大体积承台混凝土水化热分析及温控措施
承台大体积混凝土水化热分析及温度监测
承台大体积混凝土水化热分析及温度监测摘要：利用Midas有限元分析软件对承台混凝土水化热特性进行分析，分析了有无冷水管时承台内部温度场的分布规律，并对承台施工进行了监测，结合某桥梁承台实际情况，阐述了施工过程中温度监控的必要性，结果表明，布置冷水管可以有效减低承台内部温度，对减少承台内部温度、控制混凝土温度裂缝具有指导借鉴意义。
关键词：水化热；承台；温度监测；冷水管；有限元分析引言随着桥梁技术的迅速发展，桥梁跨度的增加，桥梁承台结构多为大体积混凝土结构。
对于大体积混凝土结构，水化放热较高，浇筑时水化热作用会导致混凝土内部温度急剧上升，外部温度却很低，在外、内部约束作用下会产生过的温度应力，造成裂缝的产生。
故大体积混凝土一般需要采取控温措施将浇筑温度控制在合理的范围内。
1有限元模型建立采用结构分析软件MIDAS建立了某桥梁承台的水化热分析有限元模型。
通过有限元模型来模拟承台结构整个浇筑及养护过程。
该承台结构尺寸为30.6m×24m×5m+22.4×15.3m×4.5m。
由于结构尺寸对称，可采用1/2或者1/4结构进行计算，为增加计算效率，计算采用1/4结构进行计算。
本工程施工时大气温度为15℃，浇筑温度为15℃。
混凝土浇筑时考虑浇筑10h、20h、……930h等施工子工况。
模型分两次浇筑进行分析，先浇筑5m高度主承台，再浇筑4.5m高度加承台，施工间隔期为10d。
建立三维实体单元模型，其中节点66941个，单元为58347个。
2 有无冷管工况分析2.1 无管冷工况承台水化热分析承台未放置冷水管时，通过有限元软件计算得到第一层承台内部中心点温度变化曲线，如图1所示。
图4 第2层温度传感器实测温度曲线图。
大桥承台大体积混凝土施工温度控制措施
大桥承台大体积混凝土施工温度控制措施摘要：大桥承台混凝土属于大体积混凝结构，在施工过程中容易出现裂缝。
为有效避免混凝土裂缝的产生，本文结合工程实例，通过对混凝土浇筑原材料、冷却管安装和混凝土养护等环节的分析，提出合理有效的温度控制措施。
供业界人士参考与借鉴。
关键词：大桥承台；大体积混凝土；裂缝；冷却管；温度控制措施随着我国社会经济建设步伐的不断加快，桥梁施工技术得到进一步的发展，大体积承台混凝土被广泛用于桥梁结构中。
但大体积混凝土结构在水泥水化过程中，由于受到内部和外部的约束而产生较大的温度应力，容易引起混凝土开裂。
裂缝对机构的承载力、防水性能和耐久性等都会产生极大的影响，给施工带来众多不便，难以保证施工质量。
因此，主动寻找合理有效的混凝土裂缝温度控制措施，避免混凝土裂缝的产生，才能够确保大桥的整体质量。
1 工程概况某大桥桥墩承台总共八个，都属于大体积混凝土，强度为C30，大桥承台尺寸为别为10m×10m×3m，大体积混凝土方量约为300m3。
为了低大桥承台大体积混凝土内部水化热温度，降调节承台大体积混凝土内表温差，在承台体内设置冷却管通水可有效降低大体积混凝土温度。
2 承台混凝土温度控制措施承台混凝土在水泥水化过程中会产生大量的热量，致使混凝土结构内部温度不断升高，热量集聚在承台混凝土内部不易散发出去，在混凝土表面产生压应力，在混凝土后期的降温中，由于受到基础的约束，又会在混凝土内部出现拉应力，当拉应力超过混凝土的抗裂能力时，即会出现温度裂缝。
根据要求，承台混凝土的中心温度与表面温度之间的差值，以及混凝土表面温度与室外空气中最低温度之间的差距均应小于20℃。
结合本工程特点，承台混凝土施工主要采用“双掺”技术和预埋冷却管通水冷却的温控措施，以保证承台混凝土结构的施工质量。
