承台大体积混凝土水化热及温度控制措施研究

为研究大体积混凝土水化热温度场的分布规律,了解冷却水管的具体降温效果以及相关参数对降温效果的影响,以某大跨桥梁大体积混凝土承台为工程背景,采用有限元方法建立承台实体模型,模拟混凝土水化热温度场,分析冷却水管的质量流率和初始温度等参数对混凝土水化热温度场的影响。结果表明:混凝土浇筑后的水化热温度场总体呈现出先升后降的趋势,一般浇筑后2~3d达到温度峰值;布置冷却水管后,混凝土水化热的温度峰值降低了7%~31%,混凝土内总热量减少了约50%;改变冷却水管的质量流率对水化热温度场升温阶段的影响很小,对降温阶段的影响比升温阶段有所增大;降低冷却水初始温度可以加快水化热冷却速率,实际工程中,不必将冷却水温降得过低,保持在环境温度左右即可达到良好的冷却效果。     

大体积混凝土承台冷却水效果参数分析

为研究冷却水对大体积混凝土温度场的影响和发展变化,文章以金安金沙江大桥大体积混凝承台浇筑工程为例,对其施工和养护期间水化热温度进行连续监测。根据实测水化热温度进行冷却水流速和流量控制,提出采用变速控制水冷管流速的方法。利用瞬态温度场三维有限元理论方法,应用有限元计算软件建立模型,进行水冷管参数对比分析。分析结果表明:冷却水对混凝土降温有显著效果,在水泥用量不变的情况下,合理调整水冷管流速等因素能有效控制水化热温升变化,防止有害裂缝的产生。     

张泾河泵闸大体积混凝土精细化温控研究

以上海市张泾河泵闸工程为例,从材料性能、通水冷却及保温、温控监测等方面探讨了泵闸工程大体积混凝土施工期精细化温控防裂技术。通过室内试验及现场大体积混凝土试验获得仿真分析所需的材料热力学参数及表面散热系数,并用于现场混凝土温度场的反馈分析。最后对比分析了通水流量及冷却水管规格对混凝土温度场的影响,结果显示管材及管径对混凝土最高温度及温降速率有较大影响,建议早期采用管径40 mm以上钢管及4 m³/h以上冷却水流量。     

承台大体积混凝土温度及应力有限元分析

公路建设中,尤其是桥梁承台等大体积混凝土的施工过程中,一般采用冷却水降温方式处理由水化热造成的病害,以更好地控制混凝土因水化热引起的开裂。采用有限元模型对混凝土内部降温过程进行模拟,并分析不同冷却水温度下降温方案的优劣,分析结果可为同类工程设计和施工提供参考。     

水化温升抑制剂在大体积混凝土中的应用

在传统大体积混凝土施工中采用冷却水管进行混凝土内部降温，达到內降外保的效果。采用混凝土水化热温升抑制剂，取消冷却水管，既可达到大体积混凝土温控要求，又可以减少冷却水管的投入。     

安九铁路鳊鱼洲长江大桥桥塔防裂技术

安九铁路鳊鱼洲长江大桥主桥为主跨672 m的混合梁斜拉桥,桥塔为H形结构,塔高壁厚,采用C55混凝土,无环向预应力,开裂风险较大。为防止桥塔开裂,对混凝土配合比进行优化设计,选用胶凝材料用量较少的配合比;按照夏季环境温度,其它原材料温度一定的前提下,拌和水温度下降至10℃且加冰40%,将混凝土出机温度保持在26℃以下;建立桥塔有限元模型进行温控分析,确定桥塔冷却水管按1 m高度层间距环形布置,进水温度20℃,水流量3 m³/h;桥塔混凝土表面安装防裂网片,采用保温型模板,并保证带模养护时间至5 d以上。实践表明:该桥采用的桥塔混凝土防裂技术,减小了温度峰值和温度应力,2座桥塔均未出现开裂现象。     

