混凝土水化热计算
砼温度计算
砼浇筑块体温度计算计算参照《建筑施工手册》（缩印本第四版）。
大体积混凝土配合比：（C45 P8，国产实业混凝土有限公司搅拌站提供）1）混凝土最大水化热绝对温升a、按照公式Th =（mc+K·F）Q/（c·ρ）计算其中：Th—混凝土最大绝热温升（℃）；mc—混凝土中水泥（含膨胀剂）用量（Kg/m3），取W=330+49=379 Kg/m3；F—混凝土活性掺合料用量(kg/m3)，取F=58+97=155Kg/m3；K—掺合料折减系数，粉煤灰取0.25～0.30，此处取Ⅱ级粉煤灰取K=0.30；Q—水泥28d水化热（kJ/kg），查表10-81，PO42.5取Q=375 kJ/kg；C—混凝土的比热，取C=0.97kJ/（kg·K）R—混凝土密度，取R=2400kg/m3。
Th =（mc+K·F）Q/Cρ=(379+0.30×155) ×375/（0.97×2400） =68.5°C2）混凝土的中心计算温度参照公式10-44计算，3天温度达到最大值，即T 1（max）= T1（3）=Tj+Th·ζ（3）其中，T1—混凝土中心计算温度（℃）；Tj—混凝土浇筑温度（℃），本工程冬期施工，按照入模温度取值，即取Tj=5℃；T h —混凝土最大绝热温升（℃），取T3=68.5℃ζ—t龄期降温系数，查表10-83，ζ（3）为最大值，浇筑层厚度按1.8m 选择，ζ（3）=0.49，则中心计算温度T 1（max）= T1（3）=Tj+Th·ζ（3）=5+68.5×0.49=38.6℃通过以上计算可知：如果混凝土入模温度在5℃左右，则施工过程中测温点测得的混凝土内部最高温度应该在39℃左右。
按照上述计算结果来计算混凝土表层保温材料厚度。
3）混凝土表层保温材料厚度计算采用公式10-45计算，δ=0.5h·λx ·Kb(T2-Tq)/λ（Tmax-T2）式中：δ—保温材料的厚度（m）；h—混凝土厚度（m）；λx—保温材料导热系数（W/m·K），本工程拟采用麻袋，λx=0.09 W/m·K；Kb—传热系数修正值，查表10-85，考虑大风情况，保温材料上下各铺设一层不透风材料，Kb=1.3；T2—混凝土表面温度（表面下50~100mm处）（℃）；T q —施工期大气平均温度（℃），本工程施工期为初冬，取Tq=5℃；λ—混凝土的导热系数（W/m·K），取λ=2.33 W/m·K；T max —计算混凝土最高温度，Tmax=37.9℃。
大体积混凝土水化热方案计算单
附件1大体积混凝土水化热方案计算单一、大体积混凝土的温控计算（一）相关资料1、配合比及材料承台混凝土：C：W：S：G=267：160：786：10042、气象资料桥址区属中亚热带季风气候地区，夏季凉爽，冬无严寒，具有四季分明，无霜区长，日照充足，水源充足。
年平均气温11.8℃，极端最高气温为32.7℃，极端最低气温为-9.3℃。
3、混凝土拌和方式采用自动配料机送料，拌和站集中拌和，混凝土泵输送混凝土至模内。
（二）承台混凝土的温控计算1、混凝土最高水化热温度及3d、7d的水化热绝热温度承台混凝土：C=267Kg/m3；水化热Q=355J/Kg，混凝土比热c=0.96J/Kg℃，混凝土密度ρ=2410Kg/m3。
承台混凝土最高水化热绝热升温：Tmax=CQ/cρ=(267⨯355)/（0.96⨯2410）=40.97℃3d的绝热温升T（3）=40.97⨯（1-e-0.3*3）=24.31℃∆T（3）=24.31-0=24.31℃7d的绝热温升T（7）=40.97⨯（1-e-0.3*7）=35.95℃∆T（7）=35.95-24.31=11.64℃2、砼拌合物的温度T b =[a（tsWs+tgWg+tcWc）+btwWw+b（PstsWs+PgtgWg）-B（PsWs+PgWg）]/[a（Ws+Wg+Wc）+bWw+b（PsWs+PgWg）]Tb—砼合成后的温度℃；W