大体积混凝土水化热方案计算讲解
大体积混凝土施工中混凝土温度计算
大体积混凝土施工中混凝土温度计算在大体积混凝土施工中，混凝土温度的计算是至关重要的环节。
准确计算混凝土在施工过程中的温度变化，对于预防混凝土裂缝的产生、保证混凝土结构的质量和耐久性具有重要意义。
首先，我们要了解大体积混凝土的特点。
大体积混凝土结构厚实，混凝土量大，工程条件复杂，施工技术要求高。
由于水泥水化热的大量积聚，使得混凝土内部温度显著升高，而表面散热较快，从而形成较大的内外温差。
这种温差会在混凝土内部产生温度应力，如果温度应力超过混凝土的抗拉强度，就会导致混凝土开裂。
那么，如何计算大体积混凝土施工中的温度呢？这需要考虑多个因素。
水泥水化热是产生混凝土内部温度升高的主要原因。
不同品种、不同强度等级的水泥，其水化热是不同的。
一般来说，水泥用量越多，水化热越大。
我们可以通过查阅相关的水泥资料或者实验数据，获取水泥的水化热数值。
混凝土的浇筑温度也是一个重要的影响因素。
浇筑温度取决于混凝土出机温度、运输过程中的温度损失以及浇筑时的环境温度。
混凝土出机温度可以通过公式计算得出：＄T_0 ＝ T_s ＋（T_g T_s)（＼theta_1 ＋＼theta_2 ＋＼cdots ＋＼theta_n)＄其中，＄T_0$ 为混凝土出机温度，＄T_s$ 为原材料的平均温度，＄T_g$ 为搅拌机棚内温度，＄＼theta_1$、＄＼theta_2$ 、＄＼cdots$ 、＄＼theta_n$ 为各种原材料的温度修正系数。
在运输过程中，混凝土的温度会受到外界环境的影响而有所降低。
温度损失可以通过以下公式计算：＄＼Delta T_1 ＝（025t ＋ 0032n)（T_0 T_a)＄其中，＄＼Delta T_1$ 为运输过程中的温度损失，＄t$ 为运输时间（单位：小时），＄n$ 为混凝土转运次数，＄T_a$ 为运输时的环境温度。
混凝土的绝热温升也是计算温度的关键参数。
绝热温升可以用以下公式计算：＄T_{max} ＝ WQ ／（c\rho) （1 e^｛mt}）＄其中，＄T_{max}＄为绝热温升，＄W$ 为每立方米混凝土中水泥的用量（单位：千克），＄Q$ 为水泥的水化热（单位：焦耳/千克），＄c$ 为混凝土的比热容（单位：焦耳/（千克·摄氏度）），＄＼rho$ 为混凝土的质量密度（单位：千克/立方米），＄m$ 为与水泥品种、浇筑温度等有关的系数，＄t$ 为混凝土的龄期（单位：天）。
2016新编MIDAS-GEN大体积混凝土水化热分析
2016新编MIDAS-GEN大体积混凝土水化热分析1例题大体积混凝土水化热分析大体积混凝土水化热分析此例题将介绍利用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. 简要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2例题大体积混凝土水化热分析1.简要本例题介绍使用MIDAS/Gen 的水化热模块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>单位体系:长度 m，力 kN注:也可以通过程序右下角随时更改单位。
图2. 定义单位体系4. 主菜单选择模型>材料和截面特性>材料: 添加:定义新材料材料号:1 名称:基础规范:GB(RC)混凝土:C30 材料类型:各向同性材料号: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:1e6 泊松比:0.2 线膨胀系数:1e-5 容重:185. 主菜单选择工具>单位体系: 长度 m，力 kgf，热度 kcal6. 主菜单选择模型>材料和截面特性>材料: 4例题大体积混凝土水化热分析编辑:修改材料热特性数据基础比热:0.25 热传导率:2.3地基比热:0.2 热传导率:1.7图3. 定义材料3.定义材料时间依存特性1. 主菜单选择模型>材料和截面特性>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/m2 混凝土抗压强度系数a 4.5 b 0.95 2. 主菜单选择模型>材料和截面特性>时间依存性材料连接:强度进展:强度发展选择指定的材料:1.基础添加5例题大体积混凝土水化热分析图4. 定义材料时间依存特性注:材料的收缩徐变特性在水化热分析控制中定义。
