高温环境中,建筑物的承载能力可能会受到影响,存在结构损坏的风险。
2. 裂缝与剥落混凝土在高温环境中容易出现裂缝和剥落。
由于混凝土的断裂韧性减弱,裂缝可能会逐渐扩大,甚至导致混凝土的剥落,从而危及建筑物的安全性。
3. 钢筋的腐蚀高温下混凝土的膨胀与收缩会导致钢筋产生应力,从而加速钢筋的腐蚀。
如果钢筋腐蚀加剧,将对结构的稳定性产生负面影响。
三、高温下混凝土的解决方法1. 混凝土配方的优化可以通过优化混凝土配方来提高其在高温下的性能。
例如,可以添加一定比例的纤维材料来增强混凝土的韧性。
此外,在配方设计中加入特殊的掺合料,如粉煤灰和硅灰,可以改善混凝土的抗高温性能。
2. 环境调控在高温环境下,应尽量进行降温处理,如增加遮阳设施、喷水降温等,以减少混凝土的暴露程度。
此外,可以通过合理的绝热措施,如增加保温层,减少混凝土的温度升高。
3. 结构设计的优化针对高温环境,可以对结构进行合理的设计优化。
混凝土施工中的温度标准
![混凝土施工中的温度标准](https://img.taocdn.com/s3/m/3193d577326c1eb91a37f111f18583d048640f44.png)
混凝土施工中的温度标准一、引言混凝土是一种广泛使用的材料,应用领域包括建筑、道路和桥梁等。
在混凝土施工中,温度是一个重要的因素。
温度对混凝土的强度、均匀性和耐久性都有影响。
因此,在混凝土施工中,需要遵循一定的温度标准。
本文将介绍混凝土施工中的温度标准。
二、混凝土的温度影响混凝土在不同的温度下具有不同的性能。
在高温下,混凝土的强度会降低,而在低温下,混凝土的强度会增加。
此外,温度还会影响混凝土的收缩和膨胀。
因此,在混凝土施工中,需要根据具体情况来确定合适的温度范围。
三、混凝土施工中的温度标准(一)混凝土浇筑时的温度1. 混凝土的最佳浇筑温度为5℃~35℃。
2. 当混凝土的温度低于5℃时,混凝土的强度会降低,而且混凝土的凝固速度会减慢。
因此,在低温环境下,需要采取保温措施,以提高混凝土的温度。
3. 当混凝土的温度高于35℃时,混凝土的水分蒸发速度会加快,导致混凝土的强度降低,表面龟裂,甚至导致混凝土的热裂缝。
因此,在高温环境下,需要采取降温措施,以降低混凝土的温度。
(二)混凝土养护时的温度1. 在混凝土浇筑后,需要对混凝土进行养护。
养护期间,混凝土的温度应保持在10℃~30℃之间。
2. 当混凝土的温度低于10℃时,混凝土的强度会降低,而且混凝土的养护周期会延长。
因此,在低温环境下,需要采取保温措施,以提高混凝土的温度。
3. 当混凝土的温度高于30℃时,混凝土的水分蒸发速度会加快,导致混凝土的强度降低,表面龟裂,甚至导致混凝土的热裂缝。
因此,在高温环境下,需要采取降温措施,以降低混凝土的温度。
(三)混凝土的最终温度1. 混凝土的最终温度应在5℃~35℃之间。
2. 当混凝土的最终温度低于5℃时,混凝土的强度会降低,而且混凝土的收缩率会增加。
因此,在低温环境下,需要采取保温措施,以提高混凝土的温度。
3. 当混凝土的最终温度高于35℃时,混凝土的强度会降低,表面龟裂,甚至导致混凝土的热裂缝。
因此,在高温环境下,需要采取降温措施,以降低混凝土的温度。
温度对混凝土强度的影响分析
![温度对混凝土强度的影响分析](https://img.taocdn.com/s3/m/d6580bfc59f5f61fb7360b4c2e3f5727a5e924bf.png)
温度对混凝土强度的影响分析混凝土作为一种常见的建筑材料,在现代建筑中扮演着重要的角色。
它的强度对建筑结构的安全性和稳定性至关重要。
然而,混凝土的强度受到许多因素的影响,其中温度是一个重要的因素。
本文将分析温度对混凝土强度的影响,并探讨其中的原因。
