避免混凝土早期热裂缝_第1章测定混凝土水化热的方法

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1、编者按：欧洲国际材料与结构研究实验联合会（简称RILEM）于1998年出版了由德国慕尼黑技术大学教授RupertSpringenschmid主编的《避免混凝土早期热裂缝》（AvoidanceofThermalCrackinginConcreteatEarlyAges）一书，内容如书中引言所述：“本书介绍了RILEMTC-119TCE技术委员会在1989～1997年间，开展‘避免混凝土早期热裂缝’的研究工作，包括1994年9月10日～11日在慕尼黑召开‘混凝土早期热裂缝国际研讨会’上报告的重要研究结果。避免新浇筑混凝土出现裂缝，是混凝土工艺技术要解决的主要问题之一

2、。RILEMTC-119技术委员会的成员、世界范围的许多土木工程师和科研人员，开展本工作的目标是用现代观念和方法预测混凝土早期的应力和相关影响因素，替代以前的纯粹依靠现场经验的方法。”《避免混凝土早期热裂缝》系统性地介绍了与热裂缝相关的试验测试和定量化评估影响因素的方法，以及数字化分析热裂缝敏感性的方法，为混凝土结构设计、施工的热裂缝防控提供了科学的手段。同时，该书也为我们更新了观念，指导如何接近实际地研究与分析混凝土的裂缝问题。因此，该书是混凝土裂缝控制的重要技术文献，具有较高的学习和参考价值，故本刊特邀赵筠翻译此书（该书共分9章，分别为：测定混凝土水化热的方

3、法、确定混凝土热应力和裂缝敏感性的试验室试验方法、混凝土组成、配合比与温度对裂缝敏感性的影响、预测混凝土硬化过程的温度发展、混凝土早期力学行为的发展、外部约束的评定、热应力计算的模型和方法、现场测定热应力、避免混凝土结构早期热裂缝的实用措施）。限于篇幅，本刊“他山之石”栏目将选取刊载其中第1、2、3、4章和第9章，计划分7期刊载，敬请读者留意。《避免混凝土早期热裂缝》第1章测定混凝土水化热的方法作者P.Morabito翻译赵筠校对廉慧珍覃维祖用于测量混凝土的温升。所使用的测试方法可以划分为下列类别：恒温、绝热和半绝热。恒温方法通常用于纯水泥浆体，将试样保持在恒定

4、温度的条件下测试其产生的热量。现在使用的大多数标准试验[1-4]属于这一类。绝热方法是在试样水化过程与外界介质无热交换的条件下，使用量热计测试试样的温升。半绝热方法是量热计在与环境有限热交换的条件下使用量热计或设备测量。理想的测试方法，应该能够再现浇筑各种混凝土的温度=f（时间）曲线。因为恒温状态的试验测试没有考虑水泥的反应活性在不同温度中的变化，以这样的试验结果预测混凝土的温升非常困难。恒温的测试条件不能反映真实结构温度持续变化的状态。绝热和半绝热方法相对更好。真正的绝热条件是不可能实现的，但至少比恒温条件更类似于浇筑大体积混凝土的中心。更接近实际的方法可能是

5、使用半绝热方法，量热1.1引言为了最大限度地降低混凝土热裂缝危险性，需要掌握水泥水化期间预期的温升。控制（混凝土）温升速率、最高温度以及温度分布的因素复杂而众多，包括：◆放热速率◆放热总量◆水泥的比例（用量）和组成◆浇筑的规模（或结构尺寸）◆环境条件—温度、风速、湿度◆混凝土的浇筑温度◆配合比◆骨料种类从用于测定很小水泥试样温度的精密的量热计，到测试绝热大体积混凝土中心温度，已开发出大量试验室技术282014.06CHINACONCRETENO.60他山之石AdvancedInformation计有部分热量损失。然而，必须认识到，半绝热也不一定能真实反映结构的状

6、态，结构上的热损失速率在不断变化，在试验室准确复制结构真实状态虽然可能，但难度很大。现有的绝热和半绝热量热计可量测水泥净浆、水泥砂浆和混凝土的温升。用于净浆和砂浆的量热计[5,6]通常比用于混凝土的小很多，获得的结果不是混凝土温升的直接量测，只能根据已知配合比和骨料的热性能，用于估算混凝土的温升行为。这类计算非常困难，因为所涉及的动力学受骨料的吸热缓冲作用，会产生很大差异[30]。本报告仅涉及具有绝热和半绝热特性的量热计，设计用于测试混凝土试样的温升或放热量。量值的一致性非常好；用空气的仪器（B型）的测试结果低于混凝土块的中心温度。A型仪器还用于检验试样尺寸对绝

7、热温升的作用。使用的两种圆柱体试样，尺寸分别为φ600mm×600mm和φ300mm×300mm，对二者量测的结果差异非常小。使用B型仪器分析试样隔热方法的影响，他们的结论为：有隔热材料的试样温升低于没有隔热试样的。他们认为这是因为部分热量被用于加热隔热材料所损耗。Sumitomo水泥公司的这项工作所研发的量热计如图1.1所示。圆柱体试样的容器是钢制的，内部尺寸为φ600mm×600mm。容器放在保温水套中，水通过水套高速循环，保温水套放置在保温隔热的容器中。试样的容器与保温水套相互分离，有5mm的空气间隙。水被加热或冷却，保持试样表面的温度与中心温度一样。据称

8、，水套的温度与试样中心温