大体积混凝土测温计算
大体积混凝土水化热温度计算公式是什么以厚度为1m的工程底板为例。
已知混凝土内部达到最高温度一般发生在浇筑后3-5天。
所以取三天降温系数0.36计算Tmax。
混凝土的最终绝热温升计算：Tn=mc*Q/(c*p)+mf/50 (1)不同龄期混凝土的绝热温升可按下式计算：Tt=Tn(1-e-mt) (2)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；Q：单位水泥水化热，Q=375kj/kg；mc：单位水泥用量；c：混凝土的比热，c=0.97kj/(kg*k);p:混凝土的密度，p=2400kg/m3;代入（1）得混凝土最终绝热温升：Tn=57.5℃；代入（2）得:T3=57.5*0.615=35.4℃；T4=57.5*0.72=41.4℃；T5=57.5*0.796=45.77℃；T7=57.5*0.892=51.3℃；底板按1m厚度计算：Tmax=Tj+Tt*δTmax: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10℃；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57.5℃代入：Tmax=10+57.5*0.36=30.7℃4、实测混凝土表面温度Tb混凝土的内部最高温度为30.7℃，根据现场实测表面温度Tb，计算内外温差，当温差超过25℃时，需进行表面覆盖保温材料，以提高混凝土的表面温度，降低内外温差。
5、混凝土表面保温层厚度计算δi=K*0.5hλi(Tb-Tq)/ λ(Tmax-Tb)其中：δi：保温材料所需厚度（m）；h:结构厚度（m）；λi：保温材料的导热系数，设用草袋保温，λi为0.14；λ：混凝土的导热系数，取2.3；Tq：混凝土3-7天的空气平均温度；Tb：混凝土表面温度；K：传热系数的修正值，即透风系数。
大体积混凝土水化热分析
大体积混凝土水化热分析在大规模混凝土施工中，水化热是一个关键的因素，对混凝土的性能和耐久性都有着重要影响。
本文将对大体积混凝土的水化热进行分析，并探讨其对混凝土结构的影响。
一、水化热的定义及影响因素水化热是指混凝土在水化反应中释放出的热量。
它主要来源于水泥与水发生化学反应所释放的能量。
水化热的大小与混凝土中水泥的用量成正比，与水泥的硅酸盐含量和活性物质的多少有关。
在混凝土施工过程中，水化热的释放速率及其产热峰值与结构尺寸、温度等因素密切相关。
二、大体积混凝土的特点大体积混凝土是指构件体积大于规定尺寸的混凝土，常见于大型水电站、桥梁和地下工程等工程中。
与普通混凝土相比，大体积混凝土具有以下几个特点：1. 热物性差：由于混凝土的大体积和厚度，其散热能力较差，容易引发水化热集中释放，导致温度升高。
2. 温度控制难度大：由于混凝土的散热难度，大体积混凝土施工过程中的温度控制比较困难，容易导致温度变化较大，影响混凝土的性能和耐久性。
3. 混凝土质量不均匀：由于施工的长持续时间和大块混凝土的浇筑，大体积混凝土的质量分布不均匀，可能引发温度应力和裂缝问题。
三、大体积混凝土水化热的分析1. 温度变化分析：根据混凝土中水化反应放热量和散热系数的关系，可以通过数学模型计算得出混凝土中温度的变化规律。
根据具体工程情况，可以对不同时间段内混凝土的温度变化进行模拟和分析。
2. 热应力分析：根据混凝土的温度变化和热收缩系数的关系，可以通过有限元分析等方法得出混凝土中温度引起的热应力分布。
