厚壁空心高墩施工階段混凝土水化熱溫度效應研究.pdf

1、在混凝土硬化初期，混凝土中的水泥等膠凝材料與水發(fā)生化學反應，產(chǎn)生大量水化熱，導致混凝土的溫度逐步升高。對于普通尺寸的混凝土結(jié)構(gòu)，由于其散熱條件較好，混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外不會產(chǎn)生較大的水化熱溫差，整個混凝土結(jié)構(gòu)變形基本一致，混凝土構(gòu)件不會或很少產(chǎn)生水化熱裂縫。對于大體積混凝土，其混凝土結(jié)構(gòu)尺寸比較大，水泥等膠凝材料含量較高，水化熱現(xiàn)象顯著導致混凝土水化熱溫升較快、較高，但由于混凝土的導熱性能較低，混凝土表面放熱快，溫度下降也快，而混凝土內(nèi)部積累

2、的熱量不能盡快散發(fā)，導致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)內(nèi)部溫度高而外部溫度低的溫差梯度。這些溫度梯度會導致混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不均勻的溫度變形，當混凝土結(jié)構(gòu)受到內(nèi)、外約束條件阻礙時，不均勻變形就會產(chǎn)生相當大的溫度應力。若在某些情況下由于控制或處理不當此溫度應力，那么此應力就會超過混凝土的抗拉強度而導致混凝土表面開裂，給混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性及安全性帶來隱患。
　　本文通過對某鐵路厚壁空心高墩的施工階段混凝土水化熱溫度現(xiàn)場監(jiān)測試驗研究發(fā)現(xiàn)，對于厚壁空心高墩來

3、說，在混凝土施工階段確實出現(xiàn)了水化熱溫度裂縫。為了充分分析研究此水化熱溫度裂縫的產(chǎn)生機理，首先利用有限元理論分析方法，建立有限元模擬計算模型，將實際工程的物理模型轉(zhuǎn)化為有限元理論的數(shù)學模型，將定性分析的物理實際模型轉(zhuǎn)化為定量分析的數(shù)學模型。然后將厚壁空心高墩的實際工程現(xiàn)場監(jiān)測試驗結(jié)果與有限元理論分析計算結(jié)果相對比，研究分析混凝土施工階段水化熱溫度和溫度應力產(chǎn)生、發(fā)展的規(guī)律和分布情況，總結(jié)得出導致混凝土施工階段水化熱溫度裂縫出現(xiàn)的根本原因

4、。并借此以說明厚壁空心高墩的施工過程中，混凝土水化熱溫度效應產(chǎn)生的溫度應力已經(jīng)開始影響混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性和使用的安全性，所以在設計和施工時應按照大體積混凝土結(jié)構(gòu)來設計和施工。最后，根據(jù)混凝土水化熱溫度裂縫產(chǎn)生的原因，提出利用控制混凝土分層澆筑時間間歇，和控制混凝土澆筑層厚度的方法，來防控混凝土施工過程水化熱溫度裂縫的形成。并采用具體實際工程和有限元理論分析計算模型相結(jié)合的研究分析思路，通過定量的數(shù)學分析計算，分別對利用控制混凝土分層澆筑