混凝土的强度受温度影响的一个主要原因是热胀冷缩效应。
当混凝土暴露在高温环境下时,其内部会受到热胀的作用,因为高温使混凝土内部的水分蒸发,导致其体积膨胀。
相反,当混凝土暴露在低温环境下时,其内部会受到冷缩的作用,因为低温使混凝土内部的水分结冰,导致其体积收缩。
这些热胀冷缩的效应会对混凝土的内部结构造成较大的影响,从而影响其强度。
在高温环境下,混凝土会发生显著的膨胀,从而增加了内部的应力。
这种应力集中会导致混凝土表面出现裂缝,甚至会引起混凝土破裂。
此外,高温使混凝土中的水分迅速蒸发,从而导致其体积减少,进一步增加了应力。
这些混凝土的变形和应力集中现象会对其强度和耐久性产生负面影响。
相反,在低温环境下,混凝土会发生收缩,从而减少了内部的应力。
然而,过度的冷缩会导致混凝土表面出现较大的收缩裂缝。
此外,低温下结冰的水分还会对混凝土的内部结构产生额外的压力,从而影响其强度。
因此,在极端低温条件下,混凝土的强度可能会显著下降。
除了热胀冷缩效应外,温度还可以影响混凝土的硬化和龄期。
在高温环境下,混凝土的硬化速度会加快,这可能导致混凝土内部产生较大的温度差异,从而影响其强度和耐久性。
此外,温度还会影响混凝土的龄期,即混凝土达到设计强度所需要的时间。
在极端温度条件下,混凝土的龄期可能延长或缩短,从而影响其强度的发展和维持。
为了降低温度对混凝土强度的影响,可以采取一些措施。
例如,在施工过程中可以利用遮阳措施来减少混凝土的暴露时间,从而减少其受到的温度影响。
此外,可以使用适当的混凝土配方和添加剂来提高混凝土的耐高温或低温性能。
同时,在混凝土施工后,可以进行适当的养护措施,以确保混凝土的正常硬化和发展。
水泥混凝土在不同温度下的性能研究
![水泥混凝土在不同温度下的性能研究](https://img.taocdn.com/s3/m/cd450110ac02de80d4d8d15abe23482fb4da0201.png)
水泥混凝土在不同温度下的性能研究水泥混凝土是建筑工程中不可或缺的一种材料。
其制备过程简单、成本低廉、性能稳定,因此广受欢迎。
但在使用过程中,由于温度的变化,混凝土的性能也会发生一定的改变。
因此,深入了解水泥混凝土在不同温度下的性能变化规律,对于保证建筑物的安全性和经济性意义非凡。
1. 水泥混凝土的热胀冷缩性水泥混凝土的热胀冷缩性是指混凝土在温度变化时产生的体积变化。
一般情况下,当混凝土在高温条件下时,由于水泥凝结反应会较快,混凝土内部的水分蒸发,导致混凝土体积缩小,发生收缩。
而在低温条件下,由于水分结冰,混凝土内部的水体积会扩大,导致混凝土体积膨胀。
为了解决热胀冷缩性对混凝土性能的影响,可以采取措施,如适当添加氧化铝等控制混凝土收缩;在混凝土表面设置防护层等防止混凝土表面龟裂。
2. 水泥混凝土的强度变化水泥混凝土强度随温度变化的变化规律十分复杂。
一般情况下,在温度较低的地方,混凝土的强度会随温度的升高而增大。
而在高温环境下,混凝土的强度又会随着温度的升高而降低。
这是因为,在低温环境下,水泥凝结反应会较低,而当温度升高时水泥反应会加快,混凝土的强度会增大。
而在高温环境下,水泥凝结反应虽然会更快,但混凝土中存在的膨胀性材料会通过膨胀作用削弱混凝土的强度。
因此,在设计混凝土结构时,需要考虑到不同温度下混凝土强度的变化规律,选择合适的材料和设计方案。
3. 水泥混凝土的耐久性变化水泥混凝土的耐久性也随着温度变化而变化。
一般情况下,在较低的温度下,混凝土的耐久性会更好。
当温度升高到一定程度时,混凝土的碳化速度会加快,导致混凝土内部腐蚀。
此外,混凝土内部的水分蒸发和结冰也会对混凝土耐久性造成影响。
因此,在设计混凝土结构时,需要考虑到不同环境下混凝土的腐蚀和龟裂情况,采取适当的防护措施,延长混凝土的使用寿命。