根据分析结果，可以判断混凝土中可能出现的开裂问题，并采取相应措施进行预防和修复。
3. 混凝土性能分析：通过对大体积混凝土中水化热的分析，可以预测混凝土的强度发展规律、收缩变形等性能。
并结合具体工程要求，进行相应的调整和优化，以提高混凝土的整体性能和耐久性。
四、大体积混凝土中水化热的控制和预防措施为了控制和预防大体积混凝土中的水化热问题，可以采取以下几个方面的措施：1. 降低水化热产热速率：适当控制混凝土中水泥的用量，减少混凝土水化反应的放热量；选用硅酸盐普通水泥替代硅酸盐高性能水泥，以降低混凝土的活性。
大体积混凝土温度计算
大体积混凝土温度计算在建筑工程中，大体积混凝土的应用越来越广泛，如大型基础、大坝、桥梁墩台等。
然而，由于大体积混凝土结构的尺寸较大，水泥水化热释放集中，内部温升较高，如果不加以控制，容易产生温度裂缝，从而影响结构的安全性和耐久性。
因此，准确计算大体积混凝土的温度变化，对于采取有效的温控措施，预防裂缝的产生具有重要意义。
大体积混凝土温度计算的基本原理是基于热传导理论。
混凝土在浇筑后，水泥与水发生水化反应，释放出大量的热量，使混凝土内部温度升高。
同时，混凝土与周围环境存在温差，热量通过热传导的方式向外部散发，导致混凝土内部温度逐渐降低。
在计算大体积混凝土温度时，首先需要确定混凝土的绝热温升。
绝热温升是指在绝热条件下，混凝土因水泥水化反应而升高的温度。
其计算公式为：＄T_{绝热} ＝ WQ/C\rho$其中，＄W$ 为每立方米混凝土的水泥用量（kg/m³），＄Q$ 为每千克水泥的水化热（kJ/kg），＄C$ 为混凝土的比热容（kJ/kg·℃），＄＼rho$ 为混凝土的密度（kg/m³）。
混凝土的实际温升还受到散热条件的影响。
因此，需要考虑混凝土的浇筑温度、结构尺寸、表面保温条件等因素。
混凝土的浇筑温度是指混凝土入模时的温度，它受到原材料温度、搅拌运输过程中的温度损失等因素的影响。
为了降低浇筑温度，可以采取对原材料进行降温（如对骨料遮阳、洒水，使用低温水搅拌等）、在运输过程中进行隔热等措施。
大体积混凝土的结构尺寸对温度分布有着重要影响。
一般来说，混凝土结构越厚，内部温升越高，温度梯度越大。
在计算温度时，需要根据结构的形状和尺寸，建立相应的数学模型。
表面保温条件也是影响混凝土温度变化的重要因素。
良好的保温措施可以减少混凝土表面的热量散失，降低内外温差，从而减少温度裂缝的产生。
保温材料的种类和厚度应根据具体情况进行选择和计算。
在实际工程中，常用的大体积混凝土温度计算方法有差分法和有限元法。
大体积混凝土热工计算
Th= m c Q/C ρ（1-е-mt）式中：Th—混凝土的绝热温升（℃）；m c ——每m 3 混凝土的水泥用量，取3；Q——每千克水泥28d 水化热，取C——混凝土比热，取0.97[KJ/（Kg·K）]；ρ——混凝土密度，取2400（Kg/m3）；е——为常数，取2.718；t——混凝土的龄期（d）；m——系数、随浇筑温度改变，取2、混凝土内部中心温度计算T 1（t）=T j +Thξ（t）式中：T 1（t）——t 龄期混凝土中心计算温度，是混凝土温度最高值T j ——混凝土浇筑温度，取由上表可知，砼第6d左右内部温度最高，则验算第6d砼温差2、混凝土养护计算1、绝热温升计算计算结果如下表ξ（t）——t 龄期降温系数，取值如下表大体积混凝土热工计算计算结果如下表：混凝土表层（表面下50-100mm 处）温度，底板混凝土表面采用保温材料（阻燃草帘）蓄热保温养护，并在草袋上下各铺一层不透风的塑料薄膜。
地下室外墙1200 厚混凝土表面，双面也采用保温材料（阻燃草帘）蓄热保温养护，并在草袋上下各铺一层不透风的塑料薄膜。
