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中 南 大 学 毕业论文(设计) ) 题 目 普通硅酸盐水泥在大体积 混凝土中的应用 学生姓名 侯小明 学 院 中南大学 专业班级 07 工程材料 完成时间 2009 年 4 月 20 日 指导老师 曹建生 中 南 大 学 普通硅酸盐水泥在大体积混凝土中的应用 第 1 页 共 25 页 毕 业论文（设 计）任 务 书 站 工程材料专业 07 级 姓名 侯小明 毕业论文（设计）题目：普通硅酸盐水泥在大体积混凝土 中的应用 起止日期： 指导老师：曹建生 毕业论文（设计）要求（包括日程安排和进度） 审查意见： 院站负责人 年 月 日 注：本任务书由指导教师填写并经审查后，复印一份交给学生装订在毕业论文（设计） 的封面之后，原件存函授站。 目目 录录 第一章 普通硅酸盐水泥 2 2 一、 硅酸盐水泥.2 二、 普通硅酸盐水泥2 三、国家标准对普通硅酸盐水泥的技术要求.2 第二章大体积混凝土 3 3 一、大体积混凝土定义.3 二、 材料选择3 （一）水泥的选择.3 （二） 、 骨料的选择.4 （三） 、掺加外加料和外加剂4 三、概述4 第三章 试 验 5 5 一、 原材料5 二、配合比设计.5 三、性能试验结果与分析.7 （一） 、 新拌混凝土的性能.7 （二） 、 硬化混凝土的物理力学性能.8 （三） 、 混凝土干缩变形性能9 （四） 、 混凝土的线膨胀系数.10 （五） 、混凝土的绝热温升.10 （六） 、施工用混凝土配合比.11 第四章 大体积混凝土浇筑前水泥水化热的温度计算 1111 一、水化热的试验方法11 （一）、仪器设备12 （二）、准备工作12 （三）、热量计热容量的计算13 （四）、热量计散热常数的测定13 （五）、水泥胶砂水化热的测定15 （六）、试验结果的计算17 (七)、天水化热的推算法19 二、大体积混凝土浇筑前水泥水化热的温度计算 .20 第五章砼温度控制、监测与养生 2323 第六章 工程应用 2323 结论： .24 参考文献 2525 普通硅酸盐水泥在大体积混凝土中的应用 第 1 页 共 25 页 【摘要】 大体积混凝土施工时常选用水泥水化热交底的矿渣硅酸盐水泥等以利 低热硅酸盐水泥具有早期水化热低的特性因此在大体积混凝土温控防裂 方面体现出了较大的优越性。在润扬大桥南锚碇配合比设计时，选取普通 硅酸盐水泥与矿渣硅酸盐水泥进行对比试验，同时进行了混您太性能研究， 并最终选用普通硅酸盐水泥用于工程实体，工程质量良好。 关键词： 水泥；大体积混凝土结构；水化热；配合比；试验 普通硅酸盐水泥在大体积混凝土中的应用 第 2 页 共 25 页 第一章 普通硅酸盐水泥 一一、 硅硅酸酸盐盐水水泥泥 凡由硅酸盐水泥熟料、 05石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨 细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥 (即国外通称的波特兰水泥 )。 硅酸盐水泥分两种类型，不掺加混合材料的称I 类硅酸盐水泥，代号 P.I。在硅酸盐水泥粉磨时掺加不超过水泥质量5石灰石或粒化高炉 矿渣混合材料的称 型硅酸盐水泥，代号 P.。 二二、 普普通通硅硅酸酸盐盐水水泥泥 凡由硅酸盐水泥熟料、 615混合材料、适量石膏磨细制成的 水硬性胶凝材料，称为普通硅酸盐水泥 (简称普通水泥)，代号 P.O。 掺活性混合材料时，最大掺量不得超过 15，其中允许用不超过 水泥质量 5的窑灰或不超过水泥质量 10的非活性混合材料来代替。 掺非活性混合材料时，最大掺量不得超过水泥质量10。 