力学 、微观水化模型 ，提 出了新 的水泥绝热 温升模 型。在此水 泥绝热 温升模 型基础上 ，结合有 限元软件 ，对某大 体积混凝 土工程进行 了温度 一应力场分析 ，并 由此 确定其 温升 控制措施 。工程施 工后 ，表面温度裂缝 较少 ，较好 地保证 了此工程 的施 工质 量。 【关键词】 混凝土；绝热温升；温度 一应力场；管冷 【中图分类号】 TU755．7 【文献标识码】 B 【文章编号】 1001—6864(2010)11—0125—02 大体积混凝土 由于水化 放热 ，浇注后 温度会 经过升 高、 降低 、稳 定的过 程 ，在温度 变化 过程 中，如 果结构 物的 温度 变形受到约束 ，则在混凝 土 内部 会产生应 力 ，若 此温度应 力 超过这个时刻混凝土的最大允许应力 ，则大体积混凝土会 产生裂缝 ，严重影响工程 的安全性 、耐久性 J。为避免破坏 性温度裂缝的产生 ，需要对承 台进行 温度 一应力场分析 。 温度 一应力场分析的一个重要前提就是混凝土水化放 热的确定 。 目前我 国学者 已经提 出了各种 不同 的混 凝土绝 热温升模型 ：朱伯芳 等 提出 的估 算经验 公式 ，包 括指 数 、 双曲线、复合指数三种 形式 ；规 范 GB50496—2009… 即采用 了双曲线式模型；张子明等提出的基于等效时间的绝热温 升模型【3J。凌道盛等提出的混凝土放热模型 J。 混凝土凝结硬化实质上是复杂的物理化学反应。估算 经验公式忽略 了温度 、水化 反应物 浓度等 因素的影 响 ，很 难 精确计算混凝土温升；凌道盛等的水化放热模型，由某时刻 温升与最终温升的 比值来 反映 浓度 ，较 为粗糙 。文 中在 Ar- rhennius定理基础上 ，考 虑微 观水 化过 程 ，用未 反应 水泥 颗 粒 内核与水 的接触 面积来 考虑 反 应物浓 度 ，提 出 了新 的绝 热温升计算式 。在此模型 基础上 ，结合 有限元 软件 ，对某大 体积混凝土工程 温度 一应 力场 进行 了分 析 并 由此而定 其 温升控制措施 。 1 混凝土绝热温升模型的建立 1．1 混凝土微观水化过程 国外学者 K VailBreugel』、Ki—BoungPark【6均提 出过 微观水化模型，认为水化过程中包括未水化水泥颗粒、水化 产物以及存在于外部水化产物毛细孔隙中的水等三种成 分 ，随着水 化 反应 进行 ，外 部 反应 产 物形成 的空 隙逐 渐减 少 ，水与未反应的水泥颗粒内核的接触面积逐渐减小，所 以 反应速率逐渐降低。 假设混凝土颗粒为尺寸均匀的球体 ，如 图 1所示。其 中，R。为颗粒初始半径；R 为达到水化最大程度 时的未 水化 内核的半径 ； 为外部水化产物半径 ；r为处于 中间状态 时的颗粒半径；f为考虑水的等效立方体尺寸。 反应时，r由 凡 逐渐减小至R。，由于水化产物的体积大 于参与反应的水泥体积( >1)，所以 不断扩大；由于水不 断减少，z不断减小。假设参与反应 的水都集中于球与立方 体的空隙中，则伴随球体的不断扩大、立方体尺寸的不断减 小 ，水与颗粒 的接触 面积不断减小 ，如图 2所示 。 未水化内核 内部水化产物 外部水化产物 图1 微观水化示意图 R÷ RRnrR ÷R雩 穹cR譬 图2 水与水泥内核接触示意图Is 定义相对面积 S )为 ： S )=s／(4．trR2) (1) 则此相对 面积就是基 于混凝土微 观水化过 程 的反 映水 化反应物浓度的计算式。 1．2 混凝土绝热 温升模 型的建立 单位体积混凝土温升由水泥放热引起，设初始温度为 ， 任意时刻温度为 ，则混凝土绝热温升 0为 ： ： 一 ： — 一 (2) c( + +1) 。 P P 。。 式中，p 为水泥的密度，P 为水的密度，P 为砂石的 平均密度，S为水泥的比表面积，P。为浇注后的整体平均密 度 ， 为水 灰 比， 为砂灰 比

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