①保温材料厚度δ= 0.5h·λi (T 2-T q )K b /λ·（T max -T 2）式中：δ——保温材料厚度（m）；λi ——各保温材料导热系数[W/（m·K）] ，取λ——混凝土的导热系数，取2.33[W/（m·K）]T 2——混凝土表面温度：23.9（℃）（Tmax-25）T q ——施工期大气平均温度：25（℃）T 2-T q —--1.1（℃）T max -T 2—21.0（℃）K b ——传热系数修正值，取δ= 0.5h·λi (T 2-T q )K b /λ·（T max -T2）*100=-0.32cm故可采用一层阻燃草帘并在其上下各铺一层塑料薄膜进行养护。
②混凝土保温层的传热系数计算β=1/[Σδi /λi +1/βq ]δi ——各保温材料厚度λi ——各保温材料导热系数[W/（m·K）]βq ——空气层的传热系数，取23[W/（m 2·K）]代入数值得：β=1/[Σδi /λi +1/βq ]=48.83③混凝土虚厚度计算：hˊ=k·λ/βk——折减系数，取2/3；λ——混凝土的传热系数，取2.33[W/（m·K）]hˊ=k·λ/β=0.0318④混凝土计算厚度：H=h+2hˊ= 1.66m⑤混凝土表面温度T 2（t）= T q +4·hˊ（H- h）[T 1（t）- T q ]/H 2式中：T 2（t）——混凝土表面温度（℃）T q —施工期大气平均温度（℃）hˊ——混凝土虚厚度（m）H——混凝土计算厚度（m）式中： hˊ——混凝土虚厚度（m）式中：β——混凝土保温层的传热系数[W/（m 2·K）]T 1（t）——t 龄期混凝土中心计算温度（℃）不同龄期混凝土的中心计算温度（T 1（t））和表面温度（T 2（t））如下表。
大体积混凝土水化热分析FEA
大体积混凝土水化热分析FEA 在建筑工程领域，大体积混凝土的应用越来越广泛，如大型基础、桥梁墩台、大型水坝等。
然而，由于大体积混凝土在浇筑后水泥水化反应产生的大量热量难以迅速散发，容易导致混凝土内部温度升高，从而产生温度应力。
当温度应力超过混凝土的抗拉强度时，就会引发裂缝，严重影响混凝土结构的安全性和耐久性。
因此，对大体积混凝土水化热进行分析是十分必要的。
有限元分析（Finite Element Analysis，FEA）作为一种有效的数值分析方法，为大体积混凝土水化热的研究提供了有力的工具。
一、大体积混凝土水化热的产生机理水泥在水化过程中会释放出大量的热量，这是大体积混凝土内部温度升高的主要原因。
水泥的水化反应是一个复杂的化学过程，其放热量与水泥的品种、用量、水化程度等因素有关。
一般来说，水泥的水化热在浇筑后的前 3 天内释放较快，之后逐渐减缓。
在大体积混凝土中，由于混凝土的导热性能较差，热量在内部积聚，导致内部温度迅速升高。
而混凝土表面与外界环境接触，热量可以通过对流和辐射等方式散失，使得表面温度相对较低。
这种内外温差会在混凝土内部产生温度梯度，从而引起温度应力。
二、大体积混凝土水化热的影响因素1、水泥品种和用量不同品种的水泥水化热不同，一般来说，早强型水泥的水化热较高。
水泥用量越大，水化热产生的热量也就越多。
2、混凝土配合比混凝土中骨料的种类、粒径、级配以及水灰比等都会影响混凝土的导热性能和热容量，从而影响水化热的分布和传递。
3、浇筑温度浇筑时混凝土的初始温度越高，内部温度峰值也会相应升高。
4、环境温度外界环境温度的高低和变化会影响混凝土表面的散热速度，进而影响混凝土内部的温度分布。
5、结构尺寸和形状大体积混凝土结构的尺寸越大，热量越难以散发，内部温度升高越明显。
结构的形状也会影响热量的传递和分布。
三、有限元分析（FEA）在大体积混凝土水化热分析中的应用1、建立模型首先，需要根据大体积混凝土结构的实际尺寸和形状建立有限元模型。
MIDAS有限元程序培训-大体积混凝土水化热
根据以上原则，承台施工冷却水管布置如下图所示。
225
120
60
1360
450
225
120
150
450
1160
100
80
2200 2360
80
100 50
80
R50
50
22x100 2360
80
图4-1 承台冷却水管布置立面图（单位：cm）
图4-2
承冷却水管布置平面图（单位：cm）
五、结构建模