石灰石粉对水泥砂浆强度影响及作用机理

该文研究了石灰石粉掺量、细度对砂浆抗压强度的影响,并基于水化热测试和边界成核与增长模型计算了水泥浆体的水化动力学参数,通过毛细吸水测试以及压汞试验分析了砂浆的孔结构,揭示了石灰石粉对砂浆抗压强度的作用机理。结果表明：随石灰石粉掺量增加,砂浆抗压强度逐渐降低,掺量增加至30%时,7、28、56 d龄期砂浆的抗压强度降低均超过了20%;随石灰石粉细度增加,砂浆抗压强度逐渐增大,石灰石粉由1.084μm²/μm³增加到2.168μm²/μm³时,7、28、56 d龄期砂浆的强度分别增加了6.1%、4.2%、4.8%。石灰石粉减小了水泥浆体的水化放热速率、水化热和水化产物的成核速率K_N、增长速率K_G,进而降低了浆体的水化程度,从而增加了砂浆的毛细吸水量、空隙率、最可几孔孔径,最终导致砂浆抗压强度的降低。     

西堠门大桥南锚碇大体积混凝土温度控制

西堠门大桥南锚碇为重力式嵌岩结构,混凝土方量大,为典型的超大体积混凝土块体。通过精选混凝土配料,优化混凝土配合比;视气温情况调整混凝土入仓温度,控制混凝土温度峰值;合理埋设冷却水管,结合监测控制冷却水进水温度和流量;重视保温、养护等措施,降低水化热,减小混凝土的绝热温升,确保混凝土质量。     

虎门二桥大沙水道桥东锚碇锚体大体积混凝土配合比设计及施工技术

虎门二桥大沙水道桥东锚碇锚体都是大体积混凝土,针对大体积混凝土施工进行了混凝土配合比设计和试验研究,结果表明核电水泥(低热硅酸盐水泥)掺合粉煤灰、矿渣粉以及超缓凝性高性能减水剂的应用,可以有效地降低水化热速率和延缓放热峰值,再通过降低混凝土入模温度及冷却水管等降温措施,大大降低了温峰和内外温差,有效地控制锚体混凝土的开裂。     

大体积混凝土温度控制参数敏感性仿真分析

以康家河大桥为工程背景,采用Midas建立了该桥承台的水化热模型,探讨了影响水化热的主要参数。研究了入模温度、环境温度、冷却水的温度、冷却水的流量和边界条件的放热系数对大体积混凝土的里表温度、最高温度,以及出现时间的影响规律。     

桥梁大体积混凝土承台施工中的温度控制

现场测试了刚构桥两个不同厚度的承台施工过程中水化热引起的温度变化,并计算了冷却水对降低混凝土水化热引起的最高温度的贡献。理论计算与实测结果对比表明,对于厚度较大的承台,冷却水对降低混凝土最高温度的作用更加明显。     

大跨连续箱梁桥0#块高强混凝土水化热及温控措施分析

针对大跨连续梁桥箱梁0~#块施工过程中的水化热问题,基于有限元模型对冷却管通水循环的降温效果和防裂效果进行了比较分析。基于热交换平衡原理,考虑环境因素和材料特性的影响,采用Midas/FEA软件,在箱梁0~#块无冷却管通水循环模型与实测温度场数据相吻合的条件下,比较了箱梁0~#块无冷却管和冷却管通水循环计算模型的混凝土降温效果、温度应力和最小裂缝系数;通过对计算结果的分析,进一步明确了冷却管通水循环对0~#块混凝土水化热裂缝防控的有效性。结果表明:冷却管通水循环可显著地降低箱梁0~#块混凝土的温度峰值、应力峰值和表面开裂几率,为大跨连续梁桥箱梁0~#块高强混凝土施工质量控制提供了有效措施。     

特大方量异形结构大体积混凝土冷却水管布置与参数研究

为避免特大方量异形结构大体积混凝土施工过程中产生温度裂缝,以沪通长江大桥桥塔下横梁为工程背景,采用MIDAS软件建立大型有限元温度场模型。针对下横梁大体积(11 600m~3)、高强度(C60)、结构不规则的特点,以内部最高温度及最大主拉应力为主控参数,优化冷却水管布置及相关参数选取。结果表明:冷却水管布置的间距越小、根数越多,下横梁混凝土降温越快,这会造成混凝土内部收缩过快,使得最大主拉应力变大;冷却水管通水温度越低、通水时间越长、通水流速越大,会导致与混凝土内部温差过大,增加收缩应力。实践证明,采用优化的方案后,各项温度参数均满足规范要求,有效地避免了结构产生有害的温度裂缝。     