4. 水泥混凝土的变形水泥混凝土的变形也随着温度变化而发生一定的变化。
一般情况下,在温度升高的情况下,混凝土的膨胀率会增加,产生更大的变形。
施工环境温度对混凝土工程的影响及控制策略
![施工环境温度对混凝土工程的影响及控制策略](https://img.taocdn.com/s3/m/349c0d45e97101f69e3143323968011ca200f74d.png)
施工环境温度对混凝土工程的影响及控制策略混凝土工程是建筑施工中不可或缺的一部分,混凝土是用水泥、骨料、掺合料、水和外加剂等原料按照一定比例配制而成的。
然而,混凝土的成型和固化过程容易受到施工环境温度的影响。
本文将从混凝土成型、强度发展、裂缝产生、耐久性、施工措施、减缓固化速度、温度控制等方面,探讨施工环境温度对混凝土工程的影响及相应的控制策略。
一、混凝土成型施工环境温度对混凝土成型过程具有重要影响。
通常情况下,混凝土的浇筑温度应在5℃-40℃之间。
过高的施工环境温度会使混凝土过早硬化,导致浇筑困难,减少施工时间,同时也增加了混凝土的受力不均匀性,影响工程质量。
而过低的温度则可能导致混凝土凝结缓慢,甚至无法凝结,从而对整个工程进度造成严重影响。
二、强度发展混凝土的强度发展受施工环境温度的影响。
温度过低会导致混凝土的水化反应减缓,混凝土的早期和中期强度发展缓慢,从而影响整体工程的强度要求。
而温度过高则会导致水化反应过程加速,混凝土强度发展过快,容易出现裂缝,并且强度发展不均匀,影响工程的整体稳定性。
三、裂缝产生施工环境温度对混凝土工程还会直接影响裂缝的产生。
温度的变化会引起混凝土的体积收缩或膨胀,不同部位的收缩或膨胀程度不一致,容易导致混凝土表面产生裂缝。
这些裂缝不仅会影响建筑物外观美观,更严重的是会影响到混凝土的结构性能和使用寿命。
四、耐久性施工环境温度对混凝土的耐久性也有着重要的影响。
高温环境下混凝土的水化反应加速,导致水泥胶凝体变得疏松,从而削弱混凝土的耐久性。
特别是在冷却阶段,高温环境下产生的裂缝使得混凝土更容易被渗透和侵蚀,降低了混凝土的耐久性。
五、施工措施针对施工环境温度对混凝土工程的影响,可以采取一系列措施来控制温度。
首先,可选用合适的水泥品种和掺合料,以提高混凝土的耐高温和低温能力;其次,可以适当控制混凝土的配合比,增加骨料的大小和结构,以提高混凝土的抗温变形能力;此外,可以利用降温剂、冷却水等控制施工过程中的温度。
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](https://img.taocdn.com/s3/m/0e4963780622192e453610661ed9ad51f01d54ec.png)
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。
浅析混凝土施工过程中的温度及裂缝控制
![浅析混凝土施工过程中的温度及裂缝控制](https://img.taocdn.com/s3/m/541c0dae6394dd88d0d233d4b14e852459fb3945.png)
浅析混凝土施工过程中的温度及裂缝控制混凝土作为建筑工程中常用的材料,其施工过程中温度和裂缝控制是十分重要的环节。
温度的控制对混凝土的强度和耐久性有着直接的影响,而裂缝的产生则直接关系到混凝土结构的安全和使用寿命。
本文将从温度和裂缝两个方面对混凝土施工过程中的控制进行浅析,希望对相关行业有所帮助。
一、温度控制1. 温度对混凝土的影响混凝土在温度变化的环境下会产生体积变化,这对混凝土的强度和耐久性都有着直接的影响。
