混凝土的温度效应理论
混凝土的加热与蒸养原理
混凝土的加热与蒸养原理混凝土是一种常见的建筑材料，具有高强度、耐久性和耐火性等优点，在建筑领域得到广泛应用。
为了保证混凝土的强度和耐久性，需要进行加热和蒸养处理。
本文将详细介绍混凝土加热和蒸养的原理。
一、混凝土加热的原理混凝土加热是指在混凝土浇筑后，通过外部热源将混凝土加热至一定温度，以促进混凝土的早期强度发展。
混凝土加热的原理主要包括以下几个方面：1. 混凝土水化反应原理混凝土是由水泥、骨料、粉煤灰和水等材料配制而成，加水后会发生水化反应，形成水泥石。
水化反应是一个放热过程，加热能够加速水化反应的进行，促进水泥石的形成和发展，提高混凝土的强度。
2. 混凝土中的冷却效应混凝土在浇筑后会产生大量的热量，如果不能及时散发出去，会导致混凝土内部温度过高，进而引起龟裂和开裂。
加热能够促进混凝土内部热量的散发，减缓混凝土的冷却效应，有利于混凝土的质量控制。
3. 混凝土中的水分排除混凝土在浇筑后需要进行养护，其中一个重要的环节是保持混凝土中的水分，以保证水泥石的形成。
但是过多的水分会导致混凝土的强度下降。
加热能够促进混凝土中水分的排除，提高混凝土的强度和耐久性。
二、混凝土蒸养的原理混凝土蒸养是指在混凝土浇筑后，通过加热和蒸汽的作用，将混凝土加热至一定温度并保持一定湿度，以促进混凝土的水化反应和早期强度发展。
混凝土蒸养的原理主要包括以下几个方面：1. 水化反应的温度和湿度要求混凝土的水化反应需要一定的温度和湿度条件，通常要求温度在20℃以上，湿度在90%以上。
但是在低温和干燥的环境下，水化反应会受到抑制，影响混凝土的强度和耐久性。
蒸养能够提高混凝土的温度和湿度，有利于水化反应的进行。
2. 混凝土中的气孔和孔隙度混凝土中的气孔和孔隙度会影响混凝土的强度和耐久性。
气孔和孔隙度过大会导致混凝土的强度下降和渗透性增加。
蒸养能够促进混凝土内部的水泥石形成，填充气孔和孔隙，提高混凝土的密实度和强度。
3. 混凝土中的硬化反应混凝土在蒸养过程中会发生一些特殊的硬化反应，如膨胀、收缩和晶体形成等。
大跨连续刚构预应力混凝土箱梁温度效应分析
第３ ３卷 第 ｌ ９期 ２ ００ ７ 年 ７ 月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥ（ ＵＲＥ
Ｖｌ ． ３ Ｎｏ． ９ ０ ３ １ １
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文 章 编 号 ：０ ９６ ２ （ｏ ７ １—３００ １０ —８ ５２ ０ ）９０ ０ —２
预防连 续刚构箱梁温度效应的措施。 关键词 ： 温度效应 ， 非线性温度梯度 ， 预应力混凝 土箱形 梁， 温度 梯度模 式 中图分类号 ： ４ ． １ Ｕ４ ８２ 因早期我国大量使用 的预应力 简支 梁桥 并未 因温度 应力效 文献标识码 ： Ａ
４ 长安 大学 的刘来君用变分法推 出温度场的数学模型。 ）
ｐ ｃ
ａ 、 ａＴ ． Ｔ、 Ｔ ／ｚ
Ｉ 十 ｙＪ 一２ Ｄ
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其中， 温度 Ｔ＝Ｗ（ Ｙ，）Ａ为材料 的导热 系数 ， （ Ｋ） ｃ ｘ， ￡； ｗ／ｍ・ ； 为 比热 ，／ｇ Ｋ； 为密度 ， Ｊｋ・ ｌ Ｄ ２ 边界条件。 ）
在大气温度作用下 ， 箱梁边界条件都可用 下列 公式表示 Ｌ ： １ ｊ
［ ＋ ［ ｛ ＋｝ ［ ｛ ｝ ＋｝ Ｈ］ Ｒ］ １ ＿— Ｒ］ ＋｛ １ ＝０
￡ ‘ ｊ Ｌ ｌ‘Ｈ ＿
（） ４
以上公式中符号的含 义可以参 阅文献 ［ ］［ ］ １ ，２ 。
目前我国大多数城市设有太 阳辐射 的观测站 ， 通过 观测站可
