大体积混凝土水化热计算和混凝土抗裂验算(泰康人寿)

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。

大体积混凝土水化热计算定稿版在建筑工程中，大体积混凝土的应用越来越广泛。

然而，由于其体积较大，水泥水化过程中释放的热量不易散发，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，就会引起混凝土裂缝，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水化热对于控制混凝土的温度裂缝至关重要。

一、大体积混凝土水化热的产生原理水泥在水化过程中会发生一系列的化学反应，这些反应会释放出热量。

对于大体积混凝土，由于其体积大，热量聚集在内部，难以迅速散发出去，从而导致混凝土内部温度升高。

水泥的水化热主要取决于水泥的品种、强度等级以及水泥的用量。

一般来说，高标号水泥的水化热较大，水泥用量越多，水化热也越大。

二、大体积混凝土水化热计算的重要性准确计算大体积混凝土的水化热具有以下重要意义：1、预测混凝土内部的温度变化：通过计算水化热，可以预测混凝土在不同时间点的温度分布，为采取有效的温控措施提供依据。

2、控制温度裂缝：避免因温度应力过大而导致混凝土开裂，保证结构的整体性和耐久性。

3、优化施工方案：根据水化热计算结果，合理安排混凝土的浇筑顺序、分层厚度、养护方式等施工参数，提高施工质量和效率。

三、大体积混凝土水化热计算的方法目前，常用的大体积混凝土水化热计算方法主要有以下几种：1、经验公式法经验公式法是根据大量的试验数据和工程实践总结出来的计算公式。

常见的经验公式有：（1）双曲线式：Q(t) ＝ Q0(1 e^（mt)）其中，Q(t)为t 时刻的水化热，Q0 为最终水化热，m 为常数，与水泥品种、强度等级等有关。

（2）指数式：Q(t) ＝ Q0(1 e^（nt)）＾p式中，n、p 为常数，取决于水泥的特性。

经验公式法计算简单，但准确性相对较低，适用于初步估算。

2、热平衡法热平衡法基于能量守恒原理，考虑了混凝土的热传导、对流和辐射等传热过程。

通过建立热平衡方程，求解混凝土内部的温度分布。

大体积砼的抗裂计算一、大体积砼的抗裂计算考虑到理论计算与实际计算的差异，为确保质量，初步定分二层浇筑(分块施工难度大，工期不允许)，但设计不同意，最后决定一次浇筑。

如下计算：(一)配合比的确定大体积砼配合比需满足低水化热值和砼强度等级C40要求。

为此，做了以下几点调整：1.经设计同意后，选用砼的60天强度值替代28天强度值，从而降低水泥用量；2.采用高效减水剂降低砼中水的用量；3.采用石家庄产UEA（微膨胀剂）增强砼的抗裂性能；4.采用二级以上粉煤灰替代部分水泥来增强砼的和易性。

经过3月－6月近4个月的反复试配，大体积砼的配合比为：单位：Kg大同(P,0525)水泥 322 水 185 砂 745 石 1118 减水剂 6.63 UEA 40 粉煤灰 40 砼的塌落度为18±3cm，缓凝12h。