2.1 严格控制原材料质量，优化混凝土配合比设计为了保证承台混凝土施工质量，在施工前，工地试验室首先对水泥原材料进行比较，选择采用水化热较低的矿碴硅酸盐水泥(P.O42.5级)，以降低混凝土在凝结过程中产生的水化热，水泥用量为330kg/m3，为改善骨料级配，在保证混凝土强度的前提下，选择Ⅱ级粉煤灰进行掺配，用以代替水泥用量，掺配量为56kg/m3；同时减小单位用水量，以防混凝土凝固后产生收缩裂缝，混凝土坍落度控制在100～120mm之间，完全可以满足混凝土罐车运输，溜槽入仓和汽车吊配合浇筑的要求。
承台大体积混凝土温控
承台大体积混凝土温控在现代建筑工程中，承台作为承受上部结构荷载并将其传递给地基的重要构件，其施工质量至关重要。
而在承台施工中，大体积混凝土的应用较为常见。
由于大体积混凝土体积大、水泥水化热释放集中，容易导致混凝土内部温度升高，从而产生温度裂缝，影响结构的安全性和耐久性。
因此，做好承台大体积混凝土的温控工作是保证工程质量的关键。
一、大体积混凝土温度裂缝产生的原因大体积混凝土在浇筑后，水泥水化反应会释放出大量的热量，使得混凝土内部温度迅速升高。
由于混凝土的导热性能较差，热量在内部积聚，而表面散热较快，从而形成较大的内外温差。
当温差超过一定限度时，混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。
而混凝土在早期抗拉强度较低，当拉应力超过混凝土的抗拉强度时，就会产生温度裂缝。
此外，混凝土的收缩也是导致温度裂缝的一个重要原因。
混凝土在硬化过程中，会发生体积收缩。
如果收缩受到约束，也会产生拉应力，从而引发裂缝。
二、承台大体积混凝土温控的重要性温度裂缝的出现会严重影响承台的承载能力和耐久性。
裂缝会降低混凝土的抗渗性能，使得水分和有害物质容易侵入，从而导致钢筋锈蚀、混凝土劣化等问题。
这不仅会缩短承台的使用寿命，还可能影响整个结构的安全。
因此，通过有效的温控措施，控制混凝土内部的温度变化，降低内外温差，减少温度裂缝的产生，对于保证承台的质量和结构的安全具有重要意义。
三、承台大体积混凝土温控的措施1、原材料选择水泥：应选用水化热较低的水泥品种，如矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥等。
骨料：粗骨料应选用粒径较大、级配良好的石子；细骨料应选用中粗砂，以减少水泥用量和混凝土的收缩。
外加剂：可掺入适量的缓凝剂、减水剂等外加剂，延缓水泥的水化反应，降低水化热的释放速度。
2、优化配合比减少水泥用量：在满足混凝土强度和工作性能的前提下，尽量减少水泥用量，以降低水化热。
增加掺合料：适量掺入粉煤灰、矿渣粉等掺合料，不仅可以降低水泥用量，还能改善混凝土的和易性和耐久性。
承台基础大体积混凝土水化热温度监测控制
承台基础大体积混凝土水化热温度监测控制摘要：水泥水化热产生的温度应力是大体积混凝土裂缝出现的重要原因，对混凝土结构的质量安全影响比较大。
本文通过阐述混凝土温度监控的要求及防范，重点结合工程应用实例探讨了承台基础大体积混凝土水化热温度监测控制工作，并分析监控数据，以供实践参考。
关键词：承台基础；大体积混凝土；水化热；监测控制随着我国城市化进程的不断加快，城市建设规模得到进一步的扩大，建筑工程数量日益增加。
大体积混凝土作为一种常见的建筑材料，具有诸多的优点，能够较好满足当前建筑工程的建设需要，在建筑行业中也有所应用及推广。
但大体积混凝土在浇筑后的水泥水化反应容易产生大量的水化热，并且混凝土导热不良，体积过大，相对散热较小，其在一定约束条件下会产生较大的温度应力，导致大体积混凝土出现裂缝、渗漏的质量通病，影响到混凝土结构的稳定性、耐久性和安全性，并严重威胁到建筑工程的整体质量。
因此，建设单位有必要加强对大体积混凝土水化热温度监测控制的研究力度，通过对监测结果的分析，采取必要的措施，最大限度避免混凝土裂缝的产生。
