水化热

摘要： 在富水地层新建车站下穿既有车站时,需要采用MJS与冻结法联合加固,而MJS工法施工的水泥土会产生大量水化热使加固体温度上升,将直接影响水平冻结效果。以南京地铁新建地铁7号线站台层部分单层段需近距离下穿上部既有车站为背景,采用数值模拟对MJS加固体温度变化规律进行研究,并经实测验证了数值模拟的正确性。结果表明:MJS桩体施工完成后3~8 d内达到最高温度,最高可达80.07°C,且MJS桩体布置越密集、加固范围越大,在群桩加固体中心产生的温度越高、自然降温条件下前期降温速率越缓;MJS桩体水化放热达最高温度后,温度呈负指数幂函数形式下降,降温速度先快后慢;MJS加固体对周围土体温度的影响范围随时间推移逐步扩大,且加固范围越大,对周围土体温度的影响范围越大,影响范围可达加固体边界以外4.5 m;距水泥土加固区越近,土体温度越高。结合既有MJS加固体水化放热规律及强度研究和数值模拟结果,考虑不同时刻水化热温度场分布与温度值,今后类似工程MJS加固完成后第60天为建议的最佳开冻时机。

摘要： 采用不同工艺合成了两种类型无碱液体速凝剂,研究了其凝结时间、胶砂小时抗压强度、水化热及匀质性指标等性能特点,同时通过隧道现场实际喷射试验测试了不同部位的回弹率,使用硫酸铝型无碱液体速凝剂,边墙及拱部回弹率分别为4.5%、11.1%。结果表明,使用硫酸铝型无碱液体速凝剂,早期小时抗压强度发展迅速,水化放热明显,pH值、稳定性、碱含量及氯离子含量等指标满足国标要求,且隧道喷射回弹率控制较好,具有较高综合经济效益。

摘要： 随着道路桥梁施工技术的不断发展,越来越多的施工工艺被应用到桥梁施工的建设实践中。文章对安庆地区道路桥梁主墩承台浇筑过程中的水化热情况进行模拟分析,以望江杨湾河大桥为背景,运用有限元软件建立三维数值模型对安庆地区道路桥梁主墩承台浇筑过程水化热情况进行模拟分析,通过混凝土原材料以及管冷布设施工等对承台大体积混凝土浇筑方案提供理论依据。

摘要： 研究石膏基材料的早期水化与浆体微结构对于理解不同外加剂对石膏基材料的作用机理以及改善石膏基材料浆体的工作性能都具有十分重要的意义。本工作采用水化热测试、动态流变测试以及液氮冷冻与环境扫描电镜测试相结合等方法,系统研究了聚乙烯醇(PVA)、丁苯橡胶(SBR)、聚乙烯醇纤维(PVAF)和聚丙烯纤维(PPF)对石膏基材料早期水化过程和浆体微观结构变化的影响。结果表明:石膏基材料的早期水化主要包括半水石膏颗粒溶解、二水石膏晶体成核、生长发育以及晶体网络结构形成四个过程;PVA一方面吸附在半水石膏颗粒表面,阻碍颗粒间有效接触和溶解,另一方面分散到浆体间隙溶液中,吸收大量自由水分并使有效水膏比降低,从而加快晶体成核;SBR吸附到石膏颗粒表面会使絮凝结构解体,同时阻碍颗粒溶解、晶体成核、生长发育以及晶体网络结构形成;两种纤维分散到石膏颗粒间可以促进絮凝网络结构形成,同时亲水性PVAF表面还吸附了大量自由水分和Ca^(2+),使晶体优先在其表面成核,从而改善纤维与浆体的界面和粘接性能。