(二)砼的抗裂计算1.砼的将温系数2.8米厚大体积砼底板，保温为120mm厚，两层塑料布。

h'－砼虚厚度，h'=(Kλ)/βλ－砼导热系数：2.33w/(mk)K－计算折减系数，K=0.666β=1/[(δ/K1λ1)+(1/βq)]δ－保温材料的厚度，δ＝0.88λ1-保温材料导热系数，λ1＝0.28βq－空气层传热系数，取23w/(m2k)K1－传热系数的修正系数Β＝1.42 h'＝1.09mξ(t)－降温系数，按4米厚底板查表，取值见下表day ξ(t) 3 0.74 6 0.73 9 0.72 12 0.65 15 0.55 18 0.46 21 0.37 24 0.30 27 0.25 30 0.24 2.砼的中心温升计算T(t)=ξ(t)(1-e-mt)CQ/cρ式中：T(t)－浇筑完砼一段时间t，砼的中心温升值C－每立方米水泥用量(Kg)Q－每公斤水泥水化用量(J/Kg)C－砼的比热 0.96J/Kgρ－砼质量密度2400Kg/m3e－常数 2.718m－经验系数取0.406t－龄期天ξ(t)－降温系数为简化计算，并考虑粉煤灰的放热T(t)＝ξ(t)CQ/cρ+F/50F－每立方米粉煤灰用量(Kg)T(3)=31.0℃ T(6)=30.60℃ T(9)=30.2℃T(12)=27.3℃ T(15)=23.3℃ T(18)19.64℃T(21)=16.0℃ T(24)=13.1℃ T(27)=11.13℃T(30)=10.8℃3.各龄期砼收缩变形值εy(t)=εy0(1-e-0.01t)×M1……M10M1～M10 考虑各种因素的修正系数εy0－标准状态砼最终收缩值取3.24×10-4M1=1.10 低热水泥M2=1.35 水泥细度(5000)M3=1.0 骨料为砾砂M4=1.0 水灰比0.4M5=1.2 水泥浆量(25%)M6=1 7天M6=0.93 15天M7=0.88 相对湿度(60%)M8=1.2γ=(2×2.8+40.1)/(2.8×40.1)=0.4(γ－水力半径的倒数m-1，为构件截面周长与截面积之比γ=/A)M9=1.0 机械振捣M10=0.85EaAa/EbAb=2.0×105×804.2×6×6/(1000×2800×3.25×104)=0.06[(EaAa/EbAb)]－配筋率M1×……×M10=1.4εy(3)=0.134×10-4 εy(6)=0.134×10-4 εy(9)=0.134×10-4εy(12)=0.134×10-4 εy(15)=0.134×10-4 εy(18)=0.134×10-4εy(21)=0.134×10-4 εy(24)=0.134×10-4 εy(27)=0.134×10-4εy(30)=0.134×10-44.砼当量温差计算Ty(t)=-εy(t)/α式中，Ty(t) －各龄期(d)砼收缩当量温差，负号表示降温εy(t) －各龄期(d)砼收缩相对变形值α－砼的线膨胀系数，取1.0×10-5Ty(3)=-1.34℃ Ty(6)=-1.34℃ Ty(9)=-1.34℃Ty(12)=-1.34℃ Ty(15)=-1.34℃ Ty(18)=-1.34℃Ty(21)=-1.34℃ Ty(24)=-1.34℃ Ty(27)=-1.34℃Ty(30)=-1.34℃5.弹性模量计算E(t)=E0(1-e-0.09t)E(7)－砼从浇筑到计算时的弹性模量(N/mm2)E0－砼的最终弹性模量(N/mm2)，取为3.25×104E(3)=0.77×104 E(6)=1.36×104 E(9)=1.5×104E(12)=2.15×104 E(15)=2.41×104 E(18)=2.61×104E(21)=2.76×104 E(24)=2.88×104 E(27)=2.96×104 E(30)=3.03×1046.温差的计算6.1浇筑温度－Tj，平均大气温度Tq根据气象资料太原 6月份平均气温20～28℃浇筑温度，取Tj=30℃感谢您的阅读，祝您生活愉快。

大体积砼温控计算书我部第一次是的是洪庆高架桥25#左承台，其平面尺寸为13。

5m ×12。

5m,其高度为4m,一次性混凝土浇筑方量为650m 3,承台混凝土施工时间安排在2010年3月25日21：00至次日10：00前结束，最高温度考虑为：15℃，最低温度考虑为5℃。

大体积混凝土施工的温度控制计算，考虑两种温度应力,都应该满足混凝土抗裂的要求.１、混凝土内外温差引起的内力（混凝土同一时间点横向温差)；２、混凝土温度收缩应力(不同时间点的纵向温差).现就两种应力进行计算：一、 混凝土浇筑前裂缝控制施工计算（一）、综合数据拟定１、混凝土配合比混凝土设计标号为C25, 其配合比为：1：0.233：2.785：4。

352：0.016，1m 3混凝土需270kg 水泥,使用山西黄腾HT-HPC 减水剂,每方混凝土掺加4.33kg ，华元II 级粉煤灰掺量为63kg 。

２、基本数据取定与计算水泥水化热:Q=377J/kg ；混凝土比热：C=0。

96J/kg ﹒K ；混凝土质量密度:ρ=2400kg/m3。

（二）、各龄期应力计算因为混凝土一般在２－５天水化热温度达到最高，故需丛混凝土具有两天龄期时开始计算其温度应力.在温度上升阶段，混凝土的弹性模量较低，约束应力较小,故不必考虑其温度上升阶段的裂缝问题。

