河南省城市規(guī)劃設(shè)計研究總院有限公司 朱仁波 趙東杰
河南五建集團 姬志洋
空心高墩混凝土水化熱溫度場分析
河南省城市規(guī)劃設(shè)計研究總院有限公司 朱仁波 趙東杰
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隨著高鐵和高等級公路建設(shè)的發(fā)展,橋梁的跨度和高度不斷刷新歷史,高強度混凝土得到大量應(yīng)用。高強度混凝土的水泥強度高,外加劑摻量大,水化速度快,放熱量多,由此產(chǎn)生的水化溫度應(yīng)力是造成橋梁結(jié)構(gòu)大體積混凝土開裂的主要原因之一。
對于考慮摻加減水劑與粉煤灰的橋梁大體積混凝土水化熱溫度場,國內(nèi)外的研究還比較少。本文,筆者基于滑模施工的空心高墩工程實際情況,采用大型有限元軟件ANSYS,建立了三維高墩有限元模型,以瞬態(tài)熱傳導(dǎo)方程和水化放熱模型為基礎(chǔ),對澆筑9d內(nèi)的溫度場進行分析,并與實測數(shù)據(jù)進行對比,為同類型的空心高墩混凝土水化熱分析提供參考。
1.水泥水化熱。水泥水化熱是大體積混凝土產(chǎn)生溫度裂縫的主要因素。因此,國內(nèi)外也提出了一些對其進行估算的公式。目前主要的計算公式有:指數(shù)式、雙曲線式、復(fù)合指數(shù)式等,本文筆者采用朱伯芳院士提出的復(fù)合指數(shù)表達式:

式中,a、b為計算系數(shù),Q0為水泥水化熱總量(kJ/kg),τ為混凝土齡期(d),見表1。

表 1 水化熱計算系數(shù)取值
2.混凝土絕熱升溫。混凝土的最終絕熱溫升,與混凝土水泥用量、外加劑品種、粉煤灰摻加和混凝土的熱學(xué)性能等有關(guān)?!?br>