在混凝土初凝和硬化过程中,如果受到较大的温度影响,就容易产生裂缝和变形,从而影响混凝土结构的使用性能。
控制混凝土施工过程中的温度十分重要。
2. 控制方法(1)选择合适的季节和时间进行施工,避免在高温或寒冷的环境下进行混凝土浇筑。
(2)采用冷却水对混凝土进行降温处理,可以有效控制混凝土温度的升高。
(3)可以在混凝土配合比中加入缓凝剂,延长混凝土的凝固时间,从而减缓温度的升高。
(4)在混凝土初凝和硬化过程中可以采用覆盖材料对混凝土进行保温处理,防止温度急剧下降。
3. 温度监测在混凝土施工过程中需要对温度进行及时监测,一方面可以及时采取措施控制温度的变化,另一方面也可以为后续施工工序提供参考。
常用的温度监测方法有表面温度监测和内部温度监测两种,根据具体施工情况选择合适的监测手段进行温度控制。
二、裂缝控制1. 裂缝的产生原因混凝土结构在施工和使用过程中会受到各种外部力的作用,从而产生应力,当应力超过混凝土的承受能力时就容易产生裂缝。
在混凝土的龄期初期和末期都容易出现裂缝,因为这两个阶段混凝土的强度较低,抗裂性也较弱。
(1)合理设计和施工,避免因为结构设计不合理或者施工缺陷等原因导致裂缝的产生。
(2)采用预应力混凝土结构,提高混凝土结构的抗裂性能。
(3)在混凝土配合比中加入裂缝控制剂,改善混凝土的抗裂性能。
(4)在混凝土结构中设置缝隙,避免裂缝的产生对整体结构的影响。
3. 裂缝监测和修补在混凝土结构施工完毕后需要对裂缝进行监测,一旦发现裂缝需要及时进行修补,防止裂缝扩大影响结构的安全性。
混凝土养护温度对混凝土强度的影响曲线图
![混凝土养护温度对混凝土强度的影响曲线图](https://img.taocdn.com/s3/m/2904a8b4b9f67c1cfad6195f312b3169a551ea1d.png)
混凝土养护温度对混凝土强度的影响曲线图混凝土作为建筑工程中广泛应用的材料,其强度的形成和发展受到多种因素的影响,其中养护温度是一个至关重要的因素。
了解混凝土养护温度与混凝土强度之间的关系对于保证工程质量、优化施工工艺以及降低成本具有重要意义。
混凝土的强度形成是一个复杂的化学和物理过程。
在混凝土浇筑后,水泥与水发生水化反应,逐渐生成水化产物,这些水化产物相互交织、填充空隙,从而使混凝土的强度不断提高。
而养护温度对水化反应的速率和程度有着显著的影响。
一般来说,养护温度较低时,水泥的水化反应速度较慢。
这是因为低温环境下,分子的运动速度减慢,化学反应所需的能量难以得到满足,导致水化反应不充分。
在这种情况下,混凝土强度的增长较为缓慢,需要较长的时间才能达到设计强度。
相反,当养护温度较高时,水泥的水化反应速度加快,混凝土强度能够在较短的时间内得到较大的提高。
然而,并非养护温度越高,混凝土强度就越高。
当养护温度过高时,可能会出现一些不利的影响。
例如,过高的温度可能导致混凝土内部水分蒸发过快,从而产生干燥收缩裂缝,这会削弱混凝土的整体性和强度。
此外,高温还可能使水化产物的微观结构发生变化,影响其长期性能。
为了更直观地展示混凝土养护温度对混凝土强度的影响,我们通常会绘制影响曲线图。
这种曲线图通常以养护温度为横坐标,以混凝土在不同龄期的强度为纵坐标。
通过对大量实验数据的整理和分析,可以得到不同养护温度下混凝土强度随时间的变化规律。
在曲线图中,我们可以看到,在一定的温度范围内,随着养护温度的升高,混凝土早期强度(如 3 天、7 天)增长迅速。
例如,在 20℃养护条件下,混凝土 3 天的强度可能只有设计强度的 30%左右;而在30℃养护条件下,3 天的强度可能达到 50%甚至更高。
但对于后期强度(如 28 天、90 天),养护温度过高并不一定总是有利的。
有时,高温养护下的混凝土后期强度增长可能会减缓,甚至低于正常温度养护下的混凝土强度。