c 、Ws、Wg、—水泥、砂、石的干燥质量kg；根据配合比确定；Ww—拌合加水的质量（不包括骨料的含水量）；根据配合比确定；t c 、ts、tg、tw—水泥、砂、石、水装入拌和机时的温度℃；根据实际情况，分别取tc=45℃，t s =25℃，tg=25℃，tw=15℃P s 、Pg—砂石的含水率；均取2%a—水泥及骨料的比热，kJ/kg.K，采用0.92；b、B—水泥的比热及溶解热℃，当骨料温度＞0℃，b=4.19、B=0；当骨料温度≤0℃，b=2.09、B=335；则：Tb=[0.92*(25*786+25*1004+45*267)+4.19*15*160+4.19*(0.02*786*25+0.02*1004*25) -0]/[0.92*(267+786+1004)+4.19*160+4.19*(0.02*786+0.02*1004)]=25.04℃3、砼出机温度砼出机温度即为砼拌合物的温度在搅拌中温度损失后的温度Tm =0.016*(Tb-Td)Tm—混凝土拌合物在搅拌过程中的热量损失Tb—室外气温℃，取25℃；Td—搅拌棚室内温度℃，取20℃；则：Tm=0.016*(25-20)=0.08℃故砼出机温度=砼拌合物的温度-Tm=25.04-0.08=24.96℃4、砼入模成型时温度砼出机，要经历以下过程：拌和机倒入罐车、罐车倒入输送泵，入模浇筑振捣成型，伴随着温度损失。
混凝土水化热计算公式
混凝土水化热计算公式混凝土水化热是指水泥在与水反应时释放的热量，是影响混凝土温度发展的重要因素之一、准确计算混凝土水化热可以帮助工程师了解混凝土的温度变化规律，从而做好温控措施，确保混凝土的质量和性能。
下面介绍一种常用的混凝土水化热计算公式。
Q=k*W*T其中，Q表示混凝土水化热（单位：焦耳），k表示水化热释放系数（单位：焦耳/克），W表示混凝土中水化反应所消耗的水的总重量（单位：克），T表示混凝土中水化反应的总时间（单位：秒）。
这是一种简化的计算公式，通过乘法关系将混凝土水化热与水化反应所消耗的水量和时间相关联。
公式中的水化热释放系数k是一个常数，是根据混凝土的配合比和水胶比等参数经验确定的。
混凝土中水化反应所消耗的水的总重量W是指混凝土中用于水化反应的水的总质量。
这包括混凝土配合比中的用水量以及骨料和水化反应产生的水。
对于不同的混凝土配合比和成分，W的计算方式也有所不同。
混凝土中水化反应的总时间T是指从混凝土开始搅拌到水化反应结束的总时间，通常以秒为单位。
混凝土水化热计算公式的具体应用需要根据具体的工程情况和实验数据进行调整和修正。
同时，由于混凝土的水化热释放还受到外界环境温度、混凝土体积和形状等因素的影响，所以上述计算公式只是一种近似估算方法，实际应用中还需要结合实测数据进行修正和验证。
在实际工程中，混凝土水化热的计算和控制对于保证混凝土的质量和性能至关重要。
过高的水化热可能导致混凝土内部裂缝和变形，从而影响结构的稳定性和使用寿命。
因此，在设计混凝土配合比和施工过程中，合理计算和控制混凝土水化热，采取适当的温度控制措施，是确保混凝土结构工程质量和安全的重要手段。
混凝土温控计算方法
混凝土温控计算方法（1）水泥水化热及混凝土水化热绝热温升1）水化热每千克水泥在龄期t的累积发热量计算式：Q t=Q0（1-e-mt）式中Q t——表示每1kg水泥在时间t时的累积发热量，kJ/kg；Q0——表示每1kg水泥的总发热量，kJ/kg；t——龄期，d，本标中取7天进行计算；m——水泥发热速率系数（d-1）；e——自然对数之底；根据招标文件规定，水化热7d内不得超过293kj/kg，故本章取典型值293kj/kg进行计算。