分段浇筑的混凝土水化热施工阶段分析的建模和分析过程如下。
表6-2 第一层混凝土温度应力场分析表（MPa）
项目 龄期 1d 1.72 0.47 3.66＞1.15 不出现有害温度裂 缝 3d 2.2 0.96 2.29＞1.15 不出现有害温度裂 缝 7d 2.7 1.05 2.57＞1.15 不出现有害温度裂 缝 28d 2.95 0.73 4.04＞1.15 不出现有害温度裂 缝
三、材料热特性值计算
（5）边界对流系数 承台浇筑时，一般侧面采用钢模板、顶面暴露于空气中，根据《大体积混凝土温度应力与温度控制》 12.2，对流系数计算公式：
1 h
s
式中：
1
0
h ——保温层厚度； s ——保温材料的导热系数；
0 ——保温板的外表面与空气之间的放热系数；
混凝土顶面裸露表面的放热系数为82.2KJ/（m2· h· ℃） 混凝土侧面采用钢模板进行施工，厚6mm，导热系数为163.29 kJ/(m2﹒h﹒℃)，钢板（光滑表面）在空气中的放热系数为76.7kJ/(m2﹒h﹒℃)，
MIDAS有限元程序培训（七） ——大体积混凝土水化热分析
让世界更畅通
大体积混凝土发热温升计算
大体积混凝土发热温升计算计算依据《斜拉桥建造技术》（人民交通出版社·陈明宪编）所给出的大体积混凝土温度计算公式。
由于混凝土中加入了粉媒灰、GNA 等外加剂，理论可降低混凝土水化热10％～20％，下文中混凝土绝热温升按降低10％计算。
对初期有表面散热和内部通水冷却的混凝土结构，在计算其最高平均温度Tm 时，采用以下公式：Tm=Tb XCa TrX Ca Ca X Tb Ts X Ca X Ca Tb Tj +-+---+--11112)1)((112)( （1）式中：Tm ——混凝土内部平均最高温度； Tj ——混凝土的浇筑温度，取值20℃； Tb ——混凝土表面温度，计算方法：Tb=Tq+△T 式中：Tq ——混凝土浇筑时的平均气温，取值15℃； △T ——混凝土表面温度高于气温的差值，表面不覆盖草袋时，△T ＝3～5℃；表面覆盖一层草袋时，△T ＝10℃；表面流水养护时，Tb=0.5（气温+流水初始温度）。
Ts ——冷却水管初期通水的水温，取值15℃； X ——冷却水管散热残留比，X=)6.3,2'(sqsCs lD r a f ρλ；在求Tm 时，取最高温升龄期所对应的X ，其值由书中所给曲线图中查得；a ——混凝土导温系数（m 2/d ），取值为0.11； a ′——)lg (lg 2d D a-（m 2/d ），取值为0.15；D ——冷却圆柱体的直径（m ），计算方法：当水管在过水管的垂直截面上呈梅花型布置，且S 1=1.1547S 2时，按等面积换算公式为：D=1.2125S 2 ；当水管在过水管的垂直截面上呈方形布置时：D=1.18521S S ；当水管在过水管的垂直截面上呈长方形布置时：D=1.2121S S 。
式中：S1——水管的水平间距（m ）； S2——水管的垂直间距（m ）； 本工程中计算得：D=1.39m 。
d ——冷却水管的直径（m ）； R ——龄期；λ——混凝土的导热系数（W/m.k ），取值为2.33； Cs ——水的比热（kj/kg.k ），取值为4.2； qs ——冷却水的流量（m 3/h ），计算得1.08； ρs ——水的密度；l ——每根连续的冷却管的长度（m ），取值为22m ； Ca1——底部不绝缘，上层混凝土接受下层混凝土传热并向表面散热的残留比；在求Tm 时，取最高温升龄期所对应的Ca1，其值由书中所给曲线图中查得；h ——混凝土的浇筑厚度，h ＝6m ；Ca2——底部不绝缘，上层混凝土向下层混凝土传热及表面散热的残留比；在求Tm 时，取最高温升龄期所对应的Ca2，其值由书中所给曲线图中查得；Tr ——通过表面及冷却管散热之后的水化热温升；计算方法： Tr=∑+-+---ri r X i r Ca r Th r Th )]5.01()5.0(2))1()([式中：Th ——混凝土的最终绝热温升，Th=ρC WQ，计算得52.6； Th(r)——在龄期r 时混凝土的绝热温升，Th(r)＝Th(1-e -mr ),其中m ＝0.25（1/d ）；在求Tm 时，取最大的Tr ；)5.0(2+-i r Ca ——龄期为5.0+-i r 时的Ca2值；其值由书中所给曲线图中查得；)5.01(+-r X ——龄期为5.0+-i r 时的X 值。