1温度监控的要求和方法1.1温度控制指标为了使水化热监控规范化，我国规范《大体积混凝土施工规范》规定：混凝土浇筑体在入模温度基础上的温升不宜大于50℃；混凝土浇筑块的里表温差（不含混凝土收缩的当量温度）不宜大于25℃；混凝土浇筑体的降温速率不宜大于2.0℃/d；混凝土浇筑体表面与大气温差不宜大于20℃；混凝土入模温度不宜低于5℃，并控制在30℃以下。
1.2温度控制措施1.2.1混凝土配制（1）采用低水化热的胶凝材料体系。
大体积混凝土配制采用适中水胶比，大掺量矿物掺合料（单掺粉煤灰或复掺粉煤灰和矿粉）的技术路线，尽量降低水泥用量。
优选组分均匀、各项性能指标稳定的粉煤灰，注重需水量比、细度和烧失量等关键指标。
（2）选用优质聚羧酸类缓凝高性能减水剂。
缓凝高性能聚羧酸减水剂，兼顾减水、引气和缓凝效果，可以延缓水化热的峰值并改善混凝土的和易性，降低水灰比以达到减少水化热的目的。
主墩承台大体积混凝土温控施工方案
主墩承台大体积混凝土温控施工方案一、工程概述本工程主墩承台尺寸较大，混凝土浇筑方量多，属于大体积混凝土施工。
大体积混凝土由于水泥水化热的作用，在浇筑后将经历升温期、降温期和稳定期三个阶段，容易产生温度裂缝，影响结构的安全性和耐久性。
因此，必须采取有效的温控措施，确保混凝土的质量。
二、温控标准根据相关规范和工程经验，确定本工程主墩承台大体积混凝土的温控标准如下：1、混凝土内部最高温度不宜超过 75℃。
2、混凝土内表温差不宜超过 25℃。
3、混凝土表面与大气温差不宜超过 20℃。
三、温控措施（一）原材料选择与优化1、水泥：选用水化热较低的水泥品种，如矿渣硅酸盐水泥或粉煤灰硅酸盐水泥。
2、骨料：采用级配良好的粗、细骨料，严格控制含泥量。
粗骨料选用粒径较大的碎石，以减少水泥用量；细骨料选用中粗砂。
3、掺合料：适量掺入粉煤灰、矿渣粉等掺合料，降低水泥用量，改善混凝土的和易性和耐久性。
4、外加剂：选用缓凝型高效减水剂，延长混凝土的凝结时间，降低水化热峰值。
（二）配合比设计通过优化配合比，在满足混凝土强度和工作性能的前提下，尽量减少水泥用量，降低水化热。
经过试配，确定本工程主墩承台混凝土的配合比如下：水泥：＿____kg/m³粉煤灰：＿____kg/m³矿渣粉：＿____kg/m³砂：＿____kg/m³石子：＿____kg/m³水：＿____kg/m³外加剂：＿____%（三）混凝土浇筑1、合理安排浇筑顺序，采用分层分段浇筑，每层厚度控制在 30～50cm 之间，以利于混凝土散热。
2、控制浇筑速度，避免混凝土堆积过高，造成内部温度过高。
3、加强振捣，确保混凝土密实，避免出现蜂窝、麻面等质量缺陷。
（四）冷却水管布置在主墩承台内部布置冷却水管，通过循环冷却水降低混凝土内部温度。
冷却水管采用直径为_____mm 的钢管，水平间距和垂直间距均为_____m。
大型承台施工温控措施
浅谈大型承台施工温控措施摘要：由于大型承台其体积大，混凝土浇筑完成后，水泥的水化热逐渐散发，笔者根据亲身经历大型承台施工，浅谈大体积混凝土承台施工温控措施。
关键词：大体积承台温控中图分类号：tv544+.91文献标识码： a 文章编号：工程概况: 某大桥下部结构承台为矩形，承台尺寸30×15×4.5，混凝土方量为2025m3。
1 总体方案大体积混凝土开裂在本质上主要是混凝土所承受的拉力大于混凝土相应龄期的抗拉强度。
因此，为了控制大体积混凝土裂缝的发生和开展，就必须从降低混凝土温度应力和提高混凝土本身的抗拉强度这两方面综合考虑。
在实际操作中主要以砼内部温度与表面，表面与外界温度控制在20℃为标准。
