コンクリートの温度が重要なのか、特に極端な温度の間に
コンクリートの硬化中にコン この発熱反応は、水とセメントが反応するときに起こります。 反応中に生成される熱の量は、主にセメントの組成および繊度に関連している。
コンクリートにおける熱進化の五相
コンクリートにおける熱進化は非常に複雑で広範に研究されたトピックです。 このプロセスを単純化するために、時間の経過に伴う熱の進化は、5つの区別された相に分離することができる。 熱プロファイルは、セメントの種類に応じて変化する可能性があります。 タイプIのセメントのための典型的な水和は図式的に下の図で表されます。
: 誘導前
水がセメントに接触してから短時間で、温度が急激に上昇し、非常に迅速に(数分以内に)起こります。 この期間の間に、コンクリートの第一次反応段階はアルミン酸塩段階です(C3AおよびC4AF)。 アルミン酸塩および亜鉄酸塩段階はカルシウムおよび硫酸塩イオンとセメントの粒子の表面で沈殿するettringiteを作り出すために反応します。 この段階の間に、より少ない程度で、ケイ酸塩段階(主にC3S)はまた総容積と比較される非常に小さい一部分で反応し、カルシウムケイ酸塩水和物(C-S-H)の非常に薄い層を形作ります。
フェーズii:休眠期間
このフェーズは誘導フェーズとも呼ばれます。 この期間中、水和速度は著しく遅くなる。 伝統的に、これは、セメント粒子と水との間の拡散障壁をもたらす、セメント粒子の表面上の前述の化合物の沈殿に起因すると考えられている。 それにもかかわらず、この段階の発生の背後にある物理的および化学的理由とそれを予測する方法については重要な議論があります。 これは、新鮮なコンクリートがまだ硬化しておらず、まだ実行可能(プラスチックおよび流体)であるため、新鮮なコンクリートが輸送され、配置される期間で 休眠期間の長さは、複数の要因(セメントの種類、混合物、w/cm)に応じて変化することが示されている。 休眠期間の終わりは、典型的には初期セットによって特徴付けられる。
フェーズiiiおよびiV:
強さの増加この段階では、コンクリートが硬化して強さを増し始めます。 この段階の間に発生する熱は多数の時間持続でき、カルシウムケイ酸塩(主にC3Sおよびより少し程度C2S)の反作用によって大抵引き起こされます。 ケイ酸カルシウムの反応は、セメントペーストに強度を提供する主な反応生成物である”第二段階”ケイ酸カルシウム水和物(C-S-H)を生成する。 セメントの種類に応じて、C3Aの新たな活性から第三のより低い熱ピークを観察することも可能である。
フェーズV: 定常状態
温度は周囲温度とともに安定します。 水分補給プロセスは大幅に遅くなりますが、完全に停止することはありません。 水和は、水和するのに十分な水および遊離ケイ酸塩があれば、数ヶ月、数年、または数十年も継続することができるが、そのような期間中には強度の増加は最小である。
なぜコンクリートの温度を監視するのですか?
フェーズIIでは、コンクリートが注がれたときのコンクリートの温度を測定することができます。 温度の測定は普通コンクリートがある特定の正当な温度較差を定義するある特定の指定に従ってあることを確かめるために行われる。 典型的な指定は配置の間にコンクリートの温度が10°cから32°C.の範囲の内にあるように要求する。 配置の間にコンクリートが表わす温度は次の水和段階の間にコンクリートの温度に影響を与えます。 段階IIIおよびIVの間にコンクリートの温度を監視することは規則的に行われている品質管理の部品である。 この測定の後ろの主な理由はコンクリートがコンクリートの適切な強さの開発そして耐久性を可能にするには余りにも高いまたは余りに低い温度に達 この段階の間に具体的な温度を監視するもう一つの理由は水和の率が成熟方法(ASTM C1074)の後ろの校長である場所の強さを評価することである。
高温コンクリート
一般的に、水和中のコンクリート温度には70℃の制限が指定されています。 水和中のコンクリートの温度が高すぎると、コンクリートは初期強度が高くなりますが、結果的に後の段階で強度が低下し、耐久性が低下します。 さらに,このような温度は初期段階でのエトリンガイトの形成を妨げ,その後の段階での形成が促進され,膨張反応とその後の割れを引き起こすことが観察されている。 さらに、高温問題は表面温度はより低いがコア温度が多くの効果が非常に高い原因である場合もある多くの具体的な注ぐことの心配、特にである。 これにより表面と中心間の温度勾配を引き起こします、温度の差が余りに大きければ熱割れることを引き起こします。
寒さコンクリート
周囲温度が低すぎると、セメントの水和が大幅に遅くなるか、温度が再び上昇するまで完全に停止します。 言い換えれば、強度開発の大幅な削減または終了があります。 具体的な温度がある特定の強さ(3.5MPa)(ACI306)に達する前に凍結に達すれば、コンクリートに減らされた全面的な強さがあります。 これはまたコンクリートに氷の形成による水の拡張に抵抗する十分な強さがないので割れることを引き起こします。 適切な強度の開発を確保し、コンクリートの割れを避けるために、一般的なガイドラインでは、コンクリートの温度を特定の時間(48時間の場合は>5°C)の間、特定の温度よりも高く維持しなければならないことを示唆している(ACI306)。