Thermal conductivity of the curing concrete

• Autorzy: Krause P.
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przebieg zjawisk termicznych zachodzących w dojrzewającym betonie, ze względu na złożony wpływ szeregu wewnętrznych i zewnętrznych czynników, pozostaje nie do końca wyjaśnionym zagadnieniem. Wiązanie i twardnienie betonu jest procesem skoniugowanych oraz sprzężonych ze sobą zjawisk zachodzących pomiędzy aktywnymi cząstkami cementu i pozostałymi składnikami mieszanki betonowej. Ich złożoność łączy się również z określeniem zjawisk fizycznych związanych z wydzielaniem się ciepła hydratacji. Ze względu na upraszczające założenia, iż poszczególne procesy fizykochemiczne zachodzące w dojrzewającym betonie przebiegają niezależnie i nie oddziaływają na siebie, opis zjawisk cieplnych jest pewnego rodzaju przybliżeniem. Wymiana ciepła pomiędzy dojrzewającym betonem a otoczeniem, spowodowana zmienną aktywnością wewnętrznego źródła ciepła, wpływa w sposób zasadniczy na kształtowanie się jego właściwości. Odzwierciedleniem tego zjawiska jest występowanie niestacjonarnych pól temperatur w masie badanego tworzywa. W celu określenia rozkładu temperatur w dojrzewającym betonie niezbędna jest znajomość jego właściwości termofizycznych. Jednym z istotniejszych parametrów jest przewodność cieplna betonu. Literatura tematu wskazuje na znaczne rozbieżności w przyjmowaniu tej wielkości. Najczęściej pomijany jest fakt, iż w początkowym okresie dojrzewania wraz ze zmianą struktury betonu zmieniają się także jego właściwości cieplne. Przyjmowane w większości obliczeń stałe wartości współczynnika przewodzenia ciepła dojrzewającego betonu wpływają na reprezentatywność uzyskiwanych wyników. Przedstawione w artykule propozycje przyjmowania przewodności cieplnej dojrzewającego betonu oraz ich analiza umożliwią otrzymywanie dokładniejszych wyników w symulacjach numerycznych.

EN

Course of thermal interactions in the curing concrete, due to complex impact of internal and external factors, is not an entirely explained issue. Setting and hardening of concrete involved conjuncted and interlinked effects interacting between active particles of cement and other constituents of concrete mix. Their complexity is also tied with defining physical interactions related to emission of hydration heat. Due to simplifying assumptions that particular physicochemical processes in the curing concrete are independent and do not affect each other, description of thermal effects is a sort of approximation. Heat exchange between the curing concrete and environment as a result of variable activity of internal heat source considerably affects development of its properties. That is reflected by unstable temperature fields being present in the mass of tested material. Knowledge of physical properties of the curing concrete is required to define temperature distribution within it. Thermal conductivity of concrete is one of the essential parameters. Relevant literature points out to significant discrepancies in use of that quantity. The fact that in initial stage of curing thermal properties of concrete vary along with varied structure of concrete is most frequently left out. That is especially essential for defining distribution of temperature of the curing concrete using digital methods, in particular to identify gradients of temperature.

Słowa kluczowe

PL

zjawiska termiczne; beton dojrzewający; ciepło hydratacji

EN

curing concrete; thermal conductivity; heat exchange; hydration heat; FEM simulation

• Wydawca: Silesian University of Technology
• Czasopismo: Architecture Civil Engineering Environment
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 1, no. 1
• Strony: 67--74
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz.

Twórcy

autor

Krause P.

• Faculty of Civil Engineering, Silesian University of Technology, Akademicka 5, 44-100 Gliwice, Poland tel. [phone],

Bibliografia

• [1] ByforsJ.; Plain concrete at aerly ages. Swedish Cement and Concrete Institute. Stockholm 1980.
• [2] Kiernożycki W.; Betonowe konstrukcje masywne (Concrete massive structures). Polski Cement. Kraków 2003 (in Polish).
• [3] Kirchner G.; Vorschlag zum Ermitteln von Temperaturverläufen infolge Hydratationswärme. Beton-und Stahlbetonbau 89 (1994), Heft 7 (in German).
• [4] Klemm A., Klemm P.; Ice formation in Pores in Polymer Modified Concrete. The influence of admixtures on the water to ice transition in cementitious composites subjected to freezing thawing cycles, Building and Environment, Vol.32, No.3,1997.
• [5] Kook-Han Kim, Sang-Eun Jeon, Jin-Keun Kim, Sungchul Yang; An experimental study on thermal conductivity of concrete. Cement and Concrete Research 33 (2003).
• [6] Krause P.; Wpływ oporu cieplnego osłony termoizolacyjnej na warunki dojrzewania betonu w niskich temperaturach otoczenia (Impact of heat resistance of thermo-insulation casing on conditions of concrete curing in low outside temperatures). Dissertation. Gliwice 2005 (in Polish).
• [7] Neville A. M.; Właściwości betonu (Concrete properties), Wyd. 4. Polski Cement. Kraków 2000 (in Polish).
• [8] Trinhztfy H. W, Jongendijk J.; Temperature development in concrete structures taking account of state dependent properties. Proceedings of the International RILEM Conference on Concrete of Early Ages. Paris 1982.