结合广州东沙大桥承台混凝 土水化热温度监控实测 ，选取粉煤灰和矿粉双掺大体积混凝土水化放热规律 ，运用 ANSYS软件建 立承台有限元模型，进行了粉煤灰和矿粉双掺大体积混凝土水化热瞬态温度场计算：并与监控实测结果对比分析，给出了粉煤灰和矿粉双 掺混凝土水化速率系数的取值范围。为相类似的工程数值计算分析提供 了可靠 的数学模 型。 关键词 ： 双掺混凝土 ；水化热 ；有 限元 ；水化速率系数 中图分类号： TU528．041 文献标志码 ： A 文章编号： 1002—3550(2010)O1—0021—04 Studyonthehydro—thermaldissipationlaw ofmassiveconcretemixingwithslagpowderandflyash LIUMu-yu，WANGFeng",DINGQing-jun (a．HubeiKeyLaboratoryofRoadwayBridge& StructureEngineering； b．EducationDepartme~sKeyLaboratoryofMaterialScienceandEngineering，WuhanUniversityofTechnology，Wuhan 430070，China) Abstract： BasedonmonimringtestoftheconcretehydrationheatintheguangzboueastsandpilebriRe．hydro—thermaldissipationlawofmas— siveconcretemixingwithSlagPowderandflyashiselected，thefiniteelementmodelofpileisestablishedbyANSYSsoftware，tran sienttemper- aturefieldisanalyzed，andan alysisresultiscontrastedwith monitoring，hydration ratecoefi cientisproposed，whichprovidesareliablemathe— maticalmodelforsimil~ engineeringnum eric~ an alysis． Key w ords： double—dopedmassiveconcrete；temperaturefield；finiteelementmethod；hydrationvelocity 0 引言 粉煤灰 和矿粉双掺大体 积混凝土在 大跨 度桥梁基 础建设 中的应用 越来越广泛 。由于采用 了粉煤 灰和矿粉替代 部分水 泥 ，这种混凝土 的水 化放热规律不 同于其他 混凝 土 ，其 放热规 律的研究 若套用其 他混凝土 的规律则不符合工程实际 。因此 ， 监测与控制粉煤灰 和矿粉双掺大体积混凝土水化温度场 、应力 场 ，确定粉煤灰 和矿 粉双掺大体积 混凝土水化放 热规律 ，是桥 用大体积混凝土设计者和施工者研究的热点。目前，水化规律研 究主要针对的是大坝混凝土 、高强混凝土。其 中，朱伯芳对大坝 混凝 土水化放热规律进行 了研究 ，且 给出了水化速率 系数 的取 值范 围 0．295--43．406[’；王铁梦在 工程结 构裂缝控制 中提 出水 化 速率 系数范 围为 O．3~o．5~2J；李东研究 了基础结构 中混凝上水 化 热 瞬态 温度场数值计算 过程 中的水化 放热规律及水 化速率 问 题四；向敏 中进行 了高强混凝土水化放热规律研究 ，并给 出高强 混凝土水化速率系数范围为 1．0-1．3 。本文 以广州东沙大桥承 台水化热 温升 实测为基础 ，进行 了承台有 限元模 拟分析 ，给 出 了粉煤灰和矿粉双掺混凝土水化放热规律表达式的参数取值 范围，即水化速率系数取 1．5~2．0，为粉煤灰和矿粉双掺大体积 混凝土放热规律的确定提供理论依据。 1 双掺 大体积 混凝土 配合 比和温度监测 为研究双掺混凝土水化放热速率以及温度分布特性 ，对广 州东沙大桥 主塔承 台进行 了水化热温度场的现场监测实测 ，东 收稿 日期 ：2009-09-09 沙大桥为整体箱花瓶式独塔 双索面斜 拉桥 ，全桥长 为 29331TI， 宽 401TI，双 向六车道 ，最大跨径 338m，承台长 28．0m，宽 19．0m， 高 6．0m，设计混凝土强度等级 为 C30，浇筑方量 为 3092m 。承 台分 2层 浇筑 ，施工时要求承台与周 围间的温差不超过 25℃ ， 控制水化热 、日照 、降温等 因素对承 台的不 良影响 。 承台混凝土采用了大量粉煤灰和矿粉替代部分水泥，同时 选 择合适 的化 学外 加剂 ，形成复 合胶 凝材料 ，制备 了低 热高性 能的双掺混凝土。混凝土原材料 ：水泥为 P·042．5级硅酸盐水 泥 ；粉煤灰为 广州电厂 Ⅱ级灰 ；矿粉是矿渣粉 ；砂 采用中砂 ，含 泥量 ≤1％，细度模数 2．6～3．0；碎石为 5～25inln连续级配 ，针片 状含量 8％，压碎值 9％，含泥量 0．4％；外加剂为 FDN．440，减 水 率为 18％。承 台 C30混凝土配合 比见表 1。 表 1 承台 C30混凝土配合比表 kedm 1．1 测 点布 置 根 据外密内疏 的布点原则 ，在承 台中共布置 6层测温面 ，每 层 10个测点 ，共计 6O个温度测点 ，测点布置如图 1、2。在监测 混凝土温度变化的同时，还对气温、冷却水管进出口水温、t昆凝 土的出机温度 、人仓温度 、浇筑温度等进行了监测 。各项监测项 目在混凝土浇筑后立 即进行 ，连续不断 。混凝 土的温度监测 ，要 求在升 温阶段每2h巡 回监测各点温度一次。到达温度峰值后 同样每 2h监测一次 ，持续 5d。随着混凝土温差变化减少 ，逐渐 延长监测问隔时间 ，直到温度 变化基本稳定 。

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