为此，大体积混凝土结构的施工温度控制应从如下几方面考虑：1、优化设计配合比，合理选择原材料； 2、优化施工工艺，加强施工管理；3、采取降热、保温措施；确保混凝土入模温度符合要求；4、冷却水管和测温元件安装；5、混凝土养护；6、温度控制。
2 大体积混凝土温控措施2.1优化设计配合比，合理选择原材料掺加外加料，降低水泥用量水泥在水化过程中将释放大量的热量，这是大体积混凝土内部温升的主要热量来源。
而大体积混凝土结构体积庞大，所用水泥总量较大，在断面尺寸较大的情况下散热较慢、内部热量不断积聚导致温升过高。
混凝土结构在浇筑完成后，若与周围环境之间无任何散热和热量吸收，水泥的水化热量将全部转化成温升后混凝土的温度值（绝热温升）。
混凝土的绝热温升值与单方水泥用量呈线性关系。
因此，在大体积混凝土的配合比设计中，不能采用单纯增加水泥用量的办法满足其施工性能和设计要求，这样不仅会增加水泥用量，增大混凝土的收缩，而且会使水化热升高，更容易引起裂缝。
工程实践中，通过优化混凝土的配合比设计，掺加适量的外加料如粉煤灰和矿粉等以改善混凝土的特性，降低水泥用量，降低水化热温升，是大体积混凝土施工中的一项重要技术措施，根据实验分析，施工中采用优化后的理论配合比。
桥梁承台大体积混凝土温控施工技术措施
桥梁承台大体积混凝土温控施工技术措施摘要：近些年来，随着我国混凝土行业相关技术的不断提高，许多大体积混凝土工程结构在桥梁工程中的应用也越来越广泛，但在大体积的混凝土中，却因为水化热反应过程温度急剧升高难以有效控制，往往可能会引起相应的混凝土开裂、强度不足等问题。
桥梁承台大体积混凝土施工质量是一座桥梁能否完好建设的关键因素之一，然而桥梁承台大体积混凝土的温度控制又是保证承台施工质量的关键因素之一。
大体积混凝土温控的施工技术措施便成了长期以来大家不断研究和讨论的课题，只有采取合理的温控施工技术措施和技术监测手段，才能保证桥梁承台大体积混凝土工程质量的完美达标。
；关键词：桥梁承台；大体积混凝土；温控；施工技术措施引言：在云南省高速公路快速发展的规模下，桥梁工程中大体积混凝土也屡见不鲜，但要不断对大体积混凝土施工技术进行完善，一直是工程人讨论的课题。
桥梁在现有公路网建设中起到了不可替代的地位和作用，所以桥梁的施工质量是施工工程的重点。
在桥梁的大型混凝土结构中，如果对温度不能及时控制，则会产生各种的裂缝和强度不足现象，并且当承受压力作用时，则会导致裂缝快速延伸，从而影响桥梁的安全性，并且使桥梁无法正常使用。
本文通过结合本人参建的施甸至勐简高速公路施甸至链子桥段建设项目（以下简称：施勐高速）怒江特大桥在桥梁承台大体积混凝土施工过程中如何进行温度控制的问题进行阐述，并提出相关的技术措施，与大家共同探讨和研究。
1.引用桥梁及承台的基本设计参数介绍本文主要是结合本人参建的施勐高速公路怒江特大桥2~3#墩承台大体积混凝土施工为例加以论述，所以先向大家介绍一下该桥及承台的一些基本设计参数。
怒江特大桥位于施甸至勐简高速公路施甸至链子桥段旧城至勐糯支线上，为跨越怒江而设，该桥采用分离式路线，单幅桥宽为 12.55m。
左幅桥跨布置为：（100+180+180+100）m 预应力混凝土连续刚构+（3×41）m 预应力简支转连续T 梁，桥长为 691m。
桥墩承台大体积砼控温分析
桥墩承台大体积砼控温分析文章主要针对某斜拉桥主墩承台大体积砼水化热问题，通过对比分析未采取控温措施及采取控温措施设置冷凝管两种工况下空间有限元仿真计算结果，表明采用冷凝管的控温措施对大体积砼承台浇筑过程降低水化热效应明显，最后结合分析结果提出具体合理的控温措施，以确保大体积砼承台浇筑过程的安全可靠。
标签：大体积砼；水化热；冷凝管；控温措施砼硬化过程中产生水化热作用，直接导致砼内部升温，又在环境温度作用下逐渐下降，直至达到稳定。