混凝土温度变化对强度影响标准
![混凝土温度变化对强度影响标准](https://img.taocdn.com/s3/m/ca33a694b1717fd5360cba1aa8114431b80d8e52.png)
混凝土温度变化对强度影响标准一、背景介绍混凝土是一种常用的建筑材料,在建筑工程中广泛使用。
混凝土的强度是其重要的性能指标之一,而混凝土强度受许多因素的影响,其中一个重要的因素就是温度。
混凝土在硬化过程中会产生热量,而环境温度的变化也会影响混凝土的温度。
因此,混凝土温度的变化对混凝土强度有着重要的影响。
本文将针对混凝土温度变化对强度的影响,提供一个全面的、具体的、详细的标准。
二、温度变化对混凝土强度的影响温度变化对混凝土强度的影响主要表现在以下几个方面:1. 混凝土龄期强度混凝土在硬化过程中会产生热量,而环境温度的变化也会影响混凝土的温度。
当混凝土的温度升高时,混凝土内部的水分蒸发速度加快,混凝土中孔隙的体积也会增大,从而导致混凝土的龄期强度降低。
2. 混凝土早期强度混凝土早期强度是指混凝土在浇筑后短时间内的强度。
当混凝土的温度升高时,混凝土中水分的蒸发速度加快,混凝土的早期强度会降低。
同时,高温还会导致混凝土中的钙矾石晶体发生变化,从而影响混凝土的早期强度。
3. 混凝土长期强度混凝土长期强度是指混凝土在长时间内的强度。
当混凝土在低温条件下养护时,混凝土中的孔隙会逐渐填补,混凝土的强度会逐渐提高。
但当混凝土在高温条件下养护时,混凝土内部的水分蒸发速度加快,混凝土中的孔隙会逐渐扩大,从而导致混凝土的长期强度降低。
4. 混凝土的冻融性能混凝土在低温条件下会出现冻融现象,而混凝土的冻融性能与混凝土的温度有着密切的关系。
当混凝土的温度升高时,混凝土的冻融性能会降低。
三、混凝土温度变化对强度的影响标准1. 混凝土浇筑前的温度控制为了保证混凝土的强度,混凝土浇筑前应进行预先调温。
具体来说,当环境温度高于25℃时,应采取降温措施,将混凝土的温度控制在25℃以下。
当环境温度低于5℃时,应采取加温措施,将混凝土的温度控制在5℃以上。
2. 混凝土浇筑后的温度控制在混凝土浇筑后,应采取措施控制混凝土的温度。
具体来说,当环境温度高于25℃时,应采取降温措施,如加水、覆盖降温剂等。
温度变化对混凝土性能的影响
![温度变化对混凝土性能的影响](https://img.taocdn.com/s3/m/5e6db44bdf80d4d8d15abe23482fb4daa58d1dd7.png)
温度变化对混凝土性能的影响混凝土是一种常见的建筑材料,其性能受温度变化的影响非常大。
温度变化可以对混凝土的强度、收缩性、耐久性和施工等特性产生重要影响。
首先,温度变化会对混凝土的强度产生影响。
在混凝土的硬化过程中,温度的变化会影响水泥的水化反应。
高温会加速水泥的水化反应,促进混凝土的早期强度发展,但过高的温度也会导致混凝土快速干燥和收缩,造成开裂的风险。
相反,低温会减缓水泥的水化反应速度,延缓混凝土的强度发展。
在低温环境下,混凝土的早期强度可能较低,但随着时间的推移,冰水晶的形成会增加混凝土的强度。
其次,温度变化还会影响混凝土的收缩性。
混凝土在硬化过程中会发生收缩,而温度变化会导致混凝土的热收缩和湿度收缩。
热收缩是由于水泥水化时释放出的热量导致混凝土的体积收缩。
高温下的混凝土热收缩较大,可能导致裂缝的产生。
湿度收缩则是由于水分的蒸发引起的混凝土干燥收缩。
在干燥环境下,混凝土的干燥收缩较大,但在温度较高的情况下,水分的蒸发速度较快,使得湿度收缩的影响减小。
此外,温度变化还会对混凝土的耐久性产生重要影响。
温度变化会引起混凝土的热胀冷缩,从而导致混凝土结构的应力变化。
