[发明专利]水泥水化热抑制混凝土在大体积结构工程可用性评价方法

说明书

本发明公开一种水泥水化热抑制混凝土在大体积结构工程可用性评价方法，包括以下步骤：（1）测试掺入水化热抑制剂的水泥基胶凝材料的热工参数和力学参数；（2）测试低温升大体积混凝土的热工参数及综合性能；（3）建立低温升大体积混凝土应力应变模型，通过模型预估计算该种混凝土在大体积结构中的绝热温升、温峰出现时刻、温度应力参数；（4）大体积混凝土缩尺试验验证，即采用缩尺混凝土试验块验证有限元模型的准确性。本发明通过对低温升大体积混凝土配合比设计及水化热抑制剂作用效能有效检验，验证了掺入水化热抑制剂的混凝土在大体积工程的可用性，以使得该新型低水化热混凝土广泛应用于大体积混凝土结构中。

技术领域

本发明属于公路工程技术领域，具体涉及了一种新的水泥水化热抑制混凝土在大体积结构工程可用性评价方法。

背景技术

大体积混凝土结构在施工阶段由于一次浇筑方量较大，且其本身几何尺寸不小，因此水泥水化反应放出的热量在自然情况下难以传递到表面，这就导致混凝土结构内部温度急剧上升，而外部温度又较低，从而使得混凝土结构内外产生较大的温差而引起温度应力使表面受拉，最终使抗拉强度并不高的混凝土产生开裂现象，破坏其整体性，改变结构的受力，削弱了混凝土结构的功能，威胁到整个工程的安全。因此为了使混凝土材料性能正常发展，必须使混凝土浇筑仓最高温度控制在合适的温度，即最高温度不能过高，也不能过低。大体混凝土施工期的必须加以有效的温控措施。

目前大体积混凝土施工期温控主要措施是通过人工通水冷却实施温度控制，使混凝土温度保持在设计的“温度-时间-空间曲线”附近，从而使混凝土质量可控。不同气温、不同浇筑温度、不同水管间距、不同施工工法和工序、不同仓水管变形程度、不同数据采集和控制方式等都会直接影响混凝土温度控制效果。大体积混凝土通过人工通水冷却控温仍存在局部温度梯度应力，尤其是管口附近混凝土与远离管口混凝土之间等特殊部位，很难实现大体积混凝土多段整体温度协调、精细化、个性化控制；受人为因素影响波动大、经济效益和施工效率不足。国内外温控措施的研究改进方向多为：(1)水管通水冷却的布置形式由粗略型不断向精细型转化，水管类型先后采用了钢管、铝管、竹管、拔除水管预留孔、高密聚乙烯管等；(2)水管冷却的布置形式有矩形布置变成梅花形布置；(3)20-40％掺量粉煤灰替代水泥；(4)水泥缓凝剂应用，但因缓凝导致早期及后期强度低，适得其反。

归结而言，上述技术措施还不能彻底实现替代冷却水管布设的温控措施。大体积混凝土内部的温升由混凝土浇筑温度、水泥水化热引起的绝热温升和混凝土的散热速率3部分决定，其中绝热温升是主要因素。因此，降低混凝土的浇筑温度、减少水泥水化热聚集、降低水化热温峰、减小混凝土结构内外温度梯度是抑制混凝土产生温度裂缝的主要措施。

发明内容

本发明的目的是检验评价一种掺入水化热抑制剂的低水化热混凝土在大体积工程的可用性，以使得该新型低水化热混凝土广泛应用于大体积混凝土结构中，继而作为一种更加均衡大体积混凝土内温度，减小温度梯度应力，消除温度裂缝风险的新型温控技术方法，实现一种可以代替传统布设冷却水管的新型温控方式；为此，提供了一种新的水泥水化热抑制混凝土在大体积结构工程可用性评价方法。

本发明是这样实现的：

一种水泥水化热抑制混凝土在大体积结构工程可用性评价方法，包括以下步骤：

(1)测试掺入水化热抑制剂的水泥基胶凝材料的热工参数和力学参数，初步验证水化热抑制剂具有正面效果以及选定合适水化热抑制剂的掺量范围值；

(2)测试低温升大体积混凝土的热工参数及综合性能，验证该低温升大体积混凝土满足相关规范中绝热温升不大于50℃的要求；

(3)建立低温升大体积混凝土应力应变模型，通过模型预估计算该种混凝土在大体积结构中的绝热温升、温峰出现时刻、温度应力参数，验证掺入水化热抑制剂和大掺量粉煤灰的温控方案的效果；

(4)大体积混凝土缩尺试验验证，即采用缩尺混凝土试验块验证有限元模型的准确性。