三三、 国国家家标标准准对对普普通通硅硅酸酸盐盐水水泥泥的的技技术术要要求求 （1）细度 筛孔尺寸为 80m 的方孔筛的筛余不得超过 10%，否则为不合格。 （2）凝结时间 处凝时间不得早于 45 分钟，终凝时间不得迟于 10 小时。 （3）标号 根据抗压和抗折强度，将硅酸盐水泥划分为 325、425、525、625 四个标号。 普通硅酸盐水泥在大体积混凝土中的应用 第 3 页 共 25 页 普通硅酸盐水泥由于混合材料掺量较少，其性质与硅酸盐水泥基本 相同，略有差异，主要表现为： （1）早期强度略低 （2）耐腐蚀性稍好 （3）水化热略低 （4）抗冻性和抗渗性好 （5）抗炭化性略差 （6）耐磨性略差 第二章大体积混凝土 一一、 大大体体积积混混凝凝土土定定义义 在确定什么情况属大体积混凝土各国的标准大多不一，我国对大体积 混凝土的定义为混凝土结构物实体最小尺寸等于或大于 1m，或 预计会因 水化热引起混凝土内外温差过大而导致裂缝的混凝土，其他国家混凝土结 构实体最小尺寸有的为大于或等于 0.8m，有的为大于或等于 1.2m，因各 国大体积混凝土的定义不同，各国针对大体积混凝土的施工技术措施也就 存在差异，从我国对大体积混凝土的定义来看，对混凝土的裂缝控制技术 措施要求是相当严格的。 二二、 材材料料选选择择 （一）水泥的选择（一）水泥的选择 理论研究表明大体积混凝土产生裂缝的主要原因就是水泥水化过程中 释放了大量的热量。因此在大体积混凝土施工中应尽量使用低热或者中热 普通硅酸盐水泥在大体积混凝土中的应用 第 4 页 共 25 页 的矿渣硅酸盐水泥、火山灰水泥，并尽量降低混凝土中的水泥用量，以降 低混凝土的温升，提高混凝土硬化后的体积稳定性。为保证减少水泥用量 后混凝土的强度和坍落度不受损失，可适度掺加活性细骨料如粉煤灰来替 代水泥。 （二）（二） 、 骨料的选择骨料的选择 选择粗骨料时，可根据施工条件，尽量选用粒径较大、质量优良、级 配良好的石子。既可以减少用水量，也可以相应减少水泥用量，还可以减 小混凝土的收缩和泌水现象。选择细骨料，采用平均粒径较大的中粗砂， 从而降低混凝土的干缩，减少水化热量，对混凝土的裂缝控制有重要作用。 （三）（三） 、掺加外加料和外加剂、掺加外加料和外加剂 掺加适量粉煤灰，可减少水泥用量，从而达到降低水化热的目的。但 掺量不能大于 30%。掺加适量的高效减水剂，在同等强度条件下它可有效 地增加混凝土的和易性，降低水泥用量，减少水化热，同时可明显延缓水 化热释放速度。 三三、 概概述述 水泥矿物的水化过程是放热的，因为混凝土的热传导性能低，在大体 积混凝土内部水化热造成温度的快速上升，同时，由于混凝土外部散热， 内外形成温度梯度，导致产生温度裂缝。润扬大桥南锚碇为重力式结构， 其平面尺寸大大超过现行规范不设缝的要求，是典型的超大体积混凝土试 块，存在一系列大体积混凝土的施工问题，如温度应力控制，水平施工缝、 混凝土输送浇注过程中离析度和坍落度的控制等。在大体积混凝土中混凝 土的温升主要是由于水泥的水化放热引起的，因此为避免温升引起的裂缝 普通硅酸盐水泥在大体积混凝土中的应用 第 5 页 共 25 页 的产生，优选水泥成为打体积混凝土施工中最为关键的一步。目前，主要 是选用水化热较低的中热水泥或矿渣硅酸盐是你，以达到降低水化热的目 的，而采用普通硅酸盐水泥制作大体积混凝土的工程实例较少，或没有充 分的数据说明普通硅酸盐水泥在大体积混凝土中的可行性。从配合比优化 和工程莹莹两方面详细介绍普通硅酸盐水泥在大体积混凝土中的应用。 第三章 试 验 一一、 原原材材料料 尽量选用对温控有利的原材料，并根据工程实际情况选用如下原材料。 水泥：中国水泥厂石城牌 32.5 级矿渣硅酸盐水泥（32.5P.S）和 32.5 及矿渣硅酸盐水泥（32.5P.O） 。 粉煤灰：级粉煤灰，其细度为 9.2%，烧失量为 2.0%，需水量 96%。 