水化热仿真模拟计算在大体积混凝土施工中的应用
水化热仿真模拟计算在大体积混凝土施工中的应用水化热是指混凝土在固化过程中放出的热量。
混凝土在浇筑后，会通过水化反应逐渐硬化和固化，水化反应是一个放热反应，会释放大量的热量。
这些热量会引起混凝土的温度升高，而高温会导致混凝土的收缩、裂缝等问题，影响混凝土的质量和使用寿命。
在大体积混凝土施工中，水化热仿真模拟计算是十分重要的。
水化热仿真模拟计算是通过建立混凝土的水化热数学模型，利用计算机仿真技术，对混凝土在施工中的温度场、热场和应力场进行预测和分析。
通过对混凝土在浇筑、固化和硬化过程中的温度变化进行模拟和计算，可以得到混凝土的温度发展规律和变化趋势，为施工提供科学的参考依据和决策依据。
1. 温度控制：水化热仿真模拟计算可以预测混凝土在不同施工阶段的温度变化情况，帮助工程师制定合理的施工方案和控制措施，避免混凝土温度过高导致的问题，如收缩、裂缝等。
同时可以提前发现温度异常情况，及时采取措施进行调整和修复，保证施工质量。
2. 构件尺寸设计：在大体积混凝土施工中，水化热会引起混凝土的收缩和变形，影响构件的尺寸和形状。
水化热仿真模拟计算可以预测混凝土的收缩量和收缩变形情况，为构件的尺寸设计提供科学依据，确保构件的几何形状和尺寸满足设计要求。
3. 保温措施：混凝土在施工过程中会散发大量的热量，会导致混凝土外层温度较低，从而产生温度梯度。
这样的温度梯度会引起混凝土的不均匀收缩和裂缝。
水化热仿真模拟计算可以预测混凝土的温度变化，为合理选择保温措施提供依据，有效减小温度梯度，避免混凝土裂缝的产生。
4. 施工工期安排：水化热仿真模拟计算可以预测混凝土的硬化时间和强度发展规律，帮助工程师合理安排施工工期和节点，以及相关施工工艺。
通过合理安排施工工期，可以使混凝土在不同施工阶段达到最佳的硬化时间和强度发展，提高工程效率和节约成本。
水化热仿真模拟计算对大体积混凝土施工具有重要的应用价值。
它可以帮助工程师预测混凝土的温度变化、收缩变形和强度发展规律，为施工提供科学的参考和决策依据，提高施工质量和效率，减少施工风险和成本，保证工程的安全可靠运行。
- 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)。
大体积混凝土水化热温度计算 目录 大体积混凝土水化热温度计算 ........................................... 错误!未定义书签。 1工程概况 ........................................................... 错误!未定义书签。 2承台大体积混凝土的温控计算 ......................................... 错误!未定义书签。 相关资料 ........................................................ 错误!未定义书签。 、承台混凝土的绝热温升计算 ....................................... 错误!未定义书签。 混凝土最高水化热温度及3d、7d的水化热绝热温度 .................... 错误!未定义书签。 T（7）=℃承台混凝土各龄期收缩变形值计算 ......................... 错误!未定义书签。
