English
Język Polski
Measurement and modelling of the temperature distribution caused by the heat of cement hydration
DOI:
https://doi.org/10.24425/ace.2024.150980Abstract
This paper describes the author’s method for the direct and continuous measurement of the temperature distribution during the initial period of hardening concrete, together with the results of tests obtained with its use. The first successful test using this method was conducted by the author in May 2001 [7]. In the following years, the author successfully used this method in the study of other structural elements [8] and [9]. He independently developed and made the necessary elements to measure the temperature in hardening concrete. The tested element is a reinforced concrete column with a diameter of 2.0 m and a height of 8.0 m, which is an intermediate support for the flyover under construction along the Wrocław city ring road. The structure consists of two independent continuous 15-span structures made of pre-stressed concrete (Fig. 1). The article additionally presents numerical model of the previously tested reinforced concrete pillar and the calculation results obtained. The numerical calculations were carried out using the Abaqus FEA software [1]. In conclusions, the author summarises the important elements of the on-site test and makes recommendations for further use of this method to predict the temperature distribution in other elements of the structure, provided that they are made of exactly the same concrete mixture.References
[1] Abaqus FEA Software, “Abaqus analysis user’s manual”, Version 2016, Dassault Systemes. [Online]. Available: http://130.149.89.49:2080/v2016/index.html. [Accessed: 01. Aug. 2023].
[2] P.B. Bamforth, Early-age thermal crack control in concrete. London, UK: CIRIA, 2007.
[3] A. Długosz, I. Pokorska, R. Jaskulski, et al., “Evolutionary identification method for determining thermophysical parameters of hardening concrete”, Archives of Civil and Mechanical Engineering, vol. 21, art. no. 35, 2021, doi: 10.1007/s43452-020-00154-7.
[4] K. Flaga, “Wpływ naprężzeń własnych na destrukcję naprężeniową i parametry wytrzymałościowe betonu”, Inżynieria i Budownictwo, no. 6, pp. 315-322, 1995.
[5] K. Flaga, “Wpływ ciepła hydratacji cementu na możliwość zarysowania konstrukcji żelbetowych o rozwiniętym przekroju poprzecznym”, Inżynieria i Budownictwo, no. 5, pp. 243-245, 1998.
[6] K. Flaga, “Skurcz betonu a trwałość mostów betonowych”, Inżynieria i Budownictwo, vol. 7-8, 1988.
[7] A. Helowicz, “Rozkład temperatury twardnienia betonu w masywnych elementach obiektu mostowego”, Inżynieria i Budownictwo, vol. 3-4, pp. 204-207, 2002.
[8] A. Helowicz and J. Biliszczuk, “Pomiar temperatury wiązania betonu B35 w ławie fundamentowej Mostu Milenijnego we Wrocławiu”, Raporty Instytutu Inżynierii Lądowej Politechniki Wrocławskiej, Seria SPR, vol. 56, 2003.
[9] A. Helowicz, “Analiza pól temperatury wywołanych ciepłem hydratacji w masywach betonowych”, PhD thesis, Wrocław University of Technology, 2003.
[10] G. Knor, R. Jaskulski, M.A. Glinicki, et al., “Numerical identification of the thermal properties of early age concrete using inverse heat transfer problem”, Heat and Mass Transfer, vol. 55, pp. 1215-1227, 2019, doi: 10.1007/s00231-018-2504-2.
[11] W. Kiernożycki, Betonowe konstrukcje masywne. Teoria wymiarowanie realizacje. Kraków, Poland: Polski Cement Sp. z o. o., 2003.
[12] W. Kiernożycki, “Niektóre problemy techniczne wykonawstwa betonowych budowli masywnych”, Inżynieria i Budownictwo, no. 3, 1995.
[13] W. Kiernożycki, J. Ślusarek, and P. Freidenberg, “Temperatury twardnienia betonu wysokowartościowego”, Inżynieria i Budownictwo, no. 5, 1997.
[14] M. Kucnerowicz-Jakubowska, “Zagadnienia technologii betonu na budowie pochylni Wulkan Nowy Stoczni Szczecińskiej”, Inżynieria i Budownictwo, no. 5, pp. 278-282, 2001.
[15] A.M. Neville, Właściwości betonu. Kraków, Poland: Polski Cement Sp. z o. o., 2000.
[16] L. Ning and L. Guang-Ting, “Time-dependent reliability assessment for mass concrete structures”, Structural Safety, vol. 21, pp. 23-43, 1999.
[17] ISO 6946 Building components and building elements – Thermal resistance and thermal transmittance – Calculation methods, 2017.
[18] PN-EN 1992-1-1 Projektowanie konstrukcji z betonu. Część 1-1: Reguły ogólne i reguły dla betonów. PKN, 2008.
[19] Warta, cement plant. [Online]. Available: https://www.wartasa.com.pl. [Accessed: 01. Aug. 2023].
[20] P. Witakowski, Termodynamiczna teoria dojrzewania. Zastosowanie do konstrukcji masywnych z betonu. Kraków, Poland: Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Krakowskiej, 1998.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
