控 制大体 积混凝 土水化热危害的原材料选择及工艺措 施 王 金 生 (甘肃省路桥建设集团有限公司 ，兰州 730000) 摘 要 ：大体积 混凝 土施 工 时 ，水 泥在水 化过 程 中将 产 生 大量 的热 量 并 引起 混凝 土 内外温 差 ，如控 制 不 当 会 使 混凝 土产 生裂缝 ，甚 至破 坏 整 个结构 。本 文结合 多年 施 工 中的 经 验 ，在 大量 文 献 资料 的基 础 上 ，归 纳 出一 套 防治水 化热 危 害的方 法和施 工控 制措施 。在 工程 监理 和施 工 实践 中，有很 好 的参 考价值 。 关 键词 ：水化 热 危 害 施 工控 制 中图分 类号 ：TU528 文献标 识码 ：B 混 凝 土水化 热在水 库 大坝 、泵站 、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，使内部温度上升到 50℃ ～ 70℃ 以上 。 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 。 关 于 大体积 混凝 土 ，我 国 目前 尚未有 一 个 确 切 的 定 义 。 日本建筑 学 (JASS5)规 定 ：“结 构 断面 最小 厚度 在 80em 以上 ，同时水化热 引起 混凝土 内部 的最高温度 与外界气温差超 过 25cI=的混凝土 ，称 为大体积混凝 土 。”美 国混凝土 学会 (ACI)规 定 ：“任 何就 地 浇 筑 的大 体 积混凝土 ，其 尺 寸之 大 ，必 须要 求 采取 措施 解 决水 化 热及 随之引起 的体积变形 问题 ，以最大 限度减 少开裂 。” 防治水 化热 的 危 害 ，一 直 是 工 程 技术 人 员 研 究 的 课 题 。大量 文献 显示 ，造成 大体 积混 凝土 裂缝 、变形 的 因素 与水 泥的 品种 和用量 、内外 约束 条件 、外界 气温 变 化 、混凝 土 收缩 变形 及混凝 土匀 质性 等有 关 。 1 胶凝材料选择 防治 水化热 危 害最有 效 的方 法 是优选 原 材料与控 制配合 比 ，可从 以下 几方 面着手 ： 1)选 用水化 热 低 、水化 速 度 较慢 的水 泥 。混 凝 土 温度 升高 主要是 由于水泥 水化 过程 中释放 大 量热量 所 致 ，在绝 热 条件 下混凝 土 的温度 上升 速度 为 … ： ： …1 at cp cp 一 式 中 ，0为 绝热 温升 ；t为时 间 ；W为水 泥用 量 ；q为单 位 收稿 日期 ：2010．10—20；修 回日期 ：2011-02-31 作者简 介：王金生 (1975一 )，男 ，甘肃兰州人 ，工程师 。 质量 水泥在 单位 时 间 内放 出 的水 化 热 ；C为质 量 热容 ； P为 密度 ；Q为单位 时 间内单位 体积 中发 出 的热量 。 由式 (1)可见 ，混凝 土温 度 的升 高不 仅 与 水 泥用 量有 关 ，还 与水 泥 品种 有关 。所 以 ，在 水泥 用量相 同的 条件 下 ，选 用水 化热 低 、凝 结 时 间长 的水 泥 ，能 够 有效 降低 水化 热 。普通硅 酸盐 水泥 水化 热较 大 ，不 宜采用 ； 矿渣 硅酸 盐水 泥与 火 山灰 水泥 水化 反应 慢 ，水化 热低 ， 后期 强度 高 ，大体积 混凝 土 中广 泛采 用 。 2)掺加 粉 煤 灰 。 由式 (1)可 知 ，水 泥 用 量 大 的 混 凝 土产生 的水 化热 也大 ，特别对 于 高强度 混凝 土 ，相应 单方 水泥 用量 较多 ，水 化 热 引起 的混 凝 土 内部 温 升 较 普通 混凝 土要 大 。所 以 ，在 不影 响混 凝 土强 度 和 坍 落 度等使用性能的前提下 ，在混凝土中掺入粉煤灰 ，来取 代部 分水 泥 ，可 达 到 降 低 水 化 热 的 目的 。文 献 [3]中 的试 验表 明 ，掺入 30％ ～60％ 粉 煤 灰可 使 水 泥 7d水 化热 降低 约 10％ ～50％ 。 3)加 入缓凝 剂 。为 了减 少 水化 热 ，降低 混 凝 土 温 度 ，往往 希望 混凝 土缓凝 ，即延 长混 凝土 初凝 时间 。试 验表 明 ，加 入缓 凝剂 后 ，水 泥 的初 凝 时间 可 分别 延 长 1 ～ 4h不 等 ，从 而 推 迟 混 凝 土 放 热 峰 值 出现 的 时 间 。 由于混凝 土 的强度 会 随龄 期 的增 长 而增 大 ，所 以等 放 热 峰值 出现 时 ，混凝 土 强度也增 大 了 ，从 而减小 温度 裂 缝 出现 的机率 。 2 施 工控 制措施 大体 积混 凝 土 内部 的温 度是 一个 随时 间和位 置而 变化 的瞬态温 度场 ，它 的初期 变化 近似 于抛物 线分 布 ， 随 龄期增 加逐 渐趋 于平缓 ，最后 与 外界气 温趋 于平 衡 。 影 响其 变化 的 因 素 较 多 也 较 复 杂 。 实 际 的 温 度

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