高温会引起混凝土的膨胀,而低温则会导致混凝土的收缩。
长期的温度变化会加速混凝土的老化过程,增加混凝土的开裂和损坏风险。
最后,温度变化还会对混凝土的施工过程产生影响。
温度变化会影响混凝土的凝结时间和硬化速度。
在高温环境下,混凝土的凝结时间较短,需要更快地完成浇筑和养护过程。
同时,高温还会导致混凝土表面的水分迅速蒸发,需要增加养护措施,以防止混凝土表面的开裂和干缩。
总结来说,温度变化对混凝土的性能产生了重要影响。
为了确保混凝土结构的安全性和耐久性,需要根据实际情况进行合理的设计和施工措施。
此外,应该根据温度变化情况进行养护和维护,以防止混凝土的开裂和损坏。
混凝土的施工温度与裂缝
![混凝土的施工温度与裂缝](https://img.taocdn.com/s3/m/b402c983d4bbfd0a79563c1ec5da50e2534dd155.png)
混凝土的施工温度与裂缝混凝土的施工温度对于混凝土的质量和性能有着重要影响,特别是在温度较高或者较低的环境下,可能会导致混凝土产生裂缝。
下面将从施工温度对混凝土性能的影响、裂缝的形成机理以及预防裂缝的方法等几个方面进行详细阐述。
一、施工温度对混凝土性能的影响1. 混凝土强度:混凝土的强度与固化过程中的温度密切相关。
施工时如果温度太高,会导致水分的过早蒸发,影响混凝土的固化过程,从而降低强度。
如果温度太低,则会延缓混凝土的固化速度,也会影响强度的发展。
2. 混凝土收缩性:混凝土在固化过程中会发生收缩,而收缩产生的应力可能会引起裂缝。
高温下混凝土的水分蒸发速度加快,收缩速度增大,容易发生裂缝。
低温下水分困在混凝土中,无法蒸发,也容易引起收缩应力,从而导致裂缝的形成。
3. 混凝土抗冻性:混凝土的抗冻性是指在低温环境下,混凝土的抵抗冻融循环的能力。
如果在混凝土的施工过程中,温度过低,可能导致混凝土内部形成大量的冰晶,破坏混凝土的结构,进而降低混凝土的抗冻性,产生裂缝。
4. 混凝土的耐久性:施工温度对混凝土的耐久性也有一定影响。
温度过高会导致混凝土内部的气孔增多,水泥石中的水化产物减少,从而影响混凝土的耐久性。
而温度过低则会降低混凝土的抗渗性和抗碳化性。
二、裂缝的形成机理1. 温度应力引起的裂缝:混凝土在固化过程中会发生收缩,而收缩会产生应力。
当混凝土内部的应力超过其强度时,就会发生裂缝。
在温度变化过程中,混凝土由于热胀冷缩,产生的温度应力也会导致裂缝的形成。
2. 冻融应力引起的裂缝:在低温环境下,混凝土中的水分会结冰膨胀,形成冻融应力。
如果混凝土的抗冻性不足,就会产生裂缝。
尤其是在高含水率的混凝土中,当冻融应力超过混凝土强度时,就容易发生裂缝。
3. 混凝土干缩引起的裂缝:在混凝土的固化过程中,由于水分的蒸发,会使混凝土收缩。
特别是在高温环境下,混凝土的干缩速度较快,容易产生裂缝。
另外,混凝土的不均匀干缩也会引起裂缝的形成。
- 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、"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、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)。
1.温度与混凝土性能的关系
1.1温度变化对水泥水化及混凝土强度的影响
混凝土拌合物是由水泥、集料、拌和用水及外加剂等组成的混合物。
在混合物拌制过程中主要发生的化学变化是水泥的水化反应,水泥水化速度与水泥细度有关,同时也是随着温度的变化而变化的,温度越高,反应越快。
其间的关
系服从普遍适用于各种物理化学反应的通用的Arrhenius定律。
