Modelování hydratace betonu raného stáří za extrémních podmínek

Abstract

V současnosti jsou na rychlost výstavby konstrukcí kladeny stále rostoucí nároky, což vede k jejímu průběhu během celého roku včetně zimních měsíců. Proces hydratace cementové pasty je silně ovlivňován vnější teplotou prostředí a za extrémních podmínek může dojít k jejímu negativnímu ovlivnění až úplnému zastavení. Znalost co nejpřesnějšího vývinu hydratačního tepla za konkrétních podmínek může předejít poškození betonové konstrukce při betonáži za nepříznivých podmínek. Cílem této disertace je popis průběhu hydratace za nízkých teplot a vytvoření modelu hydratace, který zohledňuje vnější teplotu. Při běžném provádění teplotní numerické analýzy, například metodou konečných prvků, se vychází ze základních hydratačních křivek, které většinou popisují kumulativní teplo v závislosti na stáří, nicméně hodnoty této křivky jsou odvozeny pouze pro adiabatické nebo izotermní podmínky. Vytvořený model respektuje průběh proměnné vnější teploty a vliv vývinu hydratačního tepla. Na závěr jsou uvedena doporučení pro stavební praxi.

At the present, the speed of construction of concrete structures is subject to ever increasing demands, which leads to a course throughout the year, including the winter months. The process of hydration of cement paste is strongly influenced by ambient temperature and under extreme conditions may cause its negative influence, or even a complete interruption of hydration. The knowledge of the most accurate way of evolution of hydration heat under specific conditions may prevent damage of concrete structures during concreting under adverse conditions. The goal of this dissertation is the description of hydration at low temperatures and creating of the model of hydration which takes into account the external temperature. The normal course of thermal numerical analysis, for instance by means of finite element method, is based on the basic hydration curves, which usually describe the cumulative heat depending on the age of concrete, but the values of the curves are derived only for adiabatic or isothermal conditions. The developed model respects the progress of variable ambient temperature and the effect of the development of hydration heat. Based on the analyses, recommendations for construction practice are offered.