空心高墩混凝土水化熱溫度場(chǎng)分析

河南省城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院有限公司 朱仁波 趙東杰

河南五建集團(tuán) 姬志洋

空心高墩混凝土水化熱溫度場(chǎng)分析

河南省城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院有限公司 朱仁波 趙東杰

河南五建集團(tuán) 姬志洋

隨著高鐵和高等級(jí)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(qiáng)度混凝土得到大量應(yīng)用。高強(qiáng)度混凝土的水泥強(qiáng)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(kāi)裂的主要原因之一。

對(duì)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(chǎng)，國(guó)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(shí)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(duì)澆筑9d內(nèi)的溫度場(chǎng)進(jìn)行分析，并與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，為同類(lèi)型的空心高墩混凝土水化熱分析提供參考。

一、混凝土水化計(jì)算

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(guó)內(nèi)外也提出了一些對(duì)其進(jìn)行估算的公式。目前主要的計(jì)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(dá)式：

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

表 1 水化熱計(jì)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)。……