细集料：含泥量为 0.3%，细度细度模数为 2.70。 粗集料：石灰岩碎石，粒径为 531.5mm，含泥量为 0.6%，压碎指标 为 9.1%，针片状含量为 7.2%。 外加剂：江苏省建筑科学研究院有限公司研制的 JM-缓凝型高效减 水剂，其减水率大于 20%。 二二、 配配合合比比设设计计 采用的混凝土试验配合不见表 1，主要参考了水泥品种和粉煤灰参量 对新拌混凝土性能和硬化混凝土性能的影响，从而优化混凝土配合比。 表 1 混凝土试验配合比 普通硅酸盐水泥在大体积混凝土中的应用 第 6 页 共 25 页 编号 水泥品种 粉煤灰参量% 水泥：粉煤灰：砂：碎石：水：JM- D7 32.5PS 25 0.75：0.25：2.09：3.19：0.42：0.01 D8 32.5PS 30 0.70：0.30：2.09：3.19：0.42：0.01 D9 32.5PS 40 0.60：0.40：2.09：3.19：0.42：0.01 D10 32.5PS 30 0.70：0.30：2.09：3.19：0.42：0.01 D11 32.5PS 40 0.60：0.40：2.09：3.19：0.42：0.01 D12 32.5PS 40 0.50：0.50：2.09：3.19：0.42：0.01 在配合比设计的情况下还要考虑到大体积混凝对土配合比的控制要求， 混凝土配合比的合理性不仅仅影响到混凝土自身强度要求，还会影响浇筑 时的泵送要求、坍落度、和易性等，以及混凝土浇筑后的水化热产生的多 少，特别是大体积混凝土水化热的控制将影响到混凝土的裂缝控制既而影 响整个大体积混凝土的质量。 确定合理的水泥。在大体积混凝土中，混凝土温度的升高主要因素 是水泥产生的水化热，因而，对大体积混凝土原材料水泥应该选用低水化 热和凝结时间较长的水泥，在昆明地区常使用的是矿渣硅酸盐水泥，尽可 能不用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，以减低水泥所产生的水化热。如要 采用高水化热的水泥，就必须采取相应措施延缓水化热的释放。 砂石料的级配要合理。一般情况下，石料要采用连续级配，砂料采 用中砂，并严控砂石料的空隙率、含泥量、吸水率及压碎指标。 合理掺加混凝土用掺和料（如粉煤灰） 、外加剂（如缓凝剂、减水剂） ，从而降低水泥水化热。 作好混凝土配合比的试配工作。 根据试验室试配资料，对比现场情况（或预拌厂拌制现场）砂、 石 普通硅酸盐水泥在大体积混凝土中的应用 第 7 页 共 25 页 料含水率、含泥量等与试验室试配原材料的差别，适当调整混凝土配比， 满足实际混凝土拌制要求，以达到质量标准。 三三、 性性能能试试验验结结果果与与分分析析 （一）（一） 、 新拌混凝土的性能新拌混凝土的性能 新拌混凝土的性能见表 2 表表 2 新拌混凝土的性能新拌混凝土的性能 凝结时间/h：min 编号坍落度/cm 容重 /(kg.m-3) 含气量/% 初凝终凝 D71724101.829:0532:50 D81924101.730:1034:15 D919.524102.532:0836:58 D1019.524102.724:1028:36 D1120.524102.628:5733:47 D121824102.628:5033:50 从表 2 给出的新拌混凝土性能试验结果可以看出，不论是普通混凝土 还是矿渣硅酸盐水泥，随着粉煤灰参量的提高，新拌混凝土的流动性能都 有所提高，凝结时间有所延长，完全满足泵送施工和大体积混凝土浇注的 要求。这是粉煤灰的“微集料效应” 、 “填充效应”以及“火山灰效应”综 合作用的结果。粉煤灰主要是由海绵体和铝硅酸盐玻璃微珠矿物组成，这 些玻璃呈圆球状，表面光滑，粒度小，质地致密，比表面积小，能与集料 的接触点起轴承效果，使混凝土的流动性能提高。