大体积混凝土水化热分析课件
对大体积混凝土水化热温升特点的认识课件
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大体积底板混凝土水化热温升特点：
❖ 1、随着混凝土厚度增加，水化热温升曲线的降温曲线趋于平 缓，呈平台状，没有明显的“温峰”；
❖ 2、在入模温度接近的情况下，1.0m厚底板的温度峰值明显 低于3.5m及以上厚度板的“峰值” ，但7.35m厚板与4.5m、 3.5m板相比，“峰值”并无太大的升高；
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墙体混凝土浇筑时，一般混凝土底板的降温阶段尚未完成， 还保持了高的温度，新浇墙体的温度通常要高于环境温度。
墙体结构表面积大、与空气接触面大，水分蒸发相对较大。 自身和底板高于环境的温度更会进一步加剧新浇墙体混凝土中的 水分蒸发，在没有有效的防护措施时，会加大了混凝土墙体出现 收缩裂缝的危险。
底板降温缓慢、温度居高不下，对混凝土墙体的裂缝控制会 带来不良的影响。因此，对于大体积底板仍应高度重视优化混凝 土配合比设计，减少水泥用量降低水化热。同时对于底板上的混 凝土墙体尤其要作好保湿养护，以尽量减少环境温度的影响。
目录
❖ 一、前言
❖ 二、对大体积混凝土水化热温升
❖
特点的认识
❖ 三、水化热温升与混凝土结构裂
❖
缝相关性的认识
❖ 四、磨细磷渣粉对混凝土温升的
❖
抑制作用
❖ 五、结束语
1
一、前言
大体积混凝土水化热温升一直受到工程界的关 注，一般认为采用大流动性泵送混凝土施工的大体 积混凝土，由于受到水泥品种、强度等级以及用量 较大的影响，混凝土的水化热温升具有温升高、升 温快、降温散热也较快的特点，很快达到峰值。混 凝土因内外温差和降温引起的热胀冷缩，以及混凝 土中水分散失产生的失水收缩，易产生温度·收缩裂 缝。因此，在施工中，特别是大体积的底板混凝土 施工中都把水化热温升的控制和保湿蓄热养护放到 了极为重要的地位。
大体积混凝土的水化热分析
１ ０ ０ ． ×１６ １０ ０ ５ ． ×１ — ０２ ．
图 ３ 节 点 温 度 应 力 曲线
４ 结语
通过 以上的分 析计算 可 以看 出， 本例 在采用 管冷后 ， 有效 地 降低 了结构 的温度应 力 ， 防止 了混凝土 因水 化热作用而 引起 的裂
水 泥量 ／ Ｎ ｍ ３ ｋ · 热源函数 系数
Ｈｙ ｒ ｔｏ ｈｅ ｔａ ｌ ｓｓｏ ａ ｓｃ ｎｃ ｅｅ ｄ Ｇ ｎｆ Ｗ Ａ Ｇ ｕｎｊｎ ０ Ｇ ｅ－ ａ Ｎ Ｇ ａ－ ｕ
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｔｈ ｅｅｓｒ ｎ ｎ ｌｓｓｐｉｃｐｅｏ ｙｒ ｔ ｎｈ ａ ｎ ｌｓｓ ｒ ｌｓｒｔｄ，ｃｍｂｎ ｔ ｘ ｍｐｅ ，ｔ ｅｈ ｄａｉｎｈ ａ ａｙ ｉ ｅｎ ｃｓａｙａ ｄａ ａｙｉ ｒｎ ｉｌ ｆｈ ｄａｉ ｅｔａ ａｙｉ ｅｉｕ ｔａｅ ｏ ｗｅ ｌ ｏ ｉｅ ｗｉ ｅ ａ ｌ ｄ ｈ ｓ ｈ ｙ ｒｔ ｅｔａ ｌｓｓ ｏ ｎ
Ｏ ｒ ＝ （ｉ （， ）７ ＂ ） 一ｄ Ｅ ｒ Ｋ ｔｒ Ａ＂ ｃ （ ２ ） ｉ ／
（） ３
２ ３ 混凝 土 温度应 力的分析 ．
分析时首要的任务就是确定温度场 ， 该过程是一个 比较繁琐 、
其中 ， ｔ ｒ） Ｋ（ ，／为应力松弛系数 ， 它是 和混 凝土弹性模量有着
复杂的过程 ， 但是 由于 目前计 算机 技术 的飞速发 展 ， 得该 分析 使 已经趋于简便 ， 常用的是有限元的数值分析方 法。 ’
为 ３ ８ ８ＭＰ 。 ６ ． ａ
图 Ｉ 混 凝 土温 度 变 化 曲线
３ 结合 实例 的 水化热 分析
３ １ Ｍｉａ／ ｉｉ模型 的建 立 ． ｄｓＣ ｖ ｌ