由于砼导温系数小，大体积砼整体降温及非线性温度场，受内外部边界约束影响较大，产生较大的温度应力。
当温度应力超出同龄期砼的抗拉强度，可能导致温度裂缝。
为了更清楚地了解大体积砼水化热对承台结构产生的影响，以某斜拉桥主墩承台大体积砼工程为研究背景，采用空间有限元软件MIDAS对比分析未采取控温措施及采取控温措施设置冷凝管两种工况下空间有限元仿真温度和应力的计算结果进行了对比分析。
1 工程概况依托工程桥梁主墩承台设计采用两层，上承台高 2.0m，为梯形棱台结构，顶面尺寸为17.0×10.0m，底部尺寸为21.0×14.0m，下承台高4.0m，为矩形结构，尺寸为23.6×18.6m。
总砼用量2220立方米。
承台施工过程中，采用冷凝管进行整体控温。
冷却管材质选用铸铁管，具有导热性好、强度高等特点，公称直径30mm。
（图1）2 建立计算模型承台采用实体温度单元，定义砼的热性能参数（导温系数K=9.34kJ/m·h·℃，比热C=0.98kJ/m·h·℃），根据砼配合比属性定义热源函数[1]。
选取单元边长进行网格化处理，结合实际施工流程，模拟实际对流、水化热及施加荷载，确定边界条件[2][3]。
3 计算结果分析3.1 温度云计算温度云计算结果表明：（1）在有无设置管冷环境下，最高温度点位置均出现在承台内部核心。
（2）最高温度均发生在砼浇注后20h左右。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
研究与探索
Y A NJ I UY UTA NS UO
黄志福 ,等 :大体积承台混凝土水化热分析及温控措施
混凝土的浇筑温度 。
最终绝热温升为
T = 300 ×330/ (0. 96 ×2 400) = 42. 98 ℃
计算分析时取为 43 ℃。
2. 2. 3 计算模型
根据承台结构特点 ,均取 1/ 4 镜像结构进行网格
划分计 算 。模 型 的 单 元 总 数 为 822 , 节 点 总 数 为
1 288 。计算时 ,承台顶面及四周为第三类边界条件
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
在施工 过 程 中 应 采 取 措 施 控 制 裂 缝 的 产 生 。 ①在满足设计强度的前提下 ,尽可能采用低标号混 凝土 。 ②选用低水化热的矿渣硅酸盐水泥 ,为减少 水泥用量 ,施工中可加入适量的粉煤灰以改善混凝土 和易性 、降低温升 、减小收缩具有良好的效果 ,从而提 高其抗裂性 。 ③骨料的选择应优先选用热膨胀系数 小的骨料 ,并强调骨料的连续级配 (尽量用粒径大的 骨料) 。因为采用连续级配的骨料 ,可以提高骨料在 混凝土中的所占体积 ,提高混凝土的密实性 ,并可以 节约水泥降低了水化热和减少用水量 ,而且石块本身 也具有吸收发热量的功能 ,能使水化热进一步降低 , 同时混凝土的收缩和泌水也随之减少 。 ④充分利用 低温季节施工 、降低混凝土的入模温度 、分层浇筑和 预埋水管通水冷却 ,能有效地降低混凝土内部的温度 峰值 。 ⑤混凝土内部温度达到峰值后 ,降温阶段最 容易出现裂缝 ,加强表面的保温蓄热养护 ,减缓气温 骤降的冲击 ,减小表面的降温速度和温度梯度 ,可以 达到降低内外温差的目的 。
( 3) 冷却水管的出水口温度计算 。 ① 下层水 管 :第一层水管在通水结束后出水口温度为32. 8 ℃。 第二层水管在通水结束后出水口的温度为34. 8 ℃。 ②上层水管 :第三层水管在通水结束后出水口温度
1 6 《工程与建设》 2008 年第 22 卷第 1 期
〔参考文献〕
[ 1 ] 刘兴法. 混凝土结构的温度应力分析 [ M ] . 北京 :人民交通出版 社 ,1991.