同时，粉煤灰颗粒比水 泥小，均匀分布在水泥颗粒之中，能释放出更多的浆体来润湿集料颗粒， 普通硅酸盐水泥在大体积混凝土中的应用 第 8 页 共 25 页 阻止水泥颗粒粘聚，改善混凝土的粘聚性，减少离析。 （二）（二） 、 硬化混凝土的物理力学性能硬化混凝土的物理力学性能 从表 3 列出的硬化混凝土抗压强度、弹性模量和抗压强度物理力学性 能的试验结果可以看出： 对于 2 中水泥，随着粉煤灰掺量的增加，混凝土的抗压强度都有不 同程度的降低。同时，由于掺入了大量的粉煤灰，混凝土的早期强度较低， 早期强度发展也较慢，但 28d 强度都大于 30MPa，60d 强度都能达到 C30 要求，而且随着龄期的增加，粉煤灰的活性逐渐发挥出来，混凝土抗压强 度还一直有较大幅度的增长，对于矿渣水泥配制的混凝土，其 90d 抗压强 度达 50MPa 左右，与对应放的 28d 相比，少则增加 16MPa，多则增加 20MPa，且粉煤灰的掺量越高，其后期强度增长也越多。而对于普通硅酸 盐水泥配制的混凝土其 90d 抗压强度也达 50MPa 左右，与对应的 28d 相比， 少则增加 16MPa，多则增加 18MPa，这同样也可说明，粉煤灰的活性在 28d 后才发挥出来，对混凝土后期强度的增长有很大的好处，对提高混凝 土强度的保证率是非常有利的。 表表 3 硬化混凝土物理力学硬化混凝土物理力学 抗压强度/MPa弹性模量/Gpa 编 号 3d7d14d28d60d90d3d7d14d28d 28d 抗 拉强度 /MPa D710.4 19.9 31.0 36.7 42.2 52.3 D88.7 17.9 26.5 34.5 41.5 51.0 19.3 31.5 37.1 39.6 3.3 D97.3 14.7 24.4 30.0 39.1 19.8 D1010.1 22.0 29.1 37.9 47.0 55.8 普通硅酸盐水泥在大体积混凝土中的应用 第 9 页 共 25 页 D118.9 19.7 28.0 37.6 44.5 52.4 18.9 31.4 36.4 38.8 2.46 D127.0 16.9 24.7 31.4 36.4 47.8 根据温控要求，测试了试件的 3d、7d、14d 和 28d 的弹性模量，这 为现场的温度控制提供了可靠的数据。从试验结果可以看出，由于所配制 的混凝土的强度发展较慢，因而早期的弹性模量也较低，而弹性模量随龄 期的增长而增长的规律同强度随龄期的发展而发展的规律是一致的，用普 通硅酸盐水泥配制的混凝土的各个龄期的弹性模量略低于用矿渣硅酸盐水 泥配制的混凝土。 （三）（三） 、 混凝土干缩变形性能混凝土干缩变形性能 从图 1 出的 2 组混凝土的干缩试验结果可以看出，用矿渣硅酸盐水泥 和普通硅酸盐水泥配制的胡宁涛的干缩相差不大，28d 干缩均小于 30010-6，也即说所配制的混凝土的干缩性均较小，这可能是由于粉煤灰 的大量掺入和胶凝材料总用量相对较低，砂率较低而粗集料用量相对较高 的缘故。 普通硅酸盐水泥在大体积混凝土中的应用 第 10 页 共 25 页 图 1 混凝土干缩率曲线 （四）（四） 、 混凝土的线膨胀系数混凝土的线膨胀系数 D8和 D11混凝土的线膨胀系数试验结果分别为 8.1910-6,8.2510-6/， 结果表明用矿渣硅酸盐水泥所配制的混凝土比普通硅酸盐配制的混凝土的 线膨胀系数低。 （五）（五） 、混凝土的绝热温升、混凝土的绝热温升 图 2 给出了绝热温升的试验结果，从中可以看出，用 70%矿渣硅酸盐 水泥30%粉煤灰配制的混凝土的 28d 绝热温升为 36.6，人用 60%普通 硅酸盐水泥40%粉煤灰配制的混凝土的 28d 绝热温升为 35.9，这说明 用矿渣硅酸盐水泥配制的混凝土的绝热温升略高于普通硅酸盐水泥配制的 混凝土。