水泥水化放热过程的优化及其在混凝土温控中的作用

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1、第6期广东水利水电No．62012年6月GUANGD0NGWATERRES0URCESANDHYDR0P0WERJun．2012水泥水化放热过程的优化及其在混凝土温控中的作用谢祥明，余青山(广东水电二局股份有限公a-J，广东增城511340)摘要：在以往的混凝土外加剂研究中，业界往往注重外加剂在改进混凝土强度、工作性以及初、终凝时间等方面的研究，而对于利用外加剂来优化水泥水化热曲线、延长水化热半熟龄期的研究却被忽视。该文从优化水泥水化放热曲线角度出发，配置了一种能有效削减水化热峰值、实现双峰型水化放热的新缓凝高效减水剂，并进行了水泥水化放热和混凝土绝

2、热温升方面的对比试验，进行了混凝土温度场有限元仿真计算，发现优化后的水泥水化放热过程在同等通水条件下混凝土温升值可降低温升4．32℃，这一结果对水_T-大体积混凝土的温控防裂具有重要意义，是一个值得系统研究的学术点和技术点。关键词：水工混凝土；温度控制；水化放热；缓凝高效减水剂；通水冷却；优化中图分类号：TV42文献标识码：B文章编号：1008一Ol12(2012)06—0032—04以往的混凝土温控研究中，国内外在降低水泥用析优化水泥水化放热过程曲线在混凝土结构温控防裂量、水管冷却、预冷混凝土等方面做过大量T作，并的实际应用价值，以期为混凝土结构的

3、温控防裂的实取得了显著成绩，但到目前为止，还没有注意到通过施方法提供一个新的参考。改变混凝土巾水泥水化放热速率来控制温度、防止裂1水泥水化放热过程曲线优化试验缝存文献[1]rrf，朱伯芳院士首次提出了混凝土半改变水泥水化放热过程可以通过以下几个方面着熟龄期的理念，定义混凝土绝热温升、强度、弹性模手：改变水泥矿物成分与水泥细度和采用混合材料与量及极限扣伸达到最终值的一半时的龄期为半熟龄期，外加剂。本文采用后者，通过在混凝土中加入外加剂，作为反映这些混凝土热力学特性增长速度的指标，为通过对外加剂性能的调整，以改变水泥水化放热fH1线，改善混凝土的抗裂能力

4、提供了一个新的途径。尤其是改变水泥水化热峰值出现的时问，进而改变混正常条件下，普通硅酸盐水泥水化放热在1～2d凝土的温升曲线。内热量值可达终值的一半，即达到水化热半熟龄期。1．1一种新缓凝高效减水剂的配置通过在水泥(混凝土)中加入~'IqJHF0如缓凝剂，可以改减水剂的加入尤其是具有缓凝性能减水剂的加入，变水泥水化放热曲线。在以往混凝土外加剂研究中，能改变水泥水化放热曲线j。缓凝组份及其含量的不业界更注重的是通过添加外加剂以改进混凝土的强度、同对水泥水化放热曲线有显著影响。针对上述特点，工作性以及初、终凝时间等。但对于通过~,t,)jHFmJ改变本文

5、配置了一种新缓凝高效减水剂(获专利授权)，它水泥水化热半熟龄期的研究被学界忽视。水泥水化热能削水化热峰值且实现双峰型或多峰型水化放热特性，半熟龄期的延长可使水泥水化放热分布相对均匀合理，水化热半熟龄期可由普通缓凝高效减水剂的1．5d延长这一特性在大体积混凝土通水冷却温控措施中具有重至5．5d。该缓凝高效减水剂以萘系磺酸盐或聚羧酸为要的意义，它可使通水冷却充分发挥作用，有效减小减水剂母体，配制予改性木质素磺酸钙、葡萄糖酸钠、混凝土温升值，从而达到降低混凝土温度应力和减少蔗糖复合缓凝组份，以合理的比例掺入。其中，葡萄裂缝的目的。糖酸钠可有效延长混凝土初凝

6、时问，蔗糖可有效延长基于上述混凝土温控新理念，本文配置了一种新混凝土的终凝时间，改性木质素磺酸钙不仅可延长混缓凝高效减水剂，并进行了不同减水剂对水泥水化放凝土初、终凝时间，它还有适量引气以及其特有的木热和混凝土绝热温升影响的试验研究，同时通过一个质素大分子能改善混凝土的和易性。该缓凝高效减水有限元算例进行混凝土结构温度的数值仿真计算，分剂具有的水化放热延迟性、多峰性能使混凝土通水冷收稿日期：2012—03—02：修回日期：2012—04—0l作者简介：谢祥明(1974一)，男，博十，教授级高级T程师，从事水T施T技术、材料技术研究。·32·2012年

7、6月第6期谢祥明。等：水泥水化放热过程的优化及其在混凝土温控中的作用却温控措施发挥更佳的效果，对大体积混凝土的温控掺人30％的粉煤灰和FDN一Ⅱ普通减水剂后，试块温防裂具有重要的作用。升峰值出现的时问进一步有所推迟，但影响幅度不大，1．2水泥试块水化放热试验对温升峰值基本没有效果；而掺入30％的粉煤灰和新试验中原材料采用42．5中热矿渣水泥、二级普通研制的改良减水剂后，试块出现了温升双峰值，第二粉煤灰。进行纯水泥、水泥70％+粉煤灰30％、水泥个峰值出现的时间大约在75h左右，较100％水泥试70％+粉煤灰30％+外掺普通缓凝高效减水剂(FDN块温度

8、峰值出现时间滞后了大约61h，同时温升峰值一Ⅱ)0．7％和水泥70％+粉煤灰30％+外掺改进型缓也有了很大的