2）水化热绝热温升水泥水化热使混凝土温度升高，在绝热状态下的温度升高称为水泥水化热绝热温升，其最终绝热温升计算式为：Tc=（Q0*ω）/（ρ*C）式中：Q0——表示每1kg水泥的总发热量，kJ/kg；ω——每1m3混凝土的水泥用量，kg/m3；C——混凝土的比热，kJ/kg·K；C值取0.8374；ρ——混凝土表观密度，kg/m3，ρ值取2400。
（2）混凝土出机口温度根据热平衡原理，出机口温度按式18-3-1式进行计算，q为骨料在搅拌罐中搅拌产生的搅拌热，统一取1500KJ。
ww c c g g s s jw g g s s w w c c c g g w g s s s w s W C W C W C W C T T W q W q W C T W C W T q C C T W q C C T ++++--+++++=)()()(0---（式18-3-1）以上式中ci 为混凝土各成分的比热，Wi 为混凝土各成分的重量，Ti 为混凝土各成分的温度。
用于温控计算的出机口温度参考值如表18-10、表18-11所示。
表18-10 常态混凝土出机口温度参考值表（单位：℃）表18-11 碾压混凝土出机口温度参考值表（单位：℃）根据我公司多年施工经验，在各种原材料中，对混凝土出机口温度影响最大的是粗骨料温度，砂和水的温度次之，水泥的温度影响较小。
所以降低混凝土出机口温度最有效的方法是降低粗骨料的温度，粗骨料温度下降1℃，出机口混凝土的温度约可降低0.6℃。
水泥混凝土释放的温度
水泥混凝土释放的温度
水泥混凝土在凝结过程中，由于水泥的水化作用，会释放出热量，这个叫做水泥的水化热。
这个过程中，每克水泥可以放出大约500J的热量。
以水泥用量在350kg/m³到550kg/m³之间来计算，每立方米混凝土将释放出17500KJ到27500KJ的热量，这可以使混凝土内部的温度升高到60℃甚至更高。
尤其在浇筑后的7天左右，水化热释放较为集中。
对于大体积混凝土来说，这种现象更加严重。
因为大体积混凝土内部和表面的散热条件不同，所以中心温度会很高，可能会形成温度梯度。
这会导致混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。
当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时，混凝土表面就会产生裂缝。
此外，混凝土的收缩和外界气温湿度的变化也可能影响混凝土内部温度。
例如，如果混凝土在不受外力的情况下发生自发变形，而这种变形受到外部约束（如支撑条件、钢筋等），就会在混凝土中产生拉应力，可能导致混凝土开裂。
同样，大体积混凝土内部的温度是由浇筑温度、水泥水化热的绝热温度和结构的散热温度等各种温度叠加之和组成，因此，外界气温湿度的变化也可能影响混凝土内部温度。
水化热计算
××LNG承台混凝土热工计算(承台数据参考自粤东LNG)承台混凝土配合比表1原材料配料方式水水泥P·O42.5R细骨料粗骨料外加剂I外加剂II掺合料粉煤灰掺合料矿粉材料用量(kg/m3)150 245 713 1027 4.85 / 95 145配料比（质量比）0.61 1.00 2.91 4.19 2.0% / 0.39 0.591．最大绝热温升T t＝W·Q/c·ρ（1－e-mt）式中T t——混凝土最大绝热温升（℃）；W——混凝土中胶凝材料用量（kg/m3）；Q——胶凝材料水化热总量（kJ/kg）；c——混凝土比热，一般为0.92～1.0［kJ/（kg·K）］；ρ——混凝土密度，2400～2500（kg/m3）；e——为常数，取2.718；t——混凝土的龄期（d）；m——系数、随浇筑温度改变。
查下表。
系数m 表2浇筑温度（℃） 5 10 15 20 25 30 m（l/d）0.295 0.318 0.340 0.362 0.384 0.406其中，胶凝材料水化热总量Q在无试验数据时，可考虑根据下述公式进行计算：Q = k·Q0Q——胶凝材料水化热总量（kJ/kg）；Q0——水泥水化热总量（kJ/kg），取375 kJ/kg；k——不同产量掺合料水化热调整系数，见下表。