同时，由于缓凝型高效减水剂 JM-也能有效延缓水化热的释放， 从而使混凝土的水化热释放比较平缓，这对温控是极为有利的。 普通硅酸盐水泥在大体积混凝土中的应用 第 11 页 共 25 页 从配合比设计与性能研究的结果来看，大掺量粉煤灰与缓凝型高效减水剂 JM-复合是降低水泥的水化热速率和放热峰值最有效的办法。对于基础 底板大体积混凝土，用矿渣硅酸盐水泥粉煤灰和普通混凝土硅酸盐水泥 粉煤灰都可以配制出有利于温控的混凝土，其水泥水化放热速率和放热 峰值都较低，而普通硅酸盐水泥粉煤灰可以克服传统用矿渣硅酸盐水泥 配制的大体积混凝土的泌水和收缩大的缺点。 （六）（六） 、施工用混凝土配合比、施工用混凝土配合比 经过对混凝土配合比的优化、调整试验，同时考虑到锚体混凝土的外 观质量及施工工期，最后确定了各主体部位施工混凝土配合比，见表 4。 表表 4 各部位施工用混凝土配合比各部位施工用混凝土配合比 工程部位 强度等级 水泥用量/kg.m-3 粉煤灰参量/%（水泥粉煤灰）：砂：碎石：水：JM- 坍落度 /mm 顶板、底板 C30 226 37 1：2.09：3.19：0.41：0.010 180 填芯 C15 135 40 1：3.20：6.04：0.58：0.012 100 锚体、散索鞍墩 C30 240 40 1：1.96：2.71：0.36：0.011 185 锚体、散索鞍墩 C40 295 34 1：1.66：2.39：0.38：0.010 185 第四章 大体积混凝土浇筑前水泥水化热的温度计算 一一、 水水化化热热的的试试验验方方法法 普通硅酸盐水泥在大体积混凝土中的应用 第 12 页 共 25 页 本标准是在热量计周围温度不变条件下，直接测定热量计内水泥胶砂 温度的变化 ，计算热量计内积蓄和散失热量的总和，从而求得水泥水化 7 天内的水化热（单位是卡 克）。 注：水泥水化 7 天今期的水化热可按附录方法推算，但试验结果有争 议时，以实测法为准。 （一）、仪器设备（一）、仪器设备 1热量计 （1）保温瓶：可用备有软木塞的五磅广口保温瓶，内深约 22 厘米， 内径为 85 厘米。 （2）截锥形圆筒：用厚约 05 毫米的铜皮或白铁皮制成，高 17 厘米， 上口径 75 厘米，底径为 65 厘米。 （3）长尾温度计：050，刻度精确至 01。 2恒温水槽 水槽容积可根据安放热量计的数量及温度易于控制的原则而定，水槽 内水的温度应准确控制在 2001，水槽应装有下列附件： （1）搅拌器。 （2）温度控制装置：可采用低压电热丝及电子继电器等自动控制。 （3）温度计：精确度为01。 （4）固定热量计用的支架与夹具。 （二）、准备工作（二）、准备工作 3.温度计 须在 15、20、25，30、35 及 40范围内，用标准温度计进行校核。 4.软木塞盆 普通硅酸盐水泥在大体积混凝土中的应用 第 13 页 共 25 页 为防止热量计的软木塞盖渗水或吸水，其上、下走向及周围应用蜡涂 封。较大孔洞可先用胶泥堵封，然后再涂蜡。封蜡前先将软木塞中心钻一 插温度计用的小孔并称重，底面封蜡后再称其重以求得蜡重，然后在小孔 中插入温度计。温度计插入的深度应为热量计中心稍低一些。离软木塞底 面约 12 厘米，最后再用蜡封软木塞上表面以及其与温度计间的空隙。 5套管 温度计在插入水泥胶砂中时，必须先插入一端封口的薄玻璃营管或铜 套管，其内径较温度计大约 2 毫米，长约 12 厘米，以免温度计与水泥胶 砂直接接触。 6.保温瓶、软木塞、截锥形圆筒、温度计等均需编号并称量，每个热 量计的部件不宜互换，否则需重新计算热量计的平均热容量。 （三）、热量计热容量的计算（三）、热量计热容量的计算 7热量计的平均热容量 C，按下式计算： g g1 C0.20.450.2g20.095g30.79g40.4g5 2 2 0.46V 式中：C不装水泥胶砂时热量计的热容量，卡； g保温瓶重，克； g1软木塞重，克； g2玻璃管重，克（如用铜管时系数改为 0095）； g3铜截锥形圆筒重，克（如用白铁皮制时系数改为 011）； g4软木塞底面的蜡重，克； 普通硅酸盐水泥在大体积混凝土中的应用 第 14 页 共 25 页 g5塑料薄膜重，克； V温度计伸人热量计的体积，厘米3（046 是玻璃的容积比 热，卡厘米3）。 式中各系数分别为所用材料的比热（卡克）。 （四）、热量计散热常数的测定（四）、热量计散热常数的测定 8试验前热量计各部件和试验用品应预先在 202下恒温 24 小时， 首先在截锥 形圆筒上面，盖一块 16x16 厘米，中心带有圆孔的塑料薄膜，边缘向下折， 用橡皮筋箍紧 ，移人热量计中，用漏斗向圆筒内注入 550 毫升温度约 45的温水，然后用备好的插有温 度计（带有玻璃或铜套管）的软木塞 盖紧。在保温瓶与软木塞之间用蜡或胶泥密封以防止渗水，然后将热量计 垂直固定于恒温水槽内进行试验。 9恒温水槽内的水温应始终保持 200l，试验开始经 6 小时测 定第一次温度 T1（一般为 35左右），经 44 小时后测定第二次温度 T2（一般为 21左 右）。 10热量计散热常数的计算 热量计散热常数 K 按下式计算注： lgT1lgT2 K（CW） 0.434t 式中：K散热常数，卡小时。； 普通硅酸盐水泥在大体积混凝土中的应用 第 15 页 共 25 页 W水量（或热当量，卡），克； C热量计的平均热容量，卡； T1试验开始 6 小时后热量计与恒温水槽的温度差，； T2试验经过 44 小时后热量计与恒温水槽的温度差，； t自 T1 至 T2 时所经过的时间，小时。 注：此公式是根据测定过程中，热量计散失的热量 Q 与该测定过程中的 平均温度差 T 和时间间隔 t 成正比推算，其比例常散为散热常数 K。 QKTt Q K Tt 式中：Q（CW）（T1T2） T1T2 T T1 ln T2 热量计散热常数应测定两次，取其平均值。两次相差应小于 1 卡小 时。热量计散热常数 K 应小于 40 卡小时，热量计每年必须重 行测定散热常。 （五）、水泥胶砂水化热的测定（五）、水泥胶砂水化热的测定 11为了保证热量计温度均匀，采用胶砂进行试验。砂子采用 GB17877水泥强度 试验用标准砂中规定的平谭标准砂，水泥与砂子 普通硅酸盐水泥在大体积混凝土中的应用 第 16 页 共 25 页 配比根据水泥品种与标号选定，配比的选择宜参照表 1；胶砂在试验过程 中，温度最高值应在 3038范围内（即比恒温水槽的温度高 1018） 。试验中胶砂温度的最大上升值小于 10或大于 18，则须改变配比， 重新进行试验。 表 1 水泥与砂子配比 水 泥 品 种 325 号 425 号 525 号以上 硅酸盐大坝水泥、普通硅酸盐大坝水泥、硅 酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、抗硫酸盐水泥 1：2.0 1：2.5 1：3.0 矿渣大坝水泥、粉煤灰大坝水泥、矿渣硅酸 盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸 1：1.0 1：1.5 1：2.0 盐水泥 12胶砂的加水量：以水泥净浆的标准稠度（）加系数 B（）作 为水泥用水量 （）。B 值根据胶砂配比而不同，见表 2。胶砂的加水量为胶砂配比中 水泥的重量乘以水泥用水量（）。 表 2 普通硅酸盐水泥在大体积混凝土中的应用 第 17 页 共 25 页 胶砂配比 1：1.0 1：1.5 1：2.0 1：2.5 1：3.0 1：3.5 B 0 0.5 1.0 3.0 5.0 6.0 13试验前，水泥、砂子、水待等材料和热量计各部件均应预先在 202下恒温。