摘要： 为研究机械活化对氧气转炉钢渣胶凝特性的影响,采用机械活化的方法,制备普通钢渣和超细粉磨钢渣,分析普通钢渣和超细粉磨钢渣在粒径分布、水化热、化学收缩、电阻率上的区别,探究其在水泥中的力学性能。结果表明:超细钢渣与普通钢渣相比,在粒径分布上亚微米级颗粒增多;普通钢渣无水化放热峰出现,而超细钢渣存在水化放热峰;普通钢渣化学收缩趋势为先膨胀,后稳定,之后收缩,而超细钢渣先收缩,之后一直膨胀;普通钢渣电阻率变化幅度在(6±0.5)Ω·m之间,而超细钢渣电阻率变化幅度大;普通钢渣60 d活性指数为75.9%,而两种超细钢渣可达到90.6%和104.7%,说明超细钢渣活性更高、填充效果明显。

摘要： 研究了掺胶凝材料质量1%~5%复合型防水剂对混凝土工作性能、力学性能、抗渗性能、收缩性能和水化热特性的影响。结果表明,在最优掺量下,混凝土坍落度、流动度相较于基准组有所增大;28 d抗压强度提高了8.2%,抗折强度提高了7.4%;渗透高度仅为基准组的15.6%;干缩值早期有所减小,但后期增长较快;水化热温峰降低了3.8°C,温峰延迟了3.6 h。机理分析表明,防水剂主要是通过后期的激发作用,促进了更多的水化硅酸钙凝胶和Ca(OH)2的生成,填充材料的孔隙,增大了基材的密实度,进而显著降低孔隙率、细化了孔结构,在改善混凝土抗渗性能的同时,综合性能也明显改善。

摘要： 本文阐述了纳米二氧化硅对高性能混凝土水化机理的影响。一方面由于纳米二氧化硅的微填充效应,能够显著降低高性能混凝土的累积孔隙率,尤其降低了50nm以上的有害孔隙;另一方面纳米二氧化硅的高火山灰活性可以与氢氧化钙反应生成C-S-H凝胶,加快水泥的水化速率,提高水泥浆体的早期强度,同时在水化后期显著促进水泥浆体的二次水化反应。

摘要： 探究早强型聚羧酸系减水剂(ES-PCE)对水泥水化的作用机制,有助于ES-PCE的研发设计与推广应用。本文通过对水泥水化进程、溶解速率、水化产物生长、凝结时间与抗压强度进行表征,分析了ES-PCE与普通聚羧酸系减水剂(PCE)对基准水泥早期水化的影响机理。结果表明:PCE与ES-PCE均会降低水泥悬浮液的溶解速率;PCE的掺入延缓了水泥水化的诱导期与加速期,降低了水化放热量;而ES-PCE仅略微延迟了水泥水化的诱导期,但缩短了加速期,水化放热量基本不变。与基准水泥相比,ES-PCE分别提早了水泥初凝时间10 min和终凝时间85 min。ES-PCE的掺入提高了水泥早期和后期强度,掺0.2%(质量分数)ES-PCE的水泥7 d抗压强度较基准组提高了14%,而同掺量的PCE强度提高仅为前者的一半。PCE与ES-PCE的掺入释放了水泥颗粒团状絮凝结构中的水分,有利于水泥水化,但二者对水化的影响截然相反;PCE分子结构中大量的羧基络合了溶液中的Ca^(2+),抑制了水泥颗粒表面晶核的形成,起到了一定的缓凝作用;然而,ES-PCE分子结构中羧基含量较低,Ca^(2+)的络合作用较弱,缓凝效果并不明显,在体系中有效水分增多的情况下,反而促进水泥的水化,起到了早强效果。水灰比为0.4的水泥砂浆中,ES-PCE的掺量适宜控制在0.3%以下,在保证减水率的同时,对水泥早期和后期强度均起到一定的增强作用。

摘要： 以某多跨连续梁桥大体积混凝土承台温控作业为例,采用有限元软件对承台浇筑后的水化热释放情况进行数值模拟分析,根据分析结果有针对性地进行承台冷却水管及测温元件的布置。对承台浇筑后连续14 d的实际温度变化监测结果显示:大体积混凝土承台浇筑完成后,水化热在承台中同一测温层无论是沿顺桥向还是承台对角线方向都表现出靠近平面中心温度高,向外温度逐渐降低并且在靠近外表面位置温度急剧降低的分布特征;水化热在承台中不同层同一水平位置测点的竖向温度都表现出中间位置高,接近上下表面位置处低及温度最高点靠近下部的分布特征;大量水化热在混凝土浇筑完成后前4天放出;内外温差超过20°C可能导致承台开裂,浇筑完成后的前几天要特别注意控制内外温差。