通过 Ｆ ｕｉ 逼近 可建 立连续模 ｏｒ ｒ ｅ 梁的弯曲变形并且产生 较大 的温度 自内力 。第 二种是年 温变 形 以得到不同时刻的太 阳辐射 热 ， 对外界气温 的 日变化 ， 采用 同样 的方 法建立 温度连续 可 成 的均匀温度场效应 ， 会使箱 梁沿轴 向伸缩 ， 梁各截 面的应 力 拟函数 ； 箱 模拟函数 ， 把早晨测量 的温度 作为计算 温度 场初 始值 ， 选择一个 大小 与它 的约束有关 。一般 在均匀 温度 场作用下 静定结 构不 产
混凝土中的徐变效应原理
混凝土中的徐变效应原理一、引言混凝土是广泛应用于建筑和桥梁等工程中的一种建筑材料，具有良好的耐久性和强度等特点。
然而，在长时间的使用过程中，混凝土中会出现徐变效应，导致其力学性能和结构稳定性发生变化，从而影响工程的安全性和可靠性。
因此，深入研究混凝土中的徐变效应原理，对于保障工程质量和安全具有重要意义。
二、混凝土中的徐变效应概述1. 徐变效应的定义徐变效应是指在长时间荷载作用下，混凝土材料会发生形变，即随着时间的推移，混凝土的形状和尺寸会发生变化。
这种变化是由于混凝土中的水分和空气等成分不断地向混凝土中的孔隙中渗透，导致混凝土的体积发生变化而引起的。
2. 徐变效应的分类根据荷载的不同，徐变效应可以分为瞬间徐变和持久徐变两种类型。
瞬间徐变是指在荷载作用下，混凝土会发生瞬间的变形，随着荷载消失，变形也会消失；而持久徐变是指混凝土在荷载作用下，发生的形变在荷载消失后仍会保持一定时间，直到达到平衡状态。
三、混凝土中的徐变机制1. 微观机制混凝土中的各种组分在荷载作用下会发生不同程度的变化，其中最主要的是水分和空气。
当混凝土受到荷载作用时，水分和空气会向混凝土中的孔隙中渗透，导致混凝土的体积发生变化。
此外，混凝土中的水化反应也会导致混凝土的体积发生变化，从而引起徐变效应。
2. 宏观机制混凝土的徐变效应还与混凝土的力学性质有关。
在荷载作用下，混凝土中的应力状态发生变化，从而影响混凝土的形变和徐变效应。
此外，混凝土中的微裂纹和孔隙也会对混凝土的徐变效应产生影响。
四、混凝土中的徐变特性1. 徐变速率混凝土的徐变速率是指混凝土在荷载作用下，单位时间内的形变量。
通常情况下，混凝土的徐变速率会随着时间的推移而逐渐减小，直至趋于稳定状态。
2. 徐变量混凝土的徐变量是指混凝土在荷载作用下，发生的形变量。
徐变量通常是一个非常小的值，但是在长时间的荷载作用下，其累积效应可以导致混凝土的结构发生变化。
3. 徐变曲线混凝土的徐变曲线是指混凝土在荷载作用下，徐变量随着时间的推移而发生的变化趋势。
钢-混凝土组合梁桥温度作用及效应综述
钢-混凝土组合梁桥温度作用及效应综述
钢-混凝土组合梁桥是一种常见的桥梁结构，由钢和混凝土材料组合而成。
在桥梁的使用过程中，温度是一个重要的外部因素，会对梁桥产生一定的影响。
温度变化会导致梁桥的热胀冷缩效应。
当桥梁受到温度变化的影响时，钢和混凝土会由于热胀冷缩而发生变形。
钢材和混凝土的热胀系数不同，因此在温度变化时会产生应力，并对桥梁结构产生影响。
如果没有采取相应的措施，热胀冷缩会导致梁桥产生裂缝、变形等问题。
温度变化还会对梁桥的荷载传递性能造成影响。
由于温度的变化，梁桥可能会发生伸缩变形，这会对梁桥的荷载传递性能产生影响。
当温度变化引起梁桥产生伸缩变形时，桥面板与支座之间的接触面积可能会发生变化，这会改变荷载传递的路径和方式。
如果荷载传递不均匀或传递路径发生变化，可能会导致桥梁结构的不稳定性，甚至造成桥梁的损坏。
温度变化还会对梁桥的材料性能产生影响。
钢材和混凝土在不同温度下的性能会有所变化。
例如，钢材在高温下可能会失去一部分强度，而混凝土在高温下可能会发生膨胀和开裂。
因此，在设计梁桥时，需要考虑材料在不同温度下的性能变化，以保证桥梁的安全可靠性。
温度是一个重要的外部因素，会对钢-混凝土组合梁桥产生影响。