2. 2. 2 根据方案计算模拟分析所需数据
混凝土的浇筑温度 Tp 为 T p = T0 + ( Ta - T0 ) (θ1 +θ2 + … +θn) (7)
其中 , T p 为混凝土运输和浇筑时的气温 ;θ1 、θ2 , …,θn 为系数 ,其数值如下 :混凝土装 、卸和转运 , 每次θ= 0. 032 ;混凝土泵送时θ= 0. 001 8τ,τ为运输时间 ,以 min 计 ;浇筑过程中θ= 0. 003τ,τ为浇捣时间 ,以 min
图 6 主拉应力和容许应力的历程图
(2) 上层浇筑施工阶段 。 ① 混凝土内部最大温 升 。上层浇筑施工阶段节点最高温度出现在下浇筑 后的第 13 天 ,最高温度为 55. 4 ℃,温度分布如图 7 所示 。 ②应力峰值 。浇筑施工后第 13 天 ,节点的主 拉应力也达到最大值 ,该值为 1. 8 M Pa 。由图 8 可 见 ,承台表面蓝色区域内的节点主拉应力很接近其张 拉容许应力 ,需要加强表面混凝土的养护措施 。最高 主拉应力节点应力历程如图 9 所示 。
材龄 的 抗 压 强 度 为 30 000 M Pa , 放 热 系 数 为
50 000 J / m3 ·h ·K。冷却水管冷却模拟 : 冷却水管
管径 0. 032 m ,单位时间通水流量 1. 2 m3 / h ,水管进
水口温度 20 ℃,下层水管通水时间 12 d ,上层水管通
水时间 15 d 。
研究与探索
Y A NJ I UY UTA NS UO
黄志福 ,等 :大体积承台混凝土水化热分析及温控措施
大体积承台混凝土水化热分析及温控措施
黄志福1 , 叶雨霞2
(1. 安徽省交通投资集团有限责任公司 ,安徽 合肥 230011 ;2. 安徽省公路勘测设计院 ,安徽 合肥 230041)
摘 要 :由于水泥的水化热作用 ,大体积混凝土浇筑过程中将产生大量的水化热 。混凝土浇筑初期 ,外部混凝土收缩受到内部混 凝土约束产生拉应力 ,当其超过材料的抗拉强度时产生裂缝 。文章首先介绍混凝土水化热产生的机理和水化热发生的过程 ,然后 通过工程实例详细介绍了大体积混凝土浇筑过程中的水化热影响及如何降低混凝土内部的绝热温升 ,施工时应采取温控防裂措 施 ,减小混凝土的水化热和内外温差 。 关键词 :大体积混凝土 ;水化热 ;温控措施 中图分类号 : TV544. 91 ; U443. 25 文献标识码 : A 文章编号 :167325781 (2008) 0120014203
收稿日期 :2007212217 作者简介 :黄志福 (1963 - ) ,男 ,安徽霍邱人 ,安徽省交通投资集团有限责任公司高级工程师.