试验时，水泥与砂子干混合物总重量为 800 克，按选择 的胶砂配比，计算水泥与标准砂用量分别称量后，倒入拌合锅内干拌 1 分 钟，移入已用湿布擦过的拌合锅内，按表 2 规定的胶砂加水量加水。湿拌 3 分钟后，迅速将胶砂装入内壁已衬有牛皮纸衬的截锥形圆筒内，粘在锅 和勺上的胶砂，用小块棉花擦净，一起放入截锥形圆筒中，并在胶砂中心 钻一个深约 12 厘米的孔，放入玻璃管或铜管以备插入温度计。然后盖上 中心带有圆孔的塑料薄膜，用橡皮筋捆紧，将其置于热量计中，用插有温 度计的软木塞盖紧。从加水时间起至软木塞盖紧应在 5 分钟内完成，至 7 分钟时（自加水时间算起），记录初始温度 t 及时间。然后在软木塞与热 量计接缝之间封蜡或胶泥，封好后即将热量计放于恒温水槽中加以固定。 水槽内高出水面应高出软木塞顶面 2 厘米。 注：牛皮纸衬的热容量可忽略不计。 14热量计放入恒温水槽后，在温度上升过程中，应每小时记录一 次；在温度下降过程中，改为每 2 小时记录一次，温度继续下降或变化不 大时改为 4 小时或 8 小时记录一次。试验进行到七昼夜为止。 （六）、试验结果的计算（六）、试验结果的计算 普通硅酸盐水泥在大体积混凝土中的应用 第 18 页 共 25 页 15根据所记录各时间与水泥胶砂的对应温度，以时间为横坐标（1 厘米5 小时），温度为纵坐标（1 厘米1）在坐标纸上作图。并画出 20水槽温度恒温线。 恒温线与胶砂温度曲线间总面积（恒温线上的面积为正面积，恒温线 以下的面积为负面积）F0x（小时）可按下列计算方法求得。 （1）用求积仪求得。 （2）把恒温线与胶砂温度曲线间的面积按几何形状划分较小的三角 形、抛物线、梯形面积 F1、F2、F3（小时）等，分别计算，然后 将其相加，因为 1 平方厘米等于 5 小时，所以总面积乘 5 即得 F0x（小时）。 （3）近似矩形法： 参照图，以每 5 小时（1 厘米）作为一个计算单位，并作为矩形的宽 度。矩形的长度（温度值）是通过面积补偿确定。如图所示，在补偿的面 积中间选一点，这一点如能使一个计算单位的画实线面积与空白面积相等， 那么这一点的高度便可作为矩形的长度，然后与宽度相乘即得矩形面积。 将每一个矩形面积相加，再乘以 5 即得 F0x（小时）的数值 （4）用电子仪器自动记录和计算。 （5）其他方法 16根据水泥与砂子重量、水量及热量计平均热容量 C，按下式计算 装水泥胶砂后热量计的热容量 Cp（卡）。 Cp（0.2水泥重）（0.2砂重）1.0水重C 17在定龄期 X 时，水泥水化放出的总热量为热量计中积蓄热量和 散失热量的总和 Qx（卡），按下式求得： 普通硅酸盐水泥在大体积混凝土中的应用 第 19 页 共 25 页 QxCp（txt0）KF0x 式中：Cp装水泥胶砂后热量计的热容量，卡； tx水泥胶砂在龄期为 x 小时的温度，； t0水泥胶砂的初始温度， ； K热量计的散热常数，卡小时； F0x2在 0x 小时间恒温水槽温度直线与胶砂温度曲线间的面积， 小时 。 18在一定龄期时水泥水化热 q，（卡克），按下式计算： Qx qx G 式中：Qx龄期为 x 时，水泥放出的总热量，卡； G试验用水泥重量，克。 19水泥水化热试验结果必须采取两次试验的平均值并取整数，两次 结果相差应小于 3 卡克。 ( (七七) )、天水化热的推算法、天水化热的推算法 1根据热量计内水泥胶砂温升曲线 3 天末的高度 h 及按水泥品种选 用的经验常数 A，代入下式 F37（推算）Ah 求得 F37（推算）： 式中：F38（推算）为推算的 37 天龄期恒温水槽等温线与胶砂 温度曲线间的面积，小时； h水泥胶砂温升曲线 3 天末的高度，； 普通硅酸盐水泥在大体积混凝土中的应用 第 20 页 共 25 页 A常数，是根据大量的不同品种水泥水化热试验结果， 分别统计整理的，其数值见下表。 