某大桥桥 台基础 长 １ ． ｉ宽 ９ ６ｍ， ７ ８ｍ， ５ ６Ｈ， ． 高 ． 考虑到 若将
大体积混凝土(PPT课件)
• 二、大体积混凝土的温度及湿度变形 温度变形产生的原因很多，在这里仅
讨论由于温度和湿度变化而产生的混凝土 的变形。当升温时或混凝土吸湿时体积膨 胀，当降温时或混凝土失水时，体积收缩。 随着有无限制条件，混凝土的膨胀及收缩 变形产生不同的结果。
• 大体积混凝土在温度应力作用下的两种不利情况 1．产生表面裂缝 大体积混凝土浇注后一段时间，内部水化热
的混凝土产生较大外约束。内外约束的作用，使
收缩的混凝土产生拉应力，随混凝土的龄期增长，
抗拉强度Rf（t）增大。弹性模量E（t）增高，徐 变影响减小。因此降温收缩产生的拉应力σ（t）
较大，易在混凝土中心部位形成较高拉应力区，
若此时的混凝土拉应力σ（t）大于混凝土此龄期
的抗拉强度Rf（t），则大体积混凝土产生贯穿裂 缝。
• 三、大体积混凝土结构裂缝控制的综合措施
（一）降低浇注温度及硬化过程中的混凝土温度
1．混凝土原材料的预冷却 混凝土原材料的预冷却，不仅可以降低混凝土的浇注温度， 而且还可削减混凝土内部的最高温度，并减少最高温度与稳定 温度之间的差值，从而把混凝土内的温度变化控制在允许范围 之内，以防止裂缝的产生。 （1）冷却搅和水或掺冰屑 在暑期施工中，一般采用冷却拌和水或掺冰屑的办法，达 到降低混凝土拌和温度的目的。
• 但是用结构尺寸大小来定义大体积混凝土结构过于机械， 有些结构的尺寸并不很大（如某些地铁隧道底板厚度仅 0.5m）但受到外界约束很大，也避免不了出现裂缝。采用 以上定义方法有可能对某些本应属于大体积的混凝土结构 忽略了对施工的预控。至于用混凝土结构可能出现的最高 温度于外界气温之差的某一规定值来定义大体积混凝土也 不够严密。因为“温度差”只有在约束条件下才起作用。 当内外约束（限制）较小时，就可允许混凝土和外界温度 差较大，反之较小。我国有关设计规范中曾规定，当基础 混凝土28d龄期的极限拉伸值不低于0.85×10-4时，施工 质量均匀、良好，短间歇均匀上升的浇筑块、基础的容许 温度差一般按表5-1 该规定中考虑了约束条件及混凝土的抗拉能力，从而 规定容许温差，是较科学的。
《大体积混凝土》课件
质量检测方法
外观检测
观察大体积混凝土的表面是否存在裂 缝、蜂窝、麻面等缺陷。
回弹法检测
通过回弹仪检测混凝土表面的硬度， 推算其抗压强度。
超声波检测
利用超声波检测混凝土内部是否存在 空洞、不密实等缺陷。
钻芯取样检测
通过钻取混凝土芯样，观察其内部结 构和抗压强度。
强度检测
抗压强度检测
通过压力试验机对大体积混凝土试样进行抗压强 度测试，以评估其承载能力。
全面分层法
总结词
将大体积混凝土分成两层或多层浇筑，第一层浇筑完毕后， 再浇筑第二层。
详细描述
全面分层法适用于平面尺寸不大的结构，通常在第一层浇筑 完成后，待混凝土初凝前进行第二层的浇筑。全面分层法可 以减小温度和收缩应力，提高结构的整体性。
小型机具施工法
总结词
使用小型机具进行大体积混凝土的搅拌、运输和浇筑。
形变化，判断其密实度。
弹性模量法
03
通过测量混凝土的弹性模量，推算其密实度。
耐久性评估
抗渗性评估
通过抗渗试验评估大体积混凝土的抗渗性能，以判断其耐久性。
碳化深度检测
通过测量混凝土的碳化深度，评估其对酸碱侵蚀的耐受能力。
氯பைடு நூலகம்子渗透试验
检测氯离子在大体积混凝土中的渗透情况，评估其对钢筋锈蚀的 影响。
06
详细描述
大坝工程通常采用大体积混凝土结构，如坝 体、溢洪道等。为了满足强度和稳定性要求 ，需要采用高强度混凝土，并采取有效的温 度控制措施，确保施工质量。
地铁工程
总结词
地铁工程是大体积混凝土的重要应用之一， 其特点是施工环境复杂、对防水和耐久性要 求高。