在桥梁设计和施工过程中，需要考虑温度变化对梁桥的热胀冷缩效应、荷载传递性能和材料性能的影响，并采取相应的措施来保证梁桥的安全可靠性。
只有在充分考虑温度作用及其效应的前提下，才能设计和建造出符合要求的钢-混凝土组合梁桥。
混凝土桥梁的温度效应分析
在 日照 时 间 内 ； 间 ， 梁 通 过 对 流 和 热 辐 射 向外 界 环 境 散 夜 桥
热 ． 以 。 体 得 热 量 可 以表 达 为 ： 所 物
１温 度 场 分 析
１ １参 数 分 析 ．
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维普资讯
混凝土桥梁的温度效应分析
刘 海 娥 郑 松
１石家 庄铁 道 学 院机械 工 程 分院 （５ ０ ３ ０ ０ ４ ） ２郑 州工 务机 械 段｛５ ０ ２ ４ ０５ ）
摘 要 ： 合 考 虑 了桥 梁所 处地 的各 种 环 境 和 地 理 条件 的 变 化 ， 出 了计 算 混 凝 土 箱 粱桥 内温 度 梯 度 及 其 产 生 的 应 力 的 方 法 ， 综 给
１２热 传 导 方 程 ＿
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素， 由实 验 确 定 ；
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（ ６ ）
是 桥 梁 的 外 表 面 温 度 ； 是 周 围 大气 温
式 中 ： 对 流 换 热 系 数 ， 决 于混 凝 土 材 料 、 速 等 诸 多 因 ｈ是 取 风
大 气 温 度 的 日变 化用 时 间 函 数 来 表 示 。 一般 在 凌 晨 现
（ ） 辐 射 换 热 量 ２热
桥 面 和大 气 之 间 的 热 辐 射换 热 率 由斯 蒂 芬一 尔 兹 曼 定 波
律来表示 ， 以简写为均 匀 、 续 、 向 同 性 ， 混凝 土桥 梁 连 各 则 的热传导方程为 ：
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对 桥 梁 内的 温 度 效 应 进 行 了分 析 。
大体积混凝土水化热温度效应的研究
孙全胜等：大体积混凝土水化热温度效应的研究大体积混凝土水化热温度效应的研究孙全胜，张德平（东北林业大学，哈尔滨150040）【摘要】以梅山跨海大桥为背景，应用ANSYS有限元软件对该桥桥墩的混凝土水化热温度效应进行数值模拟分析，并且根据该桥实际工程中监测的温度发展曲线校正ANSYS数值分析的温度场，得出了大体积混凝土水化热温度效应发展规律，为以后类似结构的温控工程提供参考。
【关键词】大体积混凝土；水化热；温度场；温度裂缝【中图分类号】TU528.0【文献标识码】B【文章编号】1001－6864（2012）01－0005－03由于施工期间水泥的水化热作用，大体积混凝土结构内部会产生较高温度梯度，在受到内部或外部的约束时将产生较大的温度应力，从而导致混凝土开裂。
由于温度应力引起的裂缝具有裂缝宽、上下贯通等特点，对结构的承载能力、防水性能、耐久性等都会产生很大影响［1］。
因此只有控制好大体积混凝土内部的温升速度和温度梯度，才能更好的控制由其产生的温度应力，从而控制大体积混凝土的裂缝开展问题。
1工程概况梅山跨海大桥长1487m。
大桥主桥桥跨为75m+ 130m+75m的预应力混凝土连续刚构，主桥桥墩采用分离双薄壁墩，断面尺寸1.5mˑ6.0m，两片墩纵桥向间距6.5m，主跨侧墩高15.816m，边跨侧墩高15.732m，单个桥墩混凝土量高达143m3，属于大体积混凝土构件。
为了减小混凝土构件内外温度差，降低温度梯度，消除温度应力带来的裂缝，于是在桥墩内部布置了冷却水管，利用循环冷却水将水化热产生的大部分热量带出混凝土内部，降低混凝土内部的温度场，减小温度应力，抑制温度裂缝的产生。