2将 F37（推算）及按水泥品种选用的 7 天末温度经验值 Ty 代入下式求得 37 天龄期推算的水泥水化热 q37（推算）。 Cp（TyT3）KF37（推算） q G 式中：Ty是根据大量水泥水化热试验实测结果，按水泥品种分别统计 整理的水泥胶砂 7 天末温度的数值，见下表； T3为实测水泥胶砂水化 3 天未温度值，； Cp、K、G 同标准正文。 常数 A 及 7 天末温度 Ty 的统计值注 水 泥 品 种 A Ty 硅酸盐水泥、硅酸盐大坝水泥 55 20.4 矿渣硅酸盐水泥、矿渣大坝水泥 57 20.6 注：表内 A 及 Ty 值可根据生产厂统计结果进行修正。 37 天水化热结果由下式求得： q7（堆算）q3（实测）q37（推算） 式中：q3（实测）按标准法实际测得的水泥 3 天龄期水化热，卡 克。 二、大体积混凝土浇筑前水泥水化热的温度计算二、大体积混凝土浇筑前水泥水化热的温度计算 普通硅酸盐水泥在大体积混凝土中的应用 第 21 页 共 25 页 为做好大体积混凝土的养护、测温工作，大体积混凝土水泥水化热的 预先计算是必不可少的。通过计算预估大体积混凝土内部温度及温差，才 能预先提出相应的养护措施，做好养护准备工作及测温点布置、测温控制 预案工作，这样才有利于保障大体积混凝土的浇筑质量。为保证大体积混 凝土后续工作的质量，大体积混凝土的热功计算应力求及时、准确、全面， 避免遗漏。 1、明确大体积混凝土构件尺寸及浇筑时当地近一段时期工程环境气候 状况。根据构件尺寸，可以确定所需泵车数目、人员数量及混凝土总方量， 以预估浇筑时间，由此明确每小时混凝土供应量和供应保障措施。依据工 程所在地环境气候状况，确定环境气温，预测浇筑当天的环境气温，拌制 混凝土时，原材料的实体温度（基本以实测为主） 。 2、确定混凝土运输距离，特别是采用预拌厂的商品混凝土时，还应着 重考虑搅拌站距工程现场的距离。 3、热功计算所采用的混凝土配合比（及现场浇筑采用的混凝土配合比） 。 混凝土的配合比特别是所采用的水泥品牌、规格、型号、数量是影响混凝 土收水时温度高低的关键。 4、明确混凝土拌制所用各种原材料的重量、比热、热当量、拌制温度 （可实测） ，计算混凝土的拌和温度。 5、根据实测室外气温、运距及转运次数、浇筑捣固时间、混凝土 泵 送距离（或时间）计算混凝土浇筑温度（即混凝土入模温度） 。在大体积 混凝土浇筑中，施工单位往往会忽略混凝土入模温度及入模时室外温度的 检测，在实践中也往往不去计算混凝土的浇筑温度，从另一方面讲，这就 使施工单位在大体积混凝土浇筑中失去了主动权，对混凝土的预控没有采 普通硅酸盐水泥在大体积混凝土中的应用 第 22 页 共 25 页 取先入为主的态度而被动的凭以往经验处理问题。 6、根据配比中每方混凝土水泥用量、所用水泥水化放热量、混凝土比 热、混凝土容重以及大体积混凝土浇筑厚度，计算混凝土的绝热温升和混 凝土内部温度。混凝土绝热温升及混凝土内部温度的计算是整个大体积混 凝土热功计算的重心，不能被忽略的。现阶段大体积混凝土施工中，部分 施工单位对大体积混凝土的绝热温升和内部温度只作文字性说明，或只写 出一个计算式，而没有详细计算书，对大体积混凝土的绝热温升和内部温 度没有具体计算数据，在实际操作中，只凭实测实量和以往经验进行大体 积混凝土的养护，从而失去了对大体积混凝土的主动控制，被动的处理室 外气温、表面温度、核心温度所形成温差梯度对大体积混凝土造成的影响。 7、计算大体积混凝土的表面温度。根据计算，求出混凝土的表面温度 和已知混凝土内部温度（中心温度）估算值进行比较，而大体积混凝土在 温度应力计算和进行温度控制时，必须了解混凝土中心温度与表面温度之 间的温差及混凝土表面温度与外界气温之间的温差，并加以控制，使温差 所造成的温度应