1 4 《工程与建设》 2008 年第 22 卷第 1 期
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
(向空气散热) ,考虑混凝土收缩徐变对混凝土应力的
影响 ,分层浇筑间歇取 8 d 。计算模型如图 1 所示 ,冷
却水管布置 1/ 2 模型如图 2 所示 。
2. 3 温控计算结果
(1) 下层浇筑施工阶段 。 ① 混凝土内部最大温
升 。下层浇筑施工阶段节点温度峰值出现在浇筑后
的第 5 天 ,温度峰值为 55. 3 ℃,有效地控制了内部温
升 ,承台温度分布如图 3 所示 。该温度峰值节点的温
度历程图如图 4 所示 。 ② 应力峰值 。该时刻 (浇筑 施工后第 5 天) 节点的主拉应力也达到最大值 ,该值 为 2. 17 M Pa 。
此时的应力分布如图 5 所示 。最高主拉应力节 点应力历程如图 6 所示 。
《工程与建设》 2008 年第 22 卷第 1 期 1 5
为 33. 0 ℃。第四层水管在通水结束后出水口温度为 30. 0 ℃。冷却水管起到了很好的冷却效果 。
3 结束语
大体积混凝土的体积变形 ,主要来自水泥的水化 热温升 ,混凝土在硬化过程中使自身温度升高 ,又在 环境温度作用下逐渐下降 ,直至达到稳定 。由于混凝 土导温系数小 ,又受边界的影响 ,相对于初始温度 ,在 大体积混凝土内部各点的温度不同 ,存在整体降温及 非线性温度场 ,既受外部约束又有内部约束 ,因而产 生温度应力 ,当上述温度应力超过混凝土的抗拉强 度 ,将会导致裂缝 。
[ 3 ] 季日臣. 承台大体积混凝土温度场计算与温控防裂措施 [J ] . 混 凝土 ,2006 , (9) :92 - 95.
[ 4 ] 陈应波 ,李秀才 ,张 雄. 大体积混凝土浇筑温度场的仿真分析 [J ] . 华中科技大学学报 ,2004 ,21 (2) :36 - 39.
[ 5 ] 王 铁 梦. 建 筑 物 的 裂 缝 控 制 [ M ] . 上 海 : 上 海 科 学 技 术 出 版 社 ,1993.
计 ; T0 为拌和温度 ,即
T0
=
(0. 2 + Qs ) W s T s + (0. 2 + Qg ) W g T g 0. 2 (W s + W g + W c) + W w
+
0. 2W c T c + ( W w - Qs W s - Qg W g ) Tw 0. 2 (W s + W g + W c) + W w
1 理论分析
1. 1 热传递方程
受混凝土水化热的影响 ,承台温度随时间而变
化 ,为非稳定温度场 ,热传递方程[1] 为
5T 5t
λ = ρc
52 T 5 x2
+
52 T 5 y2
+
52 T 5 z2
+kJ / m ·h ·℃) ; c 为混凝土的
比热 ( kJ / kg ·℃) ;ρ为混凝土密度 ( kg/ m3 ) ;θ为混
根据施工方案 ,进行承台施工阶段水化热模拟 , 分析承台施工期的温度场和温度应力场分布 。温控 计算采用有限元计算软件 M IDA S 进行 ,该计算模拟 承台混凝土的整个浇筑过程 ,考虑混凝土的分层浇 筑 、分层厚度 、浇筑温度 、混凝土水化热的散发规律 、 养护方式 、冷却水管降温 、外界气温变化 、混凝土弹模
凝土的绝热温升 ( ℃) 。
1. 2 热传递的初始条件和边界条件
(1) 初始条件 :一般初始瞬时的温度分布可以认
为是均匀的 ,在混凝土温度计算过程中 ,初始温度即
为浇筑温度[2 ] 。
T ( x , y , z , t) | t = 0 = T0 = 常数
(2)
(2) 边界条件 :在计算过程中暴露表面为第三类
边界条件 ,当混凝土与空气接触时 ,表面热流量与混
凝土表面温度 T 和气温 T a 之差成正比[2 ] ,即
-
λ5 5
T n
= β( T
-