摘要： 矿渣的理化特性差异对新型石膏矿渣硫铝酸盐水泥(SAC-GS)各方面性能均有很大影响,因此本文选取3种生产用的典型矿渣,尝试多维度构建矿渣组成结构与SAC-GS宏观性能方面的联系。采用X射线衍射(XRD)、X光电子能谱(XPS)等方法对各矿渣的矿物组成、元素组成及其存在状态进行对比分析。通过扫描电镜(SEM)、XRD等方法分析各水泥硬化浆体试样的水化过程,并测试各试样不同水化龄期的抗压、抗折强度,对比其早期水化放热速率、孔径分布等,结果表明铝含量更高且活性更高的矿渣,其水泥试样强度发展更快、水化程度更高、孔结构更加致密。基于以上分析,SAC-GS应选用高铝含量的矿渣原料。

摘要： 为研究大体积混凝土水化热温度特征,防止混凝土早期开裂,以河北省张家口市石门特大桥25号墩6～9m浇筑段为例,对其水化热温度场进行实时监测.以实测水化热温度数据拟合分析,验证了基于复合指数形式的简化计算模型能较好的模拟水化热温升过程.运用ADINA软件模拟水化热瞬态温度场分布并与实测值进行对比分析,并通过该软件模拟分析拆模时间、拆模温度、腹板厚度以及截面尺寸对水化热的影响.研究表明:环境与热工参数选取合理,采用有限元软件ADINA对水化热数值模拟有较高精度;延长拆模时间、拆模时温度越高、腹板厚度越薄,水化热引起的内外表面最大温差值越小;截面尺寸对水化热引起的最大温差值影响较小.

摘要： 采用数值模拟结合现场监测的方法研究了复杂风环境对跨江、跨海大桥大体积混凝土桥塔施工水化热的影响.首先,提出了风环境下混凝土水化热的理论计算方法,并基于实际背景工程考虑风环境,对大体积混凝土桥塔施工过程中的水化热效应进行数值模拟;然后,利用现场实际监测数据,对模拟的准确性进行验证;最后,利用此数值模型,针对风特征及结构参数进行分析.分析结果表明:环境平均风速增大会使混凝土桥塔节段内的水化热温度极值降低,但其表面温度梯度增加,开裂可能性也相应增大;结构尺寸的增大会削弱风环境对混凝土水化热的影响,但由尺寸增大引起的刚度增加会导致水化热最大主拉应力明显增大,从而引起混凝土开裂;同一风环境下,桥塔截面形式的改变对浇筑过程中结构内部温度梯度、极值分布以及主应力大小影响明显.

摘要： 针对矿井建设中井壁混凝土用胶凝材料早期水化速度快,水化热偏高,体积稳定性不良,易开裂等问题.本文采用"低用量低比表面积熟料,高掺量高比表面积矿物掺合料"的技术路线制备而成新型低熟料量井壁混凝土用胶凝材料.通过.对水化热及随龄期发展的孔结构进行测试和分析,结果表明:与传统井壁混凝土用水泥样水化热相比,低熟料胶凝材料的水化热有大幅度降低,孔结构研究表明,随龄期的发展低熟料胶凝材料的孔结构更加趋于合理,在28d龄期到180d龄期,大于200nm的大孔数量减少明显,小于50nm以下的微孔结构增多且孔形发展更加合理.N吸附测试表明,微孔结构下的传统井壁混凝土用水泥试样的孔体积和孔面积要低于低熟料胶凝材料试样.