不同掺量掺合料水化热调整系数表3掺量* 0 10% 20% 30% 40% 粉煤灰（k1） 1 0.96 0.95 0.93 0.82 矿渣粉（k2） 1 1 0.93 0.92 0.84*表中掺量为掺合料占总胶凝材料用量的百分比。
当现场采用粉煤灰与矿粉双掺时，k值按照下式计算：k = k1 + k2– 1k1——粉煤灰掺量对应系数；k2——矿粉掺量对应系数。
最大绝热温升计算结果如下表t(d) 3 7 9 14 18 21 28 T t(℃) 48.4 64.7 66.9 68.4 68.6 68.7 68.72．混凝土中心计算温度T1（t）＝T j＋T t·ξ（t）式中T1（t）——t龄期混凝土中心计算温度（℃）；T j——混凝土浇筑温度（℃），取35℃；ξ（t）——t龄期降温系数、查下表。
混凝土水化热计算
℃
H=h+2h’= 2.62
h’=k*λ/β＝ 0.31
△T= Tmax-Tq= 28.3
℃
Tbmax--混凝土表面最高温度（℃）
Tq--大气的平均温度 18
H－一混凝土的计算厚度 2.62
h’--混凝土的虚厚度 0.31
h--混凝土的实际厚度 2
ΔT－－混凝土中心温度与外界气温之差的最大值 28.3
λ--混凝土的导热系数，此处可取 2.33
K--计算折减系数，根据试验资料可取 0.666
β--混凝土模板及保温层的传热系数（W/m*m•K），取 5
混凝土内表温度差：△Tc= Tmax-Tbmax= 20.0
<25℃
混凝土表面温度和大气的
温差：
△Td= Tbmax-Tq= 8.3
<25℃
所以，混凝土表面可以满足防裂要求
Th =mc*Q/(c*p)+mf/50 = 不同龄期混凝土的绝热温 升可按下式计算：
39.1
Tt=Th(1-e-mt) 式中：Tt：t龄期时混凝 土的绝热温升（℃）
Tn：混凝土最终绝热温升 （℃）
M:随水泥品种及浇筑温度而异，取m＝ 0.318
T：龄期
mf：掺和料用量，mf= 167
Q：单位水泥水化热，Q=
Tmax:混凝土内部最高温 度（℃）
Tj：混凝土浇筑温度，根 据天气条件下底板混凝土 施工实测平均结果，假定 为15℃
Tt：t龄期时的绝热温升
δ：降温系数，取0.36 按照混凝土最终绝热温升 39.0℃代入 Tmax=15+39*0.36=29.0 ℃
混凝土拌和温度计算表
材料名称
重量m(Kg)
比热c(KJ/Kg.℃)
大体积混凝土计算书
1 混凝土泵输出量和搅拌车数量计算1 泵车数量计算N=q nq max·η=120140∗0.6=2式中：q n-混凝土浇筑数量，取q n=120m3/h；q max-混凝土输送泵车最大排量，取q max=140m3/h；η-泵车作业效率，取η=0.6。
2 每台泵车需配备的混凝土搅拌车数量计算N=Q1V(LS+T t)=75.620(7.630+2060)=3式中：Q1-混凝土泵的实际输出量Q1=Q max·α·η=140*0.9*0.6=75.6m3/h；V-每台混凝土搅拌车容量，取V=20m3；S-混凝土搅拌车平均行车速度，取30km/h；L-搅拌桩到施工现场往返距离，取7.6km；T t-每台混凝土搅拌车总计停歇时间，取20min。
2 混凝土温升计算1 水泥水化热计算水泥水化热可按下式计算：Q0=4（3.1）7/Q7−3/Q3-在龄期3d 时的累积水化热(kJ/kg)；式中：Q3-在龄期7d 时的累积水化热(kJ/kg)；Q7Q-水泥水化热总量(kJ/kg)。
不同龄期水泥水化热见表3.1-1。
表3.1-1 水泥在不同期限内的发热量计算得Q=392.37kJ/kg。
2 胶凝材料水化热计算胶凝材料水化热可按下式计算：Q=(k1+k2−1)Q0（3.2）式中：Q-胶凝材料水化热总量(kJ/kg)；k1-粉煤灰掺量对应的水化热调整系数，取值见表3.1-2。