详细描述
地铁工程通常采用大体积混凝土结构，如地 铁隧道、车站等。为了满足防水和耐久性要 求，需要采用高强度混凝土，并采取有效的
《大体积混凝土施工》ppt课件
养护
混凝土浇筑完成后，及时进行养护， 保持适宜的温度和湿度条件。
成品保护和验收程序
成品保护
对已浇筑完成的混凝土采取保护措施，如覆盖保湿、避免撞击等。
验收程序
按照相关规范进行验收，包括外观检查、尺寸偏差、强度检测等。对于不合格的部 分，及时进行处理和返工。同时，整理好相关验收资料，以便后续工程使用。
06
环境保护、安全文明施工要求
减少噪音、粉尘污染措施
选用低噪音、低振动的施工机械 设备，合理安排施工时间，避免
夜间施工扰民。
对施工现场进行封闭管理，采取 洒水、覆盖等措施减少粉尘扩散。
加强施工人员的环保意识教育， 提高文明施工水平，减少人为因
素造成的噪音和粉尘污染。
节能减排技术应用推广
采用高效节能的混凝土搅拌站、 输送泵等设备，降低能耗。
温度控制与防裂措施
重点介绍了温度控制的重要性、温度控制措 施以及防裂方法。
学生自我评价报告分享
1 2 3
学习成果展示 学生们通过课程学习，掌握了大体积混凝土施工 的基本理论和实践技能，能够独立完成相关设计 和施工任务。
学习心得体会 学生们深刻体会到理论与实践相结合的重要性， 以及在工程中注重细节、精益求精的态度对于提 升工程质量的重要性。
未来学习规划 学生们表示将继续深入学习相关领域知识，不断 提升自己的专业素养和实践能力，为未来的职业 发展打下坚实基础。
行业前沿动态关注
新混凝土等新材料以及3D打印、 智能化施工等新技术在大体积混 凝土施工中的应用。
节能环保理念推广
关注绿色建筑材料、节能减排技 术等在大体积混凝土施工中的推 广应用，降低能耗和排放，提高 工程建设的可持续性。
优先选择低热水泥，如硅酸盐水泥、 普通硅酸盐水泥等，以降低水化热。
大体积混凝土水化热分析课件
基本模型
板式基础 地基
1/4模型
定义材料时间依存特性
混凝土28天抗压强度：按相应 规范规定给出。 混凝土抗压强度系数（a，b）： 按相应规范取值。 注：混凝土收缩徐变特性在水 化热分析控制中定义。
输入水化热分析控制数据
最终施工阶段：决定哪个施工阶段 为最终施工阶段。 积分系数(时间离散系数)： = 0 ： 前向差分 = 1/2 ： Crank-Nicolson法 = 2/3 ： Galerkin法 = 1 ： 后向差分。 初始温度：输入热传导分析所需的 结构初始温度。 单元应力输出位置：选择单元应力 输出位置。 徐变和收缩：决定是否考虑徐变和 收缩。有一般方法和有效系数法两 种。
通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量，
midasgen培训资料大体积混凝土水化热分析分析目的热传导分析热应力分析利用管冷来减小温度应力操作步骤定义材料时间依存特性建立实体单元模型输入水化热分析控制数据输入环境温度对流系数及定义单元对流边界定义固定温度输入热源函数及分配热源输入管冷数据定义施工阶段板式基础地基14模型使用等效材龄和温度
MIDAS/Gen 培训资料
大体积混凝土水化热分析
分析目的
---热传导分析 ---热应力分析 ---利用管冷来减小温度应力
操作步骤
---定义材料时间依存特性 ---建立实体单元模型
---输入水化热分析控制数据
---输入环境温度、对流系数及定义单元对流边界 ---定义固定温度 ---输入热源函数及分配热源
---输入管冷数据
---定义施工阶段
定义施工阶段
2024版大体积混凝土工程ppt课件
