低温及超低温混凝土热学参数研究.pdf
《低温及超低温混凝土热学参数研究.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《低温及超低温混凝土热学参数研究.pdf(3页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、范燕平 等: 低 温及超低温混凝土热学参数研究 9 D OI : 1 0 1 3 9 0 5 j c n k i a w j z 2 0 1 5 1 2 0 0 4 低温及超低温混凝土热学参数研究 范燕平 , 盛余飞 , 李金玲 , 程旭东 ( 中国石油大学 ( 华东) 储运与建筑工程学院 。 山东青岛2 6 6 5 8 0 ) 【 摘要】 采用 自主研制的超低温试验装置对不同低温情况下的立方体混凝土试块进行试验, 测定试块中 心点温度变化情况。根据已有研究成果 , 推测出低温及超低温情况下混凝土的导热系数、 比热容。模拟混凝土试 块低温及超低温情况下的温度场分布。不断调整导热系数和 比容值,
2、 最终得到与实测数据吻合度较高的模拟降 温曲线 , 则该组数据即可认为是混凝土的实际热学参数。结果表明, 导热系数随温度的降低而增大, 比热容随温 度降低而减小 , 两者与温度变化呈近似线性关系。 【 关键词】 混凝土; 低温及超低温; 导热系数 ; 比热容; 温度场 【 中图分类号】 T U 5 2 8 0 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 1 6 8 6 4 ( 2 0 1 5 ) 1 2 0 0 0 9 0 3 当 L N G内罐泄漏时, 罐体会遭遇 一1 6 0 o C极冷环 境 , 巨大 的温度差形成 的温度应 力将超 过混凝 土抗 拉 强度, 罐体一旦出现贯通裂缝
3、, 天然气发生逸 出, 将造 成严重的后果。研究混凝土低温及超低温下的导 热性 能是 探索 其 温度应 力 及力 学 性能 的基 础 。对 具 有一定尺寸的混凝土试块进行热传导性能研究, 则可 不考虑混凝土的不均匀性质, 降低参数测量 的离散 型, 同时, 考虑实际工程中混凝土结构体型巨大, 可近 似将整个结构视为均匀材质。故文中通过研究一定 尺寸 的 昆 凝 土试块 , 测定 试块 中心 点温 度 , 模 拟试 块 温度 场 分布 , 并 建立 形式 简单 、 适合 于工 程应 用 的物 理模 型 , 为早 日制 定 国 内混 凝 土低 温规 范 , 优化 L N G 储罐 自主设计技术,
4、扩大经济效益等提供参考价值。 1 混凝土导热机理 由于材料性质具有离 散性 , 混凝 土在 低温及 超低 温情况下的导热过程是一个复杂的物理反应。根据 F o u r i e r 热传导理论 , 混凝土内部的温度场是时间和空 间 函数 。文中研 究的是水 泥水化 反应完 全 、 养护 完成 并且性质稳定之后 的混 凝土试块 , 在绝热 条件下 自身 不再产生水化热等热量 , 则三维不稳定温度场的热传 导微分方程为 : : ( + + 譬) ( 1 ) a 、 0 2x 0 2y a z 式 中 , 为温 度 , ; r为 时 间 , d ; ( , Y , ) 为 直角 坐标 , i n ;
5、A、 c、 P 分别是混凝 土的导 热系数 、 比热容及 质量密度 , k J m h 、 k J k g c 【= 、 k g m 。 2低温及超低温试验 ( 1 ) 试 验设备。试 验 目标 温度最 低达 到 一 1 6 0 C, 普通降温设备难 以实现, 采用 自主研发的超低 基金项 目 山东省 自然科学基金( Z R 2 0 1 2 E E L 2 3 ) ; 中央高校基本科研业务费专项资金资助( 1 5 C X O 5 0 0 4 A) o 00 0o 00 O0 oo O0 0 0 oo 00 00 0O o0 00 00 0 0 00 OO 0o 0O 0o 0O 0 0 o0
6、00 00 00 00 00 0 0 00 00 00 00 o 0 00 00 O0 00 o 0 O0 0o 0o O0 o o 00 0 9 0 d和 1 8 0 d 龄期时, 流态粉煤灰的抗压强度分布提高 了 2 0 7 、 2 0 6 、 1 8 0和 1 3 9 倍 。 ( 2 ) 流态粉煤灰 的抗压强度 随着龄期 的增 大而 增加, 而养护温度越高, 早期强度提高的速度越快。 相对 于 7 d龄期 时 的抗 压强 度 值 , 养护 温 度 为 1 0 、 1 5 、 2 0 、 2 5 、 3 0 时, 2 8 d 龄期抗压强度分别提高 了 2 0 3 、 2 0 8 、 2 1