k2-矿渣粉掺量对应的水化热调整系数，取值见表3.1-2。
表3.1-2 不同掺量掺合料水化热调整系数注：表中掺量为掺合料占总胶凝材料用散的百分比。
本项目承台C40混凝土粉煤灰掺量为14.9%，不掺矿渣。
故Q=0.955*Q=374.71kJ/kg。
3 混凝土绝热升温值计算混凝土绝热温升值可按下式计算：T(t)=WQCρ(1−e−mt)（3.3）式中： T(t)-混凝土龄期为t 时的绝热温升(℃)；W-每立方米混凝土的胶凝材料用量(kg/m3)；C-混凝土的比热容，可取0.92～1.00[kJ/(kg·℃)]，取0.96kJ/(kg·℃)；ρ-混凝土的质量密度，根据配合比取2417.4kg/m3；t-混凝土龄期(d)，取3d、6d、9d、12d、15d、18d、21d；m-与水泥品种、用量和入模温度等有关的单方胶凝材料对应系数。
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℃
℃ W／m• K
375
kg kj/kg
mc：单位水泥用量mc= 218 c：混凝土的比热，c= 0.97
kg kj/(kg*k)
p:混凝土的密度，p= 2359
kg/m3
T3=39.0*0.615=24.0℃
T431.0℃
T7=39*0.892=34.8℃
Tmax=Tj+Tt*δ
λ--混凝土的导热系数，此处可取 2.33
K--计算折减系数，根据试验资料可取 0.666
β--混凝土模板及保温层的传热系数（W/m*m•K），取 5
混凝土内表温度差：△Tc= Tmax-Tbmax= 20.0
<25℃
混凝土表面温度和大气的
温差：
△Td= Tbmax-Tq= 8.3
<25℃
所以，混凝土表面可以满足防裂要求
热当量 W*c(KJ/℃)
温度Ti(℃)
热量 Ti*W*c(KJ)
水泥
218
砂子
756
碎石
1045
粉煤灰
90
矿粉
77
拌和水
162
混凝土拌和温度为:
Tj=∑Ti*W*c/∑W*c=
20.1
℃
混凝土中心最高温度：
Tmax=Tj+Th*ξ= 46.3
℃
ξ散热系数取 0.36
混凝土最高绝热温升Th= mc*Q/(c*p)+mf/50
Tmax:混凝土内部最高温 度（℃）
Tj：混凝土浇筑温度，根 据天气条件下底板混凝土 施工实测平均结果，假定 为15℃
Tt：t龄期时的绝热温升
δ：降温系数，取0.36 按照混凝土最终绝热温升 39.0℃代入 Tmax=15+39*0.36=29.0 ℃
混凝土拌和温度计算表
材料名称
重量m(Kg)
比热c(KJ/Kg.℃)
Th =mc*Q/(c*p)+mf/50 = 不同龄期混凝土的绝热温 升可按下式计算：
39.1
Tt=Th(1-e-mt) 式中：Tt：t龄期时混凝 土的绝热温升（℃）
Tn：混凝土最终绝热温升 （℃）
M:随水泥品种及浇筑温度而异，取m＝ 0.318
T：龄期
mf：掺和料用量，mf= 167
Q：单位水泥水化热，Q=
℃
H=h+2h’= 2.62
h’=k*λ/β＝ 0.31
△T= Tmax-Tq= 28.3
℃
Tbmax--混凝土表面最高温度（℃）
Tq--大气的平均温度 18
H－一混凝土的计算厚度 2.62
h’--混凝土的虚厚度 0.31
h--混凝土的实际厚度 2
ΔT－－混凝土中心温度与外界气温之差的最大值 28.3
0.973 0.84 0.758 0.754 0.77 4.187
212.1 635.0 792.1 67.9 59.3 678.3
35
7424.0
18
11430.7
18
14258.0
30
2035.8
30
1778.7
18
12209.3
混凝土内外温差
混凝土表面温度（未考虑覆
盖）：
Tbmax=Tq+4h’（H-h’）+△T/2H= 26.3