Large structures of massive concrete are an engineering problem due to cracking created by thermal stresses. Nowadays, many constructions use large amount of concrete, like dams, tall buildings and infrastructure solutions. In big concrete structures, the temperature gradient is mainly caused by cement hydration heat. Concrete properties also directly affect the temperature gradient. To prevent cracking in concrete structures, some technical approaches can be done, such as choosing cooler raw materials or precooling (ice) or pipe cooling, or applying superficial thermal insulation. Cracks will reduce the safety, integrity and durability of the structure. Besides, repairing a crack is very difficult. This paper focus on identifying which properties influence the concrete temperature and on how raw materials affect the thermal characteristics. Experimental tests have been done to analyze how the precooling technique and cement type reduce the temperature’s gradient. The numerical simulation contributed to the understanding of the temperature behavior in several points in the specimen. There was a reasonable agreement between the experimental results and those obtained by numerical simulation. The use of cement with low hydration heat, the concrete in lower height layers and the use of ice were the main properties evaluated, and they all caused a reduction in temperature. However, the biggest difference was noticed in lower height layers of concrete. The use of concrete in several layers was the best option for decreasing temperature

چکیده

سازه های بتنیِ ساخته شده از بتن وزنی (غیرمسلح) به دلیل ترک خوردگی ناشی از تنش های حرارتی، به یک چالشی مهندسی بدل شده است. امروزه، در بسیاری از سازه ها از مقدار زیادی بتن استفاده می شود، مثلاً سد، ساختمان های بلند، و زیرساخت ها. در سازه های بتنی بزرگ، گرادیان دما (افت دما) عمدتاً ناشی از گرمای هیدراته شدن سیمان می باشد. خصوصیات بتنی نیز تاثیر مستقیمی برروی گرادیان دما دارد. برای جلوگیری از ترک خوردگی (تجزیه) در سازه های بتنی، می توان از چندین روش فنی بهره برد نظیر انتخاب مواد خام خنک کننده یا پیش خنک سازی (استفاده از یخ) یا خنک سازی با لوله، با استفاده از ایزولاسیون گرمایی سطحی. ترک خوردگی ایمنی، یکپارچگی و دوامِ سازه را کاهش می دهد. علاوه براین، مرمتِ این ترک خوردگی ها بسیار دشوار می باشد. این مقاله برروی شناخت این موضوع تمرکز دارد که کدام خصوصیات برروی دمای بتن تاثیرگذار است و اینکه مواد خام چه تاثیری برروی خصوصیات حرارتی دارند. یک سری آزمایش های تجربی جهت آنالیزِ نحوه کاهش گرادیان دما توسط تکنیک پیش خنک سازی صورت گرفته است. شبیه سازی های عددی در درکِ رفتار دما در برخی نقاط نمونه به ما کمک کرده است. میان نتایج آزمایش و نتایج بدست آمده از شبیه سازی های عددی، مطابقتی منطقی وجود داشته است. استفاده از سیمان با گرمای هیدراته پایین، استفاده از بتن در لایه های کم ارتفاع تر، و استفاده از یخ نیز موارد عمده ای است که مورد ارزیابی قرار گرفته و همه آنها موجب کاهش دما شده اند. هرچند، در لایه های کم ارتفاع تر بتن شاهد بیشترین تفاوت بوده ایم. استفاده از بتن در چندین لایه، بهترین گزینه برای کاهش دما بوده است.

1-مقدمه

بتن وزنی بطور عمده در سازه های بزرگ مورد استفاده قرار می گیرد. ازینرو، در امر ساخت و ساز ضروری است که بدون ترک خوردگی انجام گیرد. هیدراته شدن گرمای سیمان و تغییر دمای محیط پیرامونی، مهمترین عللِ ترک خوردگی می باشند. اما شیارها یا شکاف ها می تواند از انقباض خشک نیز نشأت گیرد. بدلیل این گرادیان دما، تنشی های کششی بزرگ در داخل سازه بتن، ظاهر می شوند که منجر به شکاف یا درز می گردد...