大体积混凝土快速施工防裂方法研究

赖华玲,王银钢,

(1.天台县农业综合开发办公室,浙江 天台 317200;2.天台县里石门水库管理局,浙江 天台 317200)

1 问题的提出

混凝土是由水泥、骨料等多种基材组成的多相复合材料。随着水化反应向外释放出热量,内部温度不断升高,混凝土表面与内部存在温差;后期随着温度降低至基础温度,混凝土产生基础温差[1-2]。在水工混凝土中,温差导致的变形是混凝土开裂的主要原因之一。混凝土浇筑后,由于水泥水化放热和混凝土表面散热,混凝土温度在时间和空间上都不断变化,产生温度变形和温度应力,有时温度应力在数值上可能超过其他外荷载引起的应力,导致混凝土拉裂[1-3]。

随着高性能泵送混凝土、厚浇筑层、短间歇等快速施工技术的推广应用,混凝土施工期开裂现象越来越普遍,为混凝土温控防裂研究带来困难。为此,在了解混凝土温度变形机理的基础上建立相应计算模型,进行混凝土裂缝成因和快速施工防裂措施研究,对提高混凝土抗裂安全度十分必要。

2 仿真计算原理

混凝土内任意一点的不稳定温度场T(x,y,z,t)均满足热传导连续方程[1]:

式中:T为温度,℃;a为导温系数,m2/h;θ为混凝土绝热温升,℃;t为时间,d;τ为龄期,d。

对混凝土内部冷却水管而言,基于傅立叶热传导定律和热量平衡条件,可得水管沿程水温的增量[1、3]:

式中:λ为水管导热系数,W/(m· ℃);c、ρ、q分别为冷却水的比热,kJ/(kg·℃)、密度,kg/m3和流量,m2/d;s为管壁面积,m2。

根据公式 (2),若已知冷却过程中水管入口温度,冷却水管沿水流方向可逐段推求沿程管内水体的温度。……