高 溥 賀 弘

陜西省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院 陜西 西安 710048

伴隨著建筑工程項目施工實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的持續(xù)積累,以及相關(guān)研究工作的持續(xù)深入,廣大從業(yè)者逐步認(rèn)識和理解了溫度應(yīng)力因素是誘導(dǎo)大體積混凝土建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生裂縫問題的首要原因[1]。水泥在水化過程中,通常會釋放出較多的水化熱,且由于其在大體積混凝土建筑結(jié)構(gòu)之中不易對外散發(fā),通常會誘導(dǎo)混凝土建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部的溫度參數(shù)持續(xù)提升,同時由于混凝土建筑結(jié)構(gòu)表面組成部分的散熱速度較快,客觀上會誘導(dǎo)混凝土建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)部和外部之間形成較大的溫度差,繼而逐步誘導(dǎo)混凝土建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生較大規(guī)模的溫度變形現(xiàn)象[2]。對于大體積混凝土建筑結(jié)構(gòu)而言,內(nèi)部混凝土在發(fā)生熱脹變形現(xiàn)象過程中會產(chǎn)生壓力,外部混凝土在發(fā)生冷縮變形現(xiàn)象過程中會產(chǎn)生拉應(yīng)力,由于混凝土建筑結(jié)構(gòu)在其形成的早期階段抗拉強(qiáng)度處于較低水平,在混凝土建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部實(shí)際形成的拉應(yīng)力強(qiáng)度超出混凝土建筑結(jié)構(gòu)實(shí)際具備的抗拉強(qiáng)度承受范圍條件下,通常會誘導(dǎo)混凝土建筑結(jié)構(gòu)之中出現(xiàn)一定數(shù)量的裂縫現(xiàn)象[3],且這一過程中出現(xiàn)的裂縫現(xiàn)象通常都具備較大深度,通常認(rèn)為在大體積混凝土中摻入一定量的粉煤灰是減少水化熱從而避免溫度裂縫的有效措施[4]。在混凝土建筑結(jié)構(gòu)防裂實(shí)驗(yàn)研究工作的具體開展過程中,水泥實(shí)際具備的水化熱技術(shù)參數(shù),是開展溫控計算工作過程中應(yīng)當(dāng)關(guān)注和考量的重要技術(shù)參數(shù)之一,切實(shí)做好對水泥水化熱技術(shù)參數(shù)的測定工作,對于支持和確保大體積混凝土建筑結(jié)構(gòu)在實(shí)際施工建設(shè)過程中順利獲取和實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的施工質(zhì)量控制目標(biāo)具備重要意義。

一、水泥水化熱測試的基本原理

(1)直接測量法。該種測量技術(shù)方法的主要原理,是在熱量計周圍的溫度參數(shù)水平維持穩(wěn)定不變狀態(tài)條件下,直接測定分析熱量計內(nèi)部水泥膠砂物質(zhì)的溫度參數(shù)變化,通過計算確定熱量計內(nèi)部積蓄和對外釋放的熱量總和,具體分析揭示建筑施工應(yīng)用材料水泥所具備的技術(shù)參數(shù)水平。

(2)溶解熱測量法。遵照熱化學(xué)蓋斯定律中闡釋的相關(guān)理論,化學(xué)反應(yīng)過程中釋放的熱效應(yīng)現(xiàn)象,僅與化學(xué)反應(yīng)的初始狀態(tài)和終極狀態(tài)相關(guān),與化學(xué)反應(yīng)實(shí)際經(jīng)歷的復(fù)雜化過程無關(guān)。溶解熱測量技術(shù)方法的主要原理,是在熱量計儀器所處周邊環(huán)境的溫度參數(shù)維持穩(wěn)定不變狀態(tài)條件下,運(yùn)用未經(jīng)水化處理的水泥,以及已經(jīng)經(jīng)由水化處理的一定齡期的水泥在具備一定濃度水平的標(biāo)準(zhǔn)酸溶液開展溶解處理,以實(shí)際測定獲取的溶解熱參數(shù)差值,視為被測水泥材料在特定齡期之內(nèi)實(shí)際釋放的水化熱。

