Phân tích sự ảnh hưởng sự sinh nhiệt từ quá trình thủy hóa xi măng lên bê tông khối lớn bằng phương pháp phần tử hữu hạn
DOI:
https://doi.org/10.63783/dla.2025.052Từ khóa:
Bê tông khối lớn, thủy hóa xi măng, ứng suất nhiệt, phần tử hữu hạn, nứt nhiệtTóm tắt
Các kết cấu bê tông khối lớn đối mặt với nguy cơ nứt do nhiệt sinh ra từ quá trình thủy hóa xi măng. Sự chênh lệch nhiệt độ bên trong bê tông tạo ra ứng suất kéo lớn, có thể vượt quá cường độ chịu kéo của vật liệu, dẫn đến hiện tượng nứt. Nghiên cứu này phân tích ảnh hưởng của nhiệt thủy hóa lên bê tông khối lớn bằng phương pháp phần tử hữu hạn (FEM). Một mô hình số được xây dựng để mô phỏng quá trình truyền nhiệt, có tính đến sự phát sinh nhiệt từ thủy hóa, khả năng dẫn nhiệt của vật liệu và điều kiện biên. Phương trình truyền nhiệt được giải bằng quy tắc hình thang tổng quát. Sau đó, phân bố ứng suất nhiệt được đánh giá để xác định nguy cơ nứt dựa trên chỉ số nứt nhiệt. Kết quả cung cấp hiểu biết quan trọng về sự phát triển nhiệt độ và xu hướng nứt trong bê tông khối lớn dưới các điều kiện khác nhau, hỗ trợ kỹ sư trong việc tối ưu hóa thành phần bê tông, quy trình thi công và các biện pháp kiểm soát nhiệt nhằm giảm thiểu nguy cơ nứt trong các công trình quy mô lớn.
Thống kê lượt tải xuống
Tài liệu tham khảo
Shafigh, P., Asadi, I., & Mahyuddin, N. B. “Concrete as a thermal mass material for building applications-A review,” Journal of Building Engineering, vol. 19, pp. 14-25, 2018.
Cha, S. L., & Jin, S. S. “Prediction of thermal stresses in mass concrete structures with experimental and analytical results,” Construction and Building Materials, vol. 258, 120367, 2020.
Yunchuan, Z., Liang, B., Shengyuan, Y., & Guting, C. “Simulation analysis of mass concrete temperature field,” Procedia Earth and Planetary Science, vol. 5, pp. 5-12, 2012.
Liu, X., Zhang, C., Chang, X., Zhou, W., Cheng, Y., & Duan, Y. “Precise simulation analysis of the thermal field in mass concrete with a pipe water cooling system,” Applied Thermal Engineering, vol. 78, pp. 449-459, 2015.
Kim, S. G. Effect of heat generation from cement hydration on mass concrete placement, M.S. thesis, Iowa State University, Ames, Iowa, United States, 2010.
Steven, H. Design and Control of Concrete Mixtures, 14th ed. PCA, 2006.
Mehta, P. K. & Ravina, D. “Properties of fresh concrete containing large amounts of fly ash,” Cement Concrete Research, vol. 16, pp. 227–238, 1986.
American Concrete Institute, Report on Thermal and Volume Change Effects on Cracking of Mass Concrete. Farmington Hills, Michigan, United States: American Concrete Institute, 2007.
Mindess, S., Young, J. F. & Darwin, D. Concrete. Upper Saddle River, New Jersey, United States: Pearson Education, Inc., 2002.
Korea Concrete Institute, Standard Specification for Concrete. Seoul, Korea: Korea Concrete Institute, 2003.
Kim, J. Y. Heat Transfer Analysis, 4th ed. Tae Sung Software & Engineering, Inc., 2005.