承台混凝土各龄期收缩变形换算成当量温差 ........................... 错误!未定义书签。 承台混凝土各龄期内外温差计算 ..................................... 错误!未定义书签。 3 冷却管的布置及混凝土的降温计算 ..................................... 错误!未定义书签。 承台混凝土设置冷却管参数 ......................................... 错误!未定义书签。 体积V=3184 m3冷却管的降温计算 ....................... 错误!未定义书签。 4结论及建议 ......................................................... 错误!未定义书签。 结论 ............................................................ 错误!未定义书签。 建议 ............................................................ 错误!未定义书签。 大体积混凝土水化热温度计算 1工程概况 XX特大桥，其主桥主墩承台最大尺寸长、宽、高分别为42.5米、15米、5米，混凝土标号为C30，施工时最低气温为5℃。 2承台大体积混凝土的温控计算 相关资料 1、配合比及材料 承台混凝土：C：W：S：G=1：：：： 材料：每立方混凝土含海螺水泥300Kg、赣江中砂754 Kg、湖北阳新5~25mm连续级配碎石1086 Kg、深圳五山WS-PC高效减水剂3.4Kg、拌合水160 Kg。 2、气象资料 桥址区位于亚热带大陆季风性气候地区，具有四季分明，无霜区长，日照充足，水源充足，湿光同季，雨热同季的气候特征。年平均气温17.6℃，极端最高气温为40.1℃，极端最低气温为-9.7℃。 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。 4、《大体积混凝土施工规范》（GB 50496-2009） 5、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010） 、承台混凝土的绝热温升计算 《大体积混凝土施工规范》（GB 50496-2009）P23 《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）P21 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=300Kg/m3；水化热Q=250J/ Kg，混凝土比热c= Kg℃，混凝土密度=2423 Kg/m3 承台混凝土最高水化热绝热升温： Tmax=WQ（1-e-mt）/ c=(300×250)×1/（×2423）=32.24℃ 3d的绝热温升：T（3）=（*3）=19.13℃ T（3）==19.13℃
7d的绝热温升 T（7）=（*7）=28.3℃ T（7）=9.17℃承台混凝土各龄期收缩变形值计算
《大体积混凝土施工规范》（GB 50496-2009）P24 2101.00)()1(MMetyty
····10M
式中：0y为标准状态下的最终收缩变形值；1M为水泥品种修正系数；2M为水泥细度修正系数；3M为骨料修正系数；4M为水灰比修正系数；5M为水泥浆量修正系数；6M为龄期修正系数；7M为环境温度修正系数；8M为水力半径的倒数(cm-1),为构件截面周长(L)与截面面积(A)之比:r=L/A；9M为操作方法有关的修正系数；10M为与配筋率Ea、Aa、Eb、Ab有关的修正系数,其中Ea、Eb分别为钢筋和混凝土的弹性模量(MPa),Aa、Ab分别为钢筋和混凝土的截面积(mm2)。
查表得：1M=，2M=1. 0，3M=1. 0，4M=，5M=， 6M=（3d），6M=（7d），6M=（15d），
7M=，8M=，9M=，10M=，
则有：1M2M3M4M5M7M8M9M10M = 、3d的收缩变形值