摘要： 水化热(heat of hydration)指物质与水发生反应生成水化物的过程中所放出或吸收的热量.水泥中的化合物与水作用,发生放热反应,水泥硬化过程中,不断放出的热量称为水泥水化热.在冬季施工中水化热有助于混凝土的保温,以抵抗外界寒冷引起冰冻或阻碍硬化的进行.但在大体积混凝土构件中,无论是绝对的放热量还是放热的速率,对工程都有很大影响.由于混凝土的导热能力很低,水泥放出的热量聚集在混凝土内部长期散发不出去,而使混凝土温度升高,有时可高达50°C以上.为了保证质量,除了要求施工部门采取降热措施外,还须对所用水泥的水化热控制在一定范围.因此水泥水化热的测定非常重要.本文主要总结溶解热法水化热实验过程中的细节处理，旨在提高实验结果精准度，指出溶解热法测定水化热过程较繁琐，全部由实验人员参与，每一环节控制精度较高，且对实验结果影响明显，需要实验人员加强思想认识，理解标准测试过程的原理，掌握操作要领，熟练操作过程，尽可能减少人为因素造成的误差。除本文提及的注意要点，试验过程中还有许多关注的细节对实验结果有一定的影响，本文不一一阐述，望严谨对待每一个实验步骤，提高实验结果的准确度。

摘要： 对于多年冻土区,混凝土灌注桩浇筑时对庄周土体带来的热扰动是工程中面临的首要问题,如何降低混凝土水化热对桩周土体的影响成为研究热点.在低温条件下对无热棒和有热棒混凝土桩进行低温对比试验,结果表明,在低温条件下,无热棒混凝土水化温度经历前期下降之后急剧温升的过程,其间产生的大量水化热导致混凝土内部温度最高可达到42.63°C,之后缓慢下降.而加入热棒混凝土内部并未出现温升,表明通过水化产生的大量水化热被热棒急速带入环境中,从而降低了混凝土内部温度.加入热棒混凝土沿径向温度梯度并不明显,降幅较小,因此热棒沿混凝土径向亦具有良好的温控效果.

摘要： 水泥水化过程中会释放大量的热,由此而产生的温度应力是导致混凝土开裂的一个主要原因,对大体积混凝土的影响更为显著.因此,水泥水化热的研究长期以来受到国内外水泥和混凝土科学家及建筑工程界的重视.本文在总结前人关于水泥水化热研究方面提出的一些理论计算公式的基础上,综合分析了影响水泥水化热的因素及水泥生产中降低水化热的技术措施.硅酸盐水泥水化热的大小及其放热速率主要决定于水泥熟料的矿物组成与含量，可根据水泥熟料矿物组成估算水泥水化热值。另外，根据水泥熟料含量、混合材掺量也可估算出掺加混合材的混合水泥的水化热值。硅灰、磨细矿渣、粉煤灰等混合材可以大幅度降低水化热，生产混合水泥是降低水化热的简易而有效的措施。在水化动力学模型基础上，可以得出水泥基材料在水化过程中t时刻的放热量Q。水泥生产企业可以通过调整熟料配料方案和合理掺加混合材以及控制水泥细度等来控制水泥的水化热，以满足混凝土工程的需要。

摘要： 下穿隧道侧墙混凝土结构几乎是最容易出现裂缝的结构部位,前期工程从原材料,配比调整等方面采取了一些措施,但侧墙结构混凝土仍存在一些问题.通过对该结构工程采用高性能混凝土,重点控制混凝土水化热,使用高性能聚羧酸外加剂,增大粉煤灰掺量等措施,在满足规范要求的前提下,减少单位混凝土水泥用量,降低结构水化热,减少温度裂缝及收缩裂缝的产生.总结出高性能混凝土是满足下穿隧道工程表现要求、施工性能、力学性能、耐久性能和长期性能等技术要求的最佳选择.