7、 2 、 2 1 1和 2 0 2倍 。 ( 3 ) 试验范围内的养护湿度对于流态粉煤灰的 7 d龄期抗 压强 度 值 影 响很 小 , 而 当龄 期 达 到 2 8 d之 后 , 流态粉煤灰的抗压强度随养护湿度提高而有所提 高, 但是提高值较小。养护湿度从 6 5 提高值 8 0 , 流态粉煤灰的9 0 d 龄期抗压强度只提高了4 5 。 参考文献 1 刘建忠 , 缪 昌文 , 刘加平 , 毛永琳 , 费治华 养 护制 度对混凝土 变形性能影响的试验研究 J 混凝土 , 2 0 0 6 , ( 1 2) : 2 52 7 2 J T G E 5 1 2 0 0 9 , 公路工程无机结合料稳定
8、材料试验规程 s 3 G B T 5 0 0 8 1 2 0 0 2 , 普通混凝土力学性能试验方法标 准 s 4 张涛 , 兰英静 王楠 不同养 护方式 的混凝 土强度发展规律探 讨 J 铁道建 筑, 2 0 1 3 , ( 9 ) : 1 3 11 3 3 5 谢子令 , 李 显 养护温度及 时间对粉煤灰基 地质聚合物混凝 土强度发展的影响 J 混凝土 , 2 0 1 4, ( 6 ) : 5 5 5 8 6 J T J 0 3 4 2 0 0 0 , 公路路面基层施工技术规范 s 7 J T G F 1 0 2 0 0 6 , 公路路基施工技术规范 s 收稿日期 2 0 1 5 0 9
9、2 4 作者简介 李洪亮( 1 9 7 8一) , 男, 辽宁铁岭人, 高级工程师, 从事道路工程的设计与科 研工作 。 1 0 低温建筑技术 2 0 1 5年第 l 2期 ( 总第 2 1 0期 ) 温箱完成试验, 箱体使用 3 0 4不锈钢制作 , 保温材料为 聚氨酯 , 具有 良好的保温效果。装置 自带液氮控制 阀, 通过控制液氮蒸发量 自动控制箱内温度。自带铂 金温度传感器 , 可实时测定并显示内部环境温度。降 温试 验全程在超低温箱 中进行 。 制作试块时在 中心处预埋铜 一康铜热电偶以测 量中心点温度 , 使用前将 自制热电偶进行标定 和校 验, 满足试验要求。温度采集装置使用吉时
10、利 2 7 0 0数 字采集 器 , 测量精 度可达 0 0 0 0 1 o C。连接 电脑 后可 自 动采集并记录测量数 据。 ( 2 ) 试件制作。本试验以青岛某公司的商品混 凝土为原料, 强度为 C 5 0 , 平均含水率为 3 3 , 配合 比 如表 1 。在混凝 土试件 中心 点预埋 热 电偶 , 用 以测定 该点温度 。试 件在 标准 养护 箱 内养 护 2 8 d后进 行试 验 , 制作符合规范要求 。 表 1 商品混凝 土配合 比 ( 3 ) 试验方案。试验将混凝土试块置于超低温 箱中, 六面传热 , 测定混凝土在低温及超低温下中心 点处的温度随时间变化情况, 与数值模拟结果对
11、 比, 文 中提及 的试验 温度 指环境 温度 , 设置 一5 、 一2 0 、 一 3 0 、 一 6 0 、 一1 0 0 、 一1 2 0 、 一 1 6 0 共 7个试验温度 , 待混 凝 土试块 中心温度趋近 目标温度时停止试 验。 3 热学参数推测 一 般认为温度低于 一5 0 c I 二 为超低温环境 , 在对 低温及超低 温情 况下 的混 凝土 的温 度场 进行 数值 计 算 时 , 需要 的热学参数主要包括导热系数 、 比热容 、 热 对 流系数 等 , 这 些参 数与原 材料 、 昆 凝 土质量配 合 比 等有关 。 ( 1 ) 导热系数和比热容。B r o w n e 测
12、定混凝土 导热系数随温度 的降低而变 大。当温度降低 至 一 1 6 5 C 时, 饱和混凝土的导热系数提高 6 0 ; 当温度高 于冰点时 , 温度愈 低 , 导热 系数愈小 。H i d e o K a s a m i 。 等人赞同这一结论 , 并解释这一现象是由于混凝土中 液态水结冰所致。多数专家认为, 混凝土导热系数受 多个条件影响, 其中, 含水率起主要作用 , 并通过试验 得到不同含水率下混凝土导热系数的变化 , 如图 1 所示 , 此外 , 比热容同导热 系数 一样 , 受 温度 的影 响 比 较明显, 并存在大致相同的变化趋势 。 国内对混凝土热工参数的研究多以高温环境为 主
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 低温 超低温 混凝土 热学 参数 研究
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【super****30541】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【super****30541】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。