603.00)3(401.1)1(Meyy
=09.1401.1)1(03.0e=
2、7d的收缩变形值
607.00)7(401.1)1(Meyy
=0.1401.1)1(07.0e=
承台混凝土各龄期收缩变形换算成当量温差
《大体积混凝土施工规范》（GB 50496-2009）P25 1、3d龄期 46.1100.1/)10146.0(/)3(54)3(yyT℃
2、7d龄期 07.3100.1/)10307.0(/)7(54)7(yyT℃ 承台混凝土各龄期内外温差计算 假设入模温度：T0=10℃，施工时环境温度：Th=5℃ 1、3d龄期 T= T0+2/3T(t)+Ty(t)- Th =10+2/+=19.21℃
2、7d龄期 T= T0+2/3T(t)+Ty(t)- Th =10+2/+=℃
计算折减系数，根据试验资料可取2/3 由以上计算可知，承台混凝土内外温差最大为26.94℃，大于《大体积混凝土施工规范》（GB 50496-2009）P7中关于大体积混凝土温度内外温差为25℃的规定。若需降低混凝土的内外温差，在混凝土中埋设冷却管是一种行之有效的方法。 3 冷却管的布置及混凝土的降温计算 承台混凝土设置冷却管参数 1、水的特性参数： 水的比热：c水= Kg℃；水的密度 水=103 Kgm3；冷却管的直径：D=5cm 2、承台混凝土冷却管的布置形式 承台混凝土埋设冷却管，上下左右冷却管相临间距为1米。其中40#承台按上下左右1米布置，共计4层。分别设置4个进出水口。 3、主桥承台混凝土体积（除去冷却管后） 40#承台混凝土： 体积V=3184 m3冷却管的降温计算 砼砼砼水水水水cVcTtQT
式中：水Q—冷却管中水的流量， t—冷却管通水时间
水—水的密度
水T—进出水口处的温差20℃
水c—水的比热
砼V—混凝土的体积
砼—混凝土的密度
砼c—混凝土的比热
1、3d龄期 冷却管通水时间：持续通水（按t=1d计算），出水管和进水管的温差：T=20℃ XX特大桥承台混凝土：
7.296024233184102.420100.112410cct33砼砼砼水水水水V
TQT℃
2、7d龄期 冷却管通水时间：持续通水（按t=3d 计算），出水管和进水管的温差：T=20℃ XX特大桥40#承台混凝土：
17.896024233184102.420100.132410cct33砼砼砼水水水水V
TQT℃
（5）、预埋冷却管后各龄期承台混凝土内外温差值： XX特大桥40#承台混凝土： 1、3d龄期 T17.86℃ （安全系数为）
2、7d龄期 T22.86℃ （安全系数为）
4结论及建议 结论 承台大体积混凝土在浇注过程中，由于混凝土在结硬过程中内部产生大量的热量使其内部温度升高，当内外温度相差过大时就容易出现温度裂缝，若需降低混凝土的内外温差，在混凝土中埋设冷却管是一种行之有效的方法。计算表明：混凝土中埋设冷却管后内外温差均小于25℃，满足《混凝土结构工程施工规范》（GB 50666-2011）P60中的规定。 建议 1、浇注混凝土避免阳光直晒，一般选择在傍晚开始直至第二天十点以前。对粗骨料进行喷水和护盖，施工现场设置遮阳设施，搭设彩条布棚。 2、承台混凝土冷却管按间隔一米埋设，上下左右冷却管相临间距严格控制在1米以内，严格观察入水口和出水口的水温差，根据水温差，及时调整泵水速度。水温差大时，提高水速；水温差小时，降低水速。通过冷却排水，带走混凝土体内的热量，本计算方案表明，此方法使大体积混凝土体内的温度降低3-4℃。 3、浇注混凝土时，采用分层浇注，控制混凝土在浇注过程中均匀上升，避免混凝土拌和物局部堆积过大，混凝土的分层厚度控制在20-30cm。 4、浇注混凝土后，搭设遮阳布棚，避免阳光爆晒混凝土表面。混凝土表面用土工布覆盖保湿保温，要十分注意洒水养生，使混凝土缓慢降温，缓慢干燥，减少混凝土内外温差。 5、浇注混凝土后，每2小时测量混凝土表面的温度和冷却管的出水温度，及时调整养护措施。