大体积混凝土工程ppt课件•大体积混凝土工程概述•大体积混凝土材料性能•大体积混凝土施工技术•大体积混凝土温度控制与防裂措施目•大体积混凝土质量检查与验收标准•大体积混凝土工程案例分析录01大体积混凝土工程概述定义与特点定义大体积混凝土工程是指结构断面最小尺寸在80cm以上，水化热引起混凝土内的最高温度与外界气温之差预计超过25℃的混凝土工程。
特点结构厚实，混凝土量大，工程条件复杂，施工技术要求高，水泥水化热使结构产生温度和收缩变形等。
工程应用背景应用领域大体积混凝土工程广泛应用于建筑、水利、交通等基础设施建设领域，如高层建筑基础、大坝、桥梁等。
工程背景随着现代工程技术的不断发展，大体积混凝土工程规模越来越大，对混凝土性能的要求也越来越高。
发展趋势与挑战发展趋势大体积混凝土工程正向更高性能、更环保、更智能的方向发展，如高性能混凝土、绿色混凝土、智能混凝土等。
挑战大体积混凝土工程面临着施工难度大、质量控制难、裂缝控制难等挑战，需要不断研究和探索新的技术方法和材料。
02大体积混凝土材料性能水泥骨料外加剂掺合料原材料选择与要求01020304选用低热水泥，减少水化热，降低温度应力。
选用级配良好、粒径较大的粗骨料，减少用水量，降低收缩。
使用减水剂、缓凝剂等，改善混凝土和易性，减少水泥用量。
适量掺入粉煤灰、矿渣等活性掺合料，提高混凝土后期强度，减少收缩。
配合比设计原理根据工程要求，设计合适的强度等级。
降低水灰比，减少收缩和开裂风险。
通过试验确定最佳骨料级配，提高混凝土密实度。
确保混凝土具有良好的和易性、流动性和保水性。
满足强度要求控制水灰比优化骨料级配考虑施工性能抗压强度抗裂性能耐久性变形性能力学性能与耐久性大体积混凝土具有较高的抗压强度，能够承受较大的荷载。
大体积混凝土具有良好的耐久性，能够抵抗环境侵蚀和破坏。
通过优化配合比和采取温控措施，提高混凝土的抗裂性能。
在荷载作用下，大体积混凝土能够产生一定的变形，但不会发生破坏。
midasGen-大体积混凝土水化热分析课案
例题大体积混凝土水化热分析2 例题. 大体积混凝土水化热分析概要此例题将介绍利用midas Gen做大体积混凝土水化热分析的整个过程，以及查看分析结果的方法。
此例题的步骤如下：1.简介2.设定操作环境及定义材料3.定义材料时间依存特性4.建立实体模型5.组的定义6.定义边界条件7.输入水化热分析控制数据8.输入环境温度9.输入对流函数10.定义单元对流边界11.定义固定温度12.输入热源函数及分配热源13.输入管冷数据14.定义施工阶段15.运行分析16.查看结果例题大体积混凝土水化热分析1.简介本例题介绍使用 midas Gen 的水化热功能来进行大体积混凝土水化热分析的方法。
例题模型为板式基础结构，对于浇筑混凝土后的1000个小时进行了水化热分析，其中管冷作用于前100个小时。
(该例题数据仅供参考)基本数据如下：地基：17.6 x 12.8 x 2.4 m板式基础：11.2 x 8.0 x 1.8 m水泥种类：低热硅酸盐水泥（Type IV）板式基础地基1/4模型图1 分析模型3例题大体积混凝土水化热分析4 2.设定操作环境及定义材料在建立模型之前先设定环境及定义材料1.主菜单选择文件>新项目2.主菜单选择文件>保存：输入文件名并保存3.主菜单选择工具>设置>单位系：长度 m，力 kgf，热度 kcal图2 定义单位体系4.主菜单选择特性>材料>材料特性值：添加：定义新材料材料号：1 名称：基础规范：GB10(RC)混凝土：C30 材料类型：各向同性比热：0.25 热传导率：2.3材料号：2 名称：地基设计类型：用户定义材料类型：各向同性弹性模量：1.0197e8 泊松比：0.2 线膨胀系数：1e-5 容重：1835比热：0.2 热传导率：1.7注：也可以通过程序右下角随时更改单位。