根据许多学者研究,硅酸盐水泥在常温下水化时的激活能E值约在30—40kJ/mol之间变化。
设E=40kJ/mol,则温度从20℃上升至40℃时反应速率k 值将增加185%,温度上升至60℃时k值将增加624%。
反之,如果温度降低至10℃和0℃(273K),则k值将分别减小44.6%和7.03%。
简言之,如果说温度是按算术级数升高的话,那么反应速率是在实用的温度范围内以每升高10℃大约增长70%的速率按几何级数增长的,反之亦然。
由此可见水化速率要比温度的变化强烈的多。
这给低温条件下混凝土的强度增长速率提供了研究依据。
在上世纪80年代初,Carino在美国国家标准局做了一项试验,用水灰比等于0.43的标准试件在指定温度下浇制、密封和养护,直至指定龄期测定其抗压强度,不同温度下的混凝土强度增长如图1所示。
试验说明,混凝土浇筑后强度的增长速率是随着养护温度的增高而加快的,也是随着龄期的增长而渐减的。
温度对混凝土强度的影响主要是在形成强度
的前10d左右的时间,而对混凝土在28天后的强度影响比较小。
1.2温度对混凝土坍落度的影响
混凝土拌和物的和易性施工经验告诉我们,在炎热天气下同样材料制成同等稠度的混凝土拌和物总要比寒冷天气多用一些水。
同样拌和物的坍落度确实是随着它的温度升高而减小的。
试验结果显示,为了使一般混凝土拌和物具有相
等的坍落度(75mm),拌和物的温度每升高10℃,每1m3就需要增加约7kg的拌和用水(见图2)。
拌和物的稠度(坍落度)主要取决于固体颗粒间的相互摩擦,除了水对这种内摩擦有一定的润滑作用以外,还与其中所含气泡有关,空气的存在等于增加了水泥浆含量而减少了集料含量,因此可以较为明显地削减稠度。
气泡的形成与水的黏滞度有关,而水的黏滞度是随着温度的升高而减小的。
因此,在较高温度下为使拌和物获得同样稠度通常需要较常温多用一些水,以增加气泡含量,从而增加拌合物的流动性。
同样,在低温条件下拌和混凝土时要相应减少拌和用水,以防止用水过多产生泌水或坍落度过大的现象。
1.3低温下的混凝土强度研究
在混凝土浇筑后尚未硬化前,低温下内部水在结冰时体积会发生9%左右的增长,同时产生约2500kg/cm2的冰胀应力。
这个应力值常常大于水泥石内部
形成的初期强度值,使混凝土受到不同程度的破坏(即早期受冻破坏)而降低强度。
此外,当水变成冰后,还会在骨料和钢筋表面上产生颗粒较大的结晶,减弱水泥浆与骨料和钢筋的黏结力,从而影响混凝土的抗压强度。
当冰凌融化后,又
会在混凝土内部形成各种各样的空隙,而降低混凝土的密实性及耐久性。
由此可见,在冬季混凝土施工中,水的形态变化是影响混凝土强度增长的关键。
国内外许多学者对水在混凝土中的形态进行大量的试验研究结果表明,新浇混凝土在冻结前有一段预养期,可以增加其内部液相,减少固相,加速水泥的水化作用。
试验研究还表明,混凝土受冻前预养期愈长,强度损失愈小。
混凝土化冻后(即处在正常温度条件下)继续养护,其强度还会增长,不过增长的幅
度大小不一。
对于预养期长,获得初期强度较高(如达到R28的35%)的混凝土
受冻后,后期强度几乎没有损失。
而对于安全预养期短,获得初期强度比较低的混凝土受冻后,后期强度都有不同程度的损失。
由此可见,混凝土冻结前,要使其在正常温度下有一段预养期,以加速水泥的水化作用,从而避免产生混凝土早期冻害。
随着混凝土龄期增加,混凝土抗冻性能也得到提高。
因水泥不断水化,可冻结水量减少,水中溶解盐浓度随水化深入而浓度增加,冰点也随龄期而降低,抵抗冻融破坏的能力也随之增强。
所以延长冻结前的养护时间可以提高混凝土的抗冻性。
使混凝土获得不遭受冻害的最低强度,一般称临界强度,我国规定临界
强度为不低于设计标号的30%,即不得低于35kg/cm2。
2.冬季混凝土施工注意事项