摘要： 铁矿渣粉和石灰石粉混合料、Ⅱ级粉煤灰、磨细火山灰作为三种矿物掺合料均具有改善混凝土和易性、微集料效应和形态效应,且都具有良好的活性.但在化学成分、矿物组成、物理性能等方面有所不同.通过对掺三种掺合料的水泥胶砂、混凝土性能进行了全方位的比较,粉煤灰水化热低、后期强度高、减水作用好;TL混合料水化速度快、早期强度高、发热量大;磨细火山灰水化速率快,强度低.社会经济、环保层面上,TL混合料、粉煤灰均为工业副品,利用工业副品有巨大的社会、经济效益和环保意义.磨细火山灰是利用天然火山灰岩磨制而成,属于天然建筑材料,利用它能带来巨大的经济效益.

摘要： 高层建筑大体积混凝土配合比设计原则是配合比设计重要依据,结合工程实践介绍原材料选择应注意的问题,利用掺粉煤灰和矿粉复掺来降低水泥用量,选用缓凝型外加剂,延迟水化热峰值出现的时间,保证混凝土早期和后期强度满足要求,工程现场抽检强度结果表明混凝土配合比设计思路得到较好的应用.

摘要： 本文以溪洛拱坝为例,在对其后期温度回升监测资料进行系统统计分析的基础上,采用有限元仿真分析方法,对可能导致大坝内部温度回升的几个主要因素:地温、上游水温、气温和残余水热对温度回升的影响进行了定量分析.结果表明,溪洛渡拱坝靠近基础约束区的温度回升主要是由地基倒灌和残余水化热所引起的,对于远离基础约束区的混凝土,其内在温度回升主要由残余水化热所致,而气温、水温等单因素的影响在刚刚完成封拱灌浆后2～3年之内的贡献较为有限,对5～10年后内部温度回升则会有较明显的贡献.分析认为,有效减小大坝后期温度回升的关键是通过对混凝土胶凝材料的优化调整来控制后期残余水化热,以减小后期温度回升所可能带来的不利影响.

摘要： 本发明公开了一种微量量热仪的固液试样的混合进样装置，涉及水泥、石膏、氟石膏、沥青等固体试样的有关热力学测试领域的进样装置，与现有方法相比，参比合适、测试结果精确可靠、能消除量热误差和得到全部的水泥水化放热曲线。该进样装置主要分为两部分，一部分用于装粉状固体试样，另一部分用于贮液体试样。与以往直接将液体试样注到固体试样中相比，本发明进样装置在固液接触前，置于微量量热仪的恒温箱中，能消除样品温度与恒温箱内温度不一致而造成的量热误差。此外，由于实验前液体试样不能渗漏到安瓿瓶中，因为装置中设置了U形管，以保证在记录数据以前，两种不发生混合反应，从而保证了测试的准确性和精确性。

摘要： 本发明公开了一种水泥基水化热抑制剂及水泥水化热抑制混凝土的制备方法。该抑制剂以质量份计包括：10～20份乙二胺四甲叉膦酸钠钙、5～10份交联淀粉、5～10份多氨基多醚基甲叉膦酸、10～15份六偏磷酸钠、10～20份缓凝增强剂、其余份数为水，共计100份。本发明的水泥基水化热抑制材料通过抑制水泥基胶凝材料水化热速度，减缓水泥放热速率、拉长水泥水化时间的方式，避免水化方法集中导致的温度梯度过大、温度应力过于集中，实现大体积混凝土内部绝热温升低，控制温度裂缝的目的。

摘要： 本发明涉及建筑外加剂技术领域，提供一种水化热调控功能材料、水化热调控型聚羧酸减水剂及其制备方法，其中采用的水化热调控功能材料包括酯化产物和复合纳米材料，酯化产物为马来酸酐和糊精酯化反应后的产物，复合纳米材料中含有Ca元素,Si元素和O元素，且复合纳米材料的加入量为酯化产物的1/5～1/3。本发明提供的减水剂，阻碍水泥水化进程，有效降低混凝土水化热；可克服水化热降低后混凝土早期强度降低和凝结时间延长的问题，并可有效控制大体积工程混凝土温升，防止开裂，又对混凝土早期强度及凝结时间无影响，延长其服役寿命。