例题 大体积混凝土水化热分析5图3 定义材料3.定义材料时间依存特性1. 主菜单选择 特性>时间依存性材料>抗压强度：添加：定义基础的时间依存特性名称：强度发展 类型：设计规范 规范：ACI混凝土28天抗压强度：3e4 kN/m 2混凝土抗压强度系数a 4.5 b 0.95 注意：此处注意修改单位：力 kN ，长度 m 2. 主菜单选择 特性>时间依存性材料>材料连接：强度进展：强度发展 选择指定的材料：1.基础 添加例题大体积混凝土水化热分析6图4 定义材料时间依存特性图5 时间依存性材料连接注：材料的收缩徐变特性在水化热分析控制中定义。
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---输入管冷数据
---定义施工阶段
基本模型
板式基础 地基
1/4模型
定义材料时间依存特性
混凝土28天抗压强度：按相应 规范规定给出。 混凝土抗压强度系数（a，b）： 按相应规范取值。 注：混凝土收缩徐变特性在水 化热分析控制中定义。
输入水化热分析控制数据
最终施工阶段：决定哪个施工阶段 为最终施工阶段。 积分系数(时间离散系数)：n法 = 2/3 ： Galerkin法 = 1 ： 后向差分。 初始温度：输入热传导分析所需的 结构初始温度。 单元应力输出位置：选择单元应力 输出位置。 徐变和收缩：决定是否考虑徐变和 收缩。有一般方法和有效系数法两 种。
MIDAS/Gen 培训资料
大体积混凝土水化热分析
分析目的
---热传导分析 ---热应力分析 ---利用管冷来减小温度应力
操作步骤
---定义材料时间依存特性 ---建立实体单元模型
---输入水化热分析控制数据
---输入环境温度、对流系数及定义单元对流边界 ---定义固定温度 ---输入热源函数及分配热源
定义单元对流边界
将前面两步定义的环境温度函数和对流系数函数赋予给 相应的边界，并注意指定边界组，用于后面的施工阶段 分析。
定义固定温度
输入结构的固定温度条件。具有固定温度的位置， 其温度不随时间发生变化。一般赋予结构与地面的 接触面。
输入热源函数及分配热源
热源函数又称热源强度函数，用来 表现水化过程发热状态的函数。 可定义如下形式函数： 常量：热源强度(每小时、每立方米 体积混凝土发热量)不变。 设计标准：按经验公式计算热源强 度，一般给出绝热温升变化函数， 程序内部将其转换为热源强度函数。 用户：由用户定义热源强度函数。
定义施工阶段
参见钢筋混凝土施工阶段分析中相 关操作步骤 把相应的结构组、边界组、荷载组 在所属阶段激活或者钝化。
查看温度
可以多种形式查 看任意阶段的节 点温度
查看管冷效果
也可以表格形式查看各 个阶段任意节点的温度 比较同一位置管冷前后 的温度变化，可以看到 管冷对降低温度的效果
使用等效材龄和温度：进行水化热分 析时，选择是否使用等效材龄和温度。
考虑自重：考虑自重时选择此项。重 力方向的自重输入“－1”。
输入环境温度
可输入常温或正弦函数形式的温度 变化曲线。 也可用户自定义任意变化曲线。
输入对流函数
可定义常数对流系数。 或用户根据已有数据自行定义任意 曲线。
查看温度应力
可以查看热应力结果 比较内外部温度不同变 化规律导致的温度应力 分布
查看温度应力时程图表
也可以图表形式表现温度 应力的变化
人有了知识，就会具备各种分析能力，
明辨是非的能力。
所以我们要勤恳读书，广泛阅读，
古人说“书中自有黄金屋。
”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，
培养逻辑思维能力；
输入管冷数据
为了降低混凝土的温度，在 混凝土内设置冷却管。 比热：水的比热。 比重：水的比重。 流入温度：水在入口处的温 度。 单位时间流量：单位时间水 的流量。 直径：输入冷却管直径。 对流系数：输入对流系数。 选择：按冷却水流动的路径 输入设置冷却管的节点位置。