2.1混凝土冬季施工应注意的问题
从以上分析可以看出,温度在混凝土的拌制和浇注后强度的形成过程中有着十分重要的作用。
一般说来混凝土的养护温度宜热不宜冷,浇灌入模时的温度宜冷不宜热,冬季施工亦是如此。
对于大体积结构物,为了防止拌和物冻结、凝结过缓,入模温度也不宜过低。
为了防止混凝土受冻和保证强度增长,应对施工地点进行临时性的围护,并对混凝土的表面和模板用隔热材料掩盖保温养护,必要时可用蒸汽或电热加温。
浇灌后宜用成熟度法或其他测试方法时时监测混凝土强度,直至达到预定的强度要求(例如临界防冻强度、脱模强度、预应力张拉强度),方可停止上述措施。
为了保证混凝土的浇灌温度,可将集料贮存在温暖的场所,必要时可对集料和水进行加热。
2.2混凝土冬季施工方法的选择
在实践中,要根据施工时的气温情况,工程结构状况(工程量、结构厚大程度与外露情况),工期紧迫程度,水泥的品种及价格,早强剂、减水剂、抗冻剂的性能及价格,保温材料的性能及价格,热源的条件等,来选择合理的施工方法。
一般来说,对于同一个工程,可以有若干个不同的冬季施工方案。
一个理想的方案,应当用最短的工期、最低的施工费用,来获得最优良的工程质量,也就是工期、费用、质量最佳化。
目前,基本上采用以下几种方法。
(1)调整配合比法。
主要适用于0℃左右的混凝土施工。
具体做法:一
是选择适当品种的水泥是提高混凝土抗冻的重要手段。
试验结果表明,应使用早
强硅酸盐水泥。
该水泥水化热较大,且在早期放出强度最高,一般3d抗压强度大约相当于普通硅酸盐水泥7d的强度,效果较明显。
二是尽量降低水灰比,稍
增水泥用量,从而增加水化热量,缩短达到龄期强度的时间。
三是掺用引气剂。
在保持混凝土配合比不变的情况下,加入引气剂后生成的气泡,相应增加了水泥浆的体积,提高拌和物的流动性,改善其黏聚性及保水性,缓冲混凝土内水结冰所产生的水压力,提高混凝土的抗冻性。
四是掺加早强外加剂,缩短混凝土的凝
结时间,提高早期强度。
应用较普遍的有硫酸钠(掺用水泥用量的2%)和复合早强试水剂(掺水泥用量的5%)。
五是选择颗粒硬度高和缝隙少的集料,使其热膨胀系数和周围砂浆膨胀系数相近。
(2)蓄热法。
主要用于气温-10℃左右,结构比较厚大的工程。
做法是:
对原材料(水、砂、石)进行加热,使混凝土在搅拌、运输和浇灌以后,还储备有相当的热量,以使水泥水化放热较快,并加强对混凝土的保温,以保证在温度
降到0℃以前使新浇混凝土具有足够的抗冻能力。
此法工艺简单,施工费用不多,
但要注意内部保温,避免角部与外露表面受冻,且要延长养护龄期。
(3)外部加热法。
主要用于气温-10℃以上,而构件并不厚大的工程。
通过加热混凝土构件周围的空气,将热量传给混凝土,或直接对混凝土加热,使混凝土处于正温条件下能正常硬化。
火炉加热:一般在较小的工地使用,方法简单,但室内温度不高,比较干燥,放出的二氧化碳会使新浇混凝土表面碳化,影响质量。
蒸汽加热:用蒸汽使混凝土在湿热条件下硬化。
此法较易控制,加热温度均匀。
但因其需专门的锅炉设备,费用较高,且热损失较大,劳动条件亦不理想。
电加热:将钢筋作为电极,或将电热器贴在混凝土表面,使电能变为热能,以提高混凝土的温度。
此法简单方便,热损失较少,易控制,不足之处是电能消耗量大。
红外线加热:用高温电加热器或气体红外线发生器对混凝土进行密封辐射加热。
(4)使用外加剂法。
在-10℃以上的气温中,对混凝土拌和物掺加一种
能降低水的冰点的化学剂,使混凝土在负温下仍处于液相状态,水化作用能继续进行,从而使混凝土强度继续增长。
目前常用有氧化钙、氯化钠等单抗冻剂及亚硝酸钠加氯化钠复合抗冻剂。
上述4种冬季施工方法都有其利弊,适用范围也都受一定条件的制约,
应根据现场条件,采用一种或两种以上施工方法结合作用。