混凝土徐变系数研究及防裂方法应用

水泥水化放热量Q是随龄期和温度变化的,传统计算方法中其变化规律一般采用指数式、双曲线式和复合指数式公式[189-193]:

式中:Q(t)为在龄期τ时的累积水化热,J/g;Q 0为τ→∞时的最终水化热,J/g;τ为龄期,d;m、n、a、b为常数,由试验资料拟合得到。

式(4.40)～式(4.42)中的常数通常随比表面积、水泥品种及浇筑温度等而不同。可以通过试验实测资料反演分析,在实测数据范围内能够得到与实际相差不大的反演分析结果,但对实测数据变化范围以外的区域我们无从得知。从公式的形式上分析,此类方法仅考虑龄期的影响而忽略了温度的影响,认为各单元的放热在同一时间是一样的,这与内部混凝土浇筑初期的水化快、升温快、放热快,然后慢慢变缓变慢的事实规律是不相符的,所以不能较好地反映混凝土中温度发展的真实情况。水化度方法就是基于Arrhenius公式进行改进,通过考虑水泥的水化程度来确定混凝土中不同位置的放热速率。

由于单位质量胶凝材料所产生的水化热不变,因此可采用水化放热量来定义水化度:

式中,Q(τ)为龄期τ时的累积水化反应放热量,J;Qu为最终水化放热量,J。(www.xing528.com)

混凝土的水化放热特性可通过绝热温升来体现,根据其热学特性,有

式中:c为混凝土比热,kJ/(kg·℃);θ(τ)为龄期τ时的混凝土绝热温升,℃;θu为混凝土最终绝热温升,℃。

从而建立基于混凝土绝热温升的水化度表达式:

由式(4.44)可知,和混凝土绝热温升一样,水化度受混凝土材料组成、自身温度的影响。对于同种混凝土而言,不同的龄期和温度历史,水化度也不同。进一步讲,混凝土的绝热温升完全可以用水化度来描述。