混凝土内部冷却水管的布置如图1、图2所示。
2大体积混凝土水化热温度效应数值分析2．1分析方法文中分析混凝土的温度分布和发展规律时主要考虑了混凝土浇筑温度、胶凝材料含量、水化热、比热、导热系数、密度、距混凝土表面1 2cm处空气的温度等影响因素。
超长混凝土结构裂缝成因与温度作用效应分析
１１１ 自生 应 力 。 ． ．
所 以可 不 必 考 虑 。
Hale Waihona Puke 钢 筋 混 凝 土 结 构 的 全 部 或 部 分 受 到 外 界 约 束 ． 度 收 缩 变 形 时 不 温 最 高 气 温 ； 是 年 最 低 气 温 ；是 计 算 时 的 龄 期 ； 是 结 构 开 始 受 温 度 ｔ ｔ 。 能 自 由变 形 而 引 起 的 外 约 束 应 力 。 例 如 楼 板 受 到 梁 柱 的约 束 、 架 梁 框 影 响 时 的 龄 期 ， 般 取 水 化 热 释 放 完 毕 时 龄 期 ， 超 长 混 凝 土 结 构 可 一 对 的变 形 受 到柱 子 的 约 束 、 架 变 形 受 到 地 基 基 础 的约 束 、 板 受 到 基 框 墙 取 ７ ｔ是 结 构 开 始 受 到 温 度 作 用 影 响 时 到 第 一 年 最 高 温 度 出 现 的 时 ｄ； 础 的约 束 、 础 板 受 到 梁 和 地 基 的 约 束 等 等 。 基 间间隔。 可 见 ， 究 温 度 对 结 构 变 形 影 响 时 ， 束 则 是 一 个 不 可 忽视 的 基 本 概 研 约 温 度 应力 计 算 时需 要 考 虑 的是 结 构 内部 的温 度 而 不 是 大 气 温 度 ， 念 。当 温 度 发 生 变 化 时 ， 于超 长 混凝 土 结构 无 论 是 外 约 束 还 是 内约 对 因 此 ，要 通 过 传 热 学 方 法 计 算 在 周 围 气 温 条 件 下 得 到 的结 构 内 部 温 束 由 于 温 差产 生 的 温度 变形 无 法 自由 释放 ，结 构 均 会 产 生 温 度 应 力 ， 度 。精 确 计 算 构 件 的季 节 温 差 并 非 易 事 ， 般 设 计 时综 合 考 虑 各 种 因 一 当 此应 力 大 于 混 凝 土抗 拉 强 度 时 ， 即产 生 裂 缝 。 素 ， 用估 算 值 。一 般 情 况 下 ． 计 时 并 不 确 定 混 凝 土 的 浇 筑 时 间 ， 采 设 所 １ ． 混 凝 土 收 缩应 力 导致 的 裂缝 ２ 以 ， 进 行 季 节 温 差 计 算 时 一 般 偏 保 守 考 虑 。 凝 土 的 浇 筑 时 间 选 为 在 混 混 凝 土 的重 要 组 成 部 分 是 水 泥 和 水 ， 收 缩 主要 是 由 干 燥 失 水 和 其 夏 季 。综 合 其 它 各 种 因素 ， 西 安 地 区 的季 节 温 差 一 般 取 ４ ℃。 在 ０ 碳 化作 用 引起 的 。混 凝 土在 结 硬 过 程 中发 生 不 同程 度 的 体 积 收 缩 ， 这 是 一 个 物 理 一 学 过 程 。 混凝 土 收缩 受 混凝 土 强 度 等 级 、 泥 品 种 、 化 水 水 ３ 超 长 混 凝 土 结 构 楼 板 裂 缝产 生 的 危 害 灰 比 、 落 度 、 护 （ 温 、 湿）外 界 环 境 、 捣 方 式 及 时 间等 各 种 因 坍 养 保 保 、 振 如今 ， 长混凝土结构 在工业与 民用建筑 、 梁 隧道 、 速公 路、 超 桥 高 素 的影 响 。混 凝 土 收 缩 种 类 繁 多 ， 主要 有 干 燥 收 缩 、 自生 收 缩 、 性 收 塑 水 工 大 坝 、 洋 机 场 等 工 程 项 目 中 ， 渐 得 到 了广 泛 应 用 。然 而 ， 实 海 逐 在 缩 、 化收缩 。 凝土干燥收缩就是指混凝土在硬化过程中 ． 碳 混 由于 温 度 际 工 程 中 ， 缝 问 题 不 可 避 免 。 