(3)TAM AIR測量法。等溫量熱儀設(shè)備測量池的周圍區(qū)域?qū)儆谝环N典型的長期維持在恒溫技術(shù)狀態(tài)之中的散熱技術(shù)裝置。水泥漿樣品在被放入測量池內(nèi)部之后,因發(fā)生水化反應(yīng)過程通常會產(chǎn)生一定表現(xiàn)程度的熱效應(yīng),繼而誘導(dǎo)自身實(shí)際所處的溫度參數(shù)水平發(fā)生顯著改變,被測樣品與散熱片技術(shù)組件之間通常會出現(xiàn)一定程度的溫度差,繼而誘導(dǎo)熱量逐漸從被測樣品流向散熱片技術(shù)組件,且實(shí)際具備的溫度差值大小,通常與熱量流動過程中實(shí)際具備的速率參數(shù)之間存在正比例相關(guān)關(guān)系。具備較高水平技術(shù)靈敏度的熱電技術(shù)元件通常分布在反應(yīng)容器的周圍區(qū)域;其主要技術(shù)作用,在于能夠清晰準(zhǔn)確地測定和揭示被測樣品物質(zhì)與外界環(huán)境之間的溫度參數(shù)差值,并且將這種實(shí)際測定獲取的溫度參數(shù)差值對應(yīng)性地轉(zhuǎn)化處理成電壓參數(shù),最后經(jīng)由放大處理后對外輸出。如果被測水泥施工材料的水化反應(yīng)過程已經(jīng)停止,則其通常會與外界環(huán)境之間維持相同水平的溫度參數(shù),不會再繼續(xù)發(fā)生熱效應(yīng)輸出過程,此時熱電技術(shù)元件之中實(shí)際產(chǎn)生的電壓參數(shù)為0。

二、水泥水化熱常見測量方法的優(yōu)缺點(diǎn)分析

直接測量法的主要技術(shù)優(yōu)點(diǎn),是即時且準(zhǔn)確地記錄熱量計中承載的水泥膠砂物質(zhì)的溫度參數(shù)值數(shù)據(jù),其在測量技術(shù)活動開展過程中實(shí)際采集獲取的數(shù)據(jù)數(shù)量較多。直接測量法在應(yīng)用過程中的主要技術(shù)缺點(diǎn),在于其測量技術(shù)操作環(huán)節(jié)開展過程中的前期準(zhǔn)備過程較為復(fù)雜,未能充分關(guān)注和考量水泥施工材料在發(fā)生水化反應(yīng)過程中所產(chǎn)生的溫度效應(yīng),因而對于同一種類的水泥施工材料而言,在運(yùn)用不同試驗(yàn)技術(shù)設(shè)備,經(jīng)由不同的試驗(yàn)技術(shù)操作人員開展測量技術(shù)活動過程中,其實(shí)際獲取試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果之間通常會存在著顯著且鮮明的相互差異特征,其試驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差的發(fā)生程度極易超越技術(shù)規(guī)程要求的±10.00J/g,給實(shí)際獲取的試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果質(zhì)量水平造成極其顯著且鮮明的不良影響。

與直接測量法相比較,溶解熱測量法在運(yùn)用過程中的主要技術(shù)優(yōu)勢,在于其在開展水化熱參數(shù)測量技術(shù)活動過程中消耗的時間相對短暫,需要技術(shù)操作人員參與完成的技術(shù)工作量相對較小,在省時省力技術(shù)條件下,能夠?qū)y量獲取數(shù)據(jù)結(jié)果的誤差發(fā)生程度嚴(yán)格控制在±10.00J/g范圍之內(nèi)。溶解熱測量法的主要技術(shù)缺點(diǎn)[5],在于其不適合測定水泥施工材料在24 h時間段內(nèi)所釋放的水化值,因?yàn)樵谶@一時間區(qū)段之內(nèi),水泥建筑材料實(shí)際獲取的水化程度通常缺乏充分性,其內(nèi)部實(shí)際含有的自由水物質(zhì)形態(tài)數(shù)量較多,在試驗(yàn)技術(shù)環(huán)節(jié)開展過程中,水泥施工材料在被磨細(xì)之后極易在潮濕環(huán)境中結(jié)團(tuán),容易在試驗(yàn)儀器設(shè)備之上發(fā)生黏附現(xiàn)象,繼而誘導(dǎo)實(shí)際測定獲取的技術(shù)參數(shù)結(jié)果中存在較大誤差。

而與溶解熱測量法相對照,TAM AIR 測量法在實(shí)際運(yùn)用過程中,能夠完整且有效地描述和揭示水泥漿體的完整水化過程,具備獲取充分規(guī)范性和準(zhǔn)確性的測量數(shù)據(jù)結(jié)果。

結(jié)束語

水化熱參數(shù)是衡量水泥施工材料技術(shù)性能表現(xiàn)狀態(tài)的代表性參數(shù)之一,選擇適當(dāng)技術(shù)方法做好針對水泥水化熱參數(shù)的測定分析工作,對于保障建筑工程施工企業(yè)科學(xué)評價水泥施工材料的技術(shù)性能表現(xiàn)狀態(tài),合理選擇確定實(shí)際施工活動開展過程中運(yùn)用的水泥材料供應(yīng)廠家,支持和確保實(shí)際施工活動開展過程中順利獲取和實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的質(zhì)量控制效果具備重要意義。