摘要： 本发明涉及一种掺水化热调控材料的水泥基材料早龄期水化预测模型的构建方法及应用，通过对单位质量、不同水灰比水泥浆体的横向弛豫时间T

摘要： 本发明公开了一种水泥基水化热抑制剂及水泥水化热抑制混凝土的制备方法。该抑制剂以质量份计包括：10～20份乙二胺四甲叉膦酸钠钙、5～10份交联淀粉、5～10份多氨基多醚基甲叉膦酸、10～15份六偏磷酸钠、10～20份缓凝增强剂、其余份数为水，共计100份。本发明的水泥基水化热抑制材料通过抑制水泥基胶凝材料水化热速度，减缓水泥放热速率、拉长水泥水化时间的方式，避免水化方法集中导致的温度梯度过大、温度应力过于集中，实现大体积混凝土内部绝热温升低，控制温度裂缝的目的。

摘要： 本发明涉及一种掺水化热调控材料的水泥基材料早龄期水化预测模型的构建方法及应用，通过对单位质量、不同水灰比水泥浆体的横向弛豫时间T

摘要： 本发明特别涉及一种多通道碳化热‑水化热同步测量装置及测量方法，属于测量装置领域。一种多通道碳化热‑水化热同步测量装置，包括等温量热仪，用于测量试样的温度，等温量热仪开有多个测温通道，用于盛装试样并发生碳化反应及水化反应；多个供料器，供料器与测温通道一一对应，供料器连通有进气管和进水管，分别用于供应碳化反应用气和水化反应用水；调温装置，用于调整通入的二氧化碳气体的温度，调温装置的进口连通有气瓶，用于供给二氧化碳气体，调温装置的出口通过多根分流管分别与多根进气管连通。其能够解决现有的测量装置无法同步测量碳化热和水化热的技术问题。

摘要： 本发明涉及一种用于混凝土构件的换热装置，包括埋设于混凝土构件内部的若干换热单元和位于混凝土构件外部的进水管路和出水管路；其中，换热单元为“V”形或“U”形钢管，钢管的管口位于混凝土构件的一个侧面，管体向混凝土构件内部延伸；钢管的管口包括进水管口和出水管口，进水管口和出水管口分别与进水管路和出水管路相连。使用本发明的换热装置能有效将混凝土构件内部的水化热热量带出，降低了混凝土内部的温度，从而减少水化热对于混凝土构件带来的不利影响。本发明还涉及一种混凝土构件内部水化热的利用方法，本发明的方法对水资源进行了最大限度利用，明显节约了水资源，并对混凝土水化热进行了有效利用。

摘要： 本申请公开了一种桥梁下部结构混凝土水化热释放装置，涉及大体积混凝土结构散热的技术领域。包括水冷系统、温度检测系统和总控制器；水冷系统包括多个布设于桥梁下部结构内的冷却水管和抽水泵；温度检测系统包括与冷却水管数量对应设置的用于检测对应冷却水管位置处温度的温度检测模块；总控制器根据温度信号控制水冷系统的开闭吸收水化热量。本申请中总控制器根据电信号精确定位到桥梁下部结构内局部温度较高区域，并控制对应位置处的冷却水管工作吸收水化热加快热量释放，既保证了桥梁下部结构的整体热量释放效果，又兼顾了桥梁下部结构内的局部热量释放效果，有效避免了桥梁下部结构因水泥水化热而发生的开裂现象。

摘要： 本发明涉及混凝土外加剂领域，特别涉及一种酯化产物、低水化热醚类聚羧酸减水剂及其制备方法。其中，一种低水化热醚类聚羧酸减水剂，包括酯化产物、不饱和聚氧乙烯醚、丙烯酸、不饱和酯类单体、功能单体B；所述功能单体B为具有双键和硼酸根的单体。本发明提供的低水化热醚类聚羧酸减水剂，具有较佳的分散能力，以及对水泥、骨料杂质和环境的适应性，显著提高混凝土和易性，同时能够进一步络合混凝土中钙离子，结合能力强，有效降低高强混凝土水化热，具有良好的应用前景与推广价值。