裂 缝 的 存 在 一 方 面 影 响 了结 构 的美 观 裂 应 力 作 用 ， 凝 土 内部 的 水 分 不 断 向外 散 失 产 生 的体 积 收缩 容 易 产 生 混 和 正 常 使 用 ； 一 方 面 削弱 了 结 构 的 刚 度 和 整 体 性 ， 致 很 多 工 程 事 另 导 裂 缝 造 成 混 凝 土 强 度 和 耐 久 性 下 降 。 泥 浆 的 化 学 结 合 水 与 水 泥 一 起 水 故发生 。 在 早 期 结 硬 过 程 中产 生 少 量 的 收 缩 ， 做 “ 化 收 缩 ”也 叫 自生 收 缩 。 叫 硬 ， 众 所 周 知 ， 凝 土 的抗 压 强 度 和 极 限 压 缩 变 形 能 力 较 强 ， 而 抗 混 然 自生 收 缩 与 干 燥 收 缩 一 样 ， 由 于 水 分 的 迁 移 造 成 的 。塑 性 收 缩 的 量 是 拉 强 度 和 极 限 拉 伸 能 力 相 对 较 弱 。抗 拉 强 度 仅 是 抗 压 强 度 的 １８ １ ０ ／— ／ ２ 级很大 ， 达 １ 可 ％左 右 ， 混 凝 土 终 凝 前 的 塑 性 阶段 ， 凝 土 会 发 生 泌 在 混 左 右 ；８天 龄 期 Ｃ ０号 混 凝 土 的极 限拉 伸 值 不 超 过 １ ｘ ０ 。 因此 超 ２ ２ ． ｌ ０ 水 和水 分 快 速 蒸 发 的 现 象 。 并 且 水 泥 活性 大 ， 凝 土 在 浇 筑 后 ４ １ｈ 混 —５ 长 混 凝 土 楼 板 产 生 裂 缝 ． 主 要 是 由 于拉 应 力 值 超 过 了 混凝 土 抗 拉 强 内混 凝 土 温 度 较 高 ， 泥 水 化 反 应 激 烈 ， 易 在 表 面 出 现龟 裂 。 化 收 水 容 碳 度 ， 者 是 拉 伸 应 变 超
日照下混凝土箱梁温度场和温度应力研究
日照下混凝土箱梁温度场和温度应力研究1. 本文概述本文主要研究了日照作用下混凝土箱梁的温度场分布和温度应力。
随着土木工程技术的发展，钢筋混凝土箱梁结构被广泛应用于建筑领域。
在实践中发现，日照会对钢筋混凝土箱梁产生明显的温度效应，影响结构的受力性能和安全性。
研究混凝土箱梁的日照温度效应具有重要意义。
本文首先通过实验和数值模拟方法，对不同条件下的箱梁日照温度效应进行了研究。
研究结果表明，日照时间、强度、角度等因素都会影响箱梁的温度分布。
箱梁表面的温度变化幅度较大，而内部温度变化幅度较小。
太阳辐射强度对箱梁的温度分布和应力分布也有较大影响，高辐射强度会导致箱梁表面温度升高，从而引发更大的应力。
箱梁的传热性能与其结构尺寸、材料参数等因素有关，这些因素会影响日照温度效应的表现。
为了更好地理解和预测日照温度效应，本文还分析了钢筋混凝土箱梁日照温度应力的形成机理和计算方法。
同时，以现行的桥梁规范为依据，计算了试验模型的温度应力，并提出了钢筋混凝土箱梁日照温度裂缝控制的建议。
这些研究成果对于工程设计人员和规范编制具有重要的参考价值。
本文的研究旨在提高对混凝土箱梁日照温度效应的认识，为实际工程中箱梁的结构设计和安全评估提供科学依据，从而提高结构的安全性和耐久性。
2. 混凝土箱梁温度场的影响因素分析混凝土的热物理性质，如比热容、导热系数和热膨胀系数，对其温度响应至关重要。
比热容影响材料吸收和释放热量的能力，导热系数决定热量在材料内部的传导速度，而热膨胀系数则关系到材料在温度变化时的体积变化。
日照条件下，环境温度、相对湿度、风速和太阳辐射强度是主要的环境影响因素。
太阳辐射直接加热箱梁表面，而环境温度和风速影响热量的对流和辐射损失。
相对湿度则通过影响水分的蒸发和混凝土的干燥速率来间接影响温度场。
混凝土箱梁的几何尺寸、形状和方向对其温度分布有显著影响。
较大的表面积和较薄的截面会导致更快的温度变化。
箱梁的朝向也会影响其接收到的太阳辐射量，从而影响温度分布。