东沙大桥大体积混凝土配合比优化设计及施工

对东沙大桥主塔承台大体积混凝土配合比及施工工艺进行了研究,为防止大体积混凝土因水化热产生开裂提供技术平台。研究结果表明:采用低水泥用量、大掺量矿物掺合料和高效缓凝减水剂的“三掺”混凝土配制技术,运用密实骨架堆积理论对混凝土配合比进行优化设计,同时通过预埋冷却水管降温措施及严格的施工管理,不仅有效地防止混凝土由温度应力而出现的裂缝,而且大幅地降低了工程造价。     

整体浇筑大体积混凝土承台的温度控制分析

大体积混凝土承台整体浇筑能提高承台的整体性,但水泥的水化热反应较分层浇筑时剧烈,产生温度裂缝的概率高。文中采用有限元结构计算程序,用水化热分析模块模拟计算承台整体浇筑的过程,提出了控制混凝土内部最高温度、降低混凝土降温速率、优化边界约束等温控措施。     

某斜拉桥承台大体积混凝土水化热分析

通过对某寒冷气温下施工的斜拉桥承台大体积混凝土水化热进行数值模拟和现场监测承台水化热温度,对比分析低温冷却水和长冷却管管长对承台水化热温度发展变化规律的影响。研究结果表明,综合考虑混凝土入模温度、混凝土配合比、外加剂、冷却管的管径和布置形式以及混凝土养护方式等因素,采用低温冷却水和长冷却管管长方案,能有效避免大体积混凝土水化热温度产生裂缝,可为同类大体积混凝土在寒冷气温下施工提供参考。     

连续刚构桥承台施工中的温度分析

现场测试了预应力混凝土连续刚构桥2个不同厚度的承台施工过程的温度变化,按理论方法分析了冷却水对降低混凝土水化热引起的最高温度的贡献,并且将理论分析结果与实测结果进行了比较.结果表明,对于厚度较大的承台,冷却水对降低混凝土最高温度的作用更加明显.     

连续刚构桥承台施工中的温度分析

现场测试了预应力混凝土连续刚构桥2个不同厚度的承台施工过程的温度变化，按理论方法分析了冷却水对降低混凝土水化热引起的最高温度的贡献，并且将理论分析结果与实测结果进行了比较。结果表明，对于厚度较大的承台，冷却水对降低混凝土最高温度的作用更加明显。     

公路大吨位箱梁早期水化热温度场试验研究

早期水化热是导致大吨位箱梁混凝土早期开裂的主要原因之一。以杭甬复线宁波段一期工程的40 m预制箱梁为背景,开展早期水化热试验研究。研究结果表明,40 m箱梁早期水化热温度变化总体呈“温升—高温持续—降温”的变化规律;水化热最高温度出现在端部截面右侧腹板芯部,最高温度为77.0℃,出现时间为混凝土开始浇筑后第30 h;混凝土最大温差出现在箱梁端部截面右侧腹板芯部—腹板内表层,最大温差为21.5℃,出现时间为混凝土开始浇筑后第35 h;由于箱梁端部腹板较厚,混凝土芯部热量相对不易散失,导致端部混凝土升温速率大于跨中截面;同时,外界环境对大吨位箱梁水化热温度峰值、升降温速率、内表温差有重要影响。试验结果可为大吨位箱梁施工养护和裂缝防控提供参考。     

不同边界下大体积混凝土温度时变规律研究

大体积混凝土浇筑时间长,水化热大,导致内外温差大,进而引起裂缝甚至贯穿缝产生,且实际施工时易受环境影响,水化热变化规律与理论有一定差异。为了在实际工程中更好地控制水化热引起的大体积混凝土病害问题,以重庆某特大钢管混凝土拱桥拱座施工为例,采用实测与有限元数值模拟相结合的方法对混凝土内部的水化热变化情况进行研究。结果表明:1)实测与模拟拟合较好,最高温度误差在6℃内,相应建模参数可应用于类似工程;2)底层前期升温与顶层后期降温几乎不受边界的影响,而对于底层的降温阶段、顶层的升温阶段、中间层全过程,边界条件对水化热的影响不可忽略; 3)底层在龄期29.1 h、中间层在龄期18.8 h时应严格控制循环水,顶层在龄期13.68 h时应增加保温措施。