混凝土内外温差应力计算采用相应抗拉强度标准值,而纵向混凝土温度收缩温差引起的应力采用抗拉强度设计值,并考虑1.15的安全系数,因为其产生的是必须避免的贯通性裂缝.１、2天龄期后应力计算(此时还没有拆除模板）混凝土的抗拉强度为：()()Mpa t R R l b l b 75.02lg 1.28.0lg 8.067.067.0)2(=⨯⨯=⨯⨯=()()Mpat R R l l 62.02lg 75.18.0lg 8.067.067.0)2(=⨯⨯=⨯⨯= 考虑1。

15安全系数的抗拉设计强度：MpaR l 54.015.1/)2(=２天龄期对应的弹性模量为：()()()()Mpa E E t C 46121108.21209.0409.02=-⨯⨯=-⨯=•-•-（１）、混凝土内外温差引起的应力 ),(11)31(220)(i y x t t H u h y T E ⨯-⨯-⨯⨯⨯=ασ上式中Ｅ为对应龄期混凝土的弹性模量α为混凝土线膨胀系数，取1Ｘ10-5，T0为混凝土内外温差。

立磨大体积砼裂缝控制计算公式：一、大体积砼温度计算公式1、最大绝热温升（二者取其一）（1）T h=（m c+K*F）*Q/c*pT h=m c*Q/c*p*（1-e- mt）式中T h---混凝土最大绝热温升（℃）m c---混凝土中水泥（包括膨胀剂）用量（㎏/m3）F---混凝土活性掺合料用量（㎏/m3）K---掺合料折减系数。

粉煤灰取0、25～0、3 Q---水泥28d水化热（KJ/Kg）不同水泥品种、强度等级水泥的水化热见下表C---混凝土比热、取0.97 [KJ/(Kg.K)]p---混凝土密度、取2400（kg/m3）e---为常数，取2.718t-- -混凝土的龄期(d)m---系数、随浇筑温度改变系数m 见下表2、混凝土中心温度计算T1（t）=Tj+Th*ξ（t）式中T1（t-----t龄期混凝土中心计算温度（℃）Tj---混凝土浇筑温度（℃）ξ（t ）---t龄期降温系数3、混凝土表层（表面下50～100mm 处）温度 1）保温材料厚度（或蓄水养护深度）δ=0。

5h*λx （T 2-Tq ）*K b /λ（Tmax-T 2） 式中 δ ---保温材料厚度（m ）λx ---所选保温材料导热系数 [W/(m*K)]几种保温材料导热系数 见下表 T 2 ---混凝土表面温度 （℃） Tq -----施工期大气平均温度 （℃） λ ----混凝土导热系数,取2.33W/(m*K) Tmax---计算得混凝土最高温度 （℃） 计算时可取 T2-Tq=15～20℃Tmax-T2=20～25℃K b ---传热系数修正值,取1.3～2.02、K2值为刮大风情况。

2）混凝土表面模板及保温层的传热系数β=1/〔∑δi/λi+1/βq〕式中β---混凝土表面模板及保温层等的传热系数〔W/（㎡*K）〕δi---各保温材料厚度（m）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/（㎡·k）〕3）混凝土虚厚度h’=k·λ/β式中h’——混凝土虚厚度（m）；K ——折减系数，取2/3；λ——混凝土导热系数，取2.33〔W/（m*K）〕4)混凝土计算厚度H=h+2 h’式中 H——混凝土计算厚度(m)h----混凝土实际厚度(m)5)混凝土表面温度T2(t)=Tq+4·h’(H- h’)[T1(t)-Tq]/H2式中T2(t)---混凝土表面温度(℃)Tq ——施工期大气平均温度(℃)h’——混凝土虚厚度（m）H ——混凝土计算厚度（m）T1(t)————混凝土中心温度(℃)4．混凝土内平均温度T m（t）=[ T1(t)+ T2(t)]/2二．应力计算公式1、地基约束系数（1）单纯地基阻力系数C x1（N/mm3），查附表，见下表单纯地基阻力系数C x1（N/mm3）(2)桩的阻力系数C x2=Q/F式中C x2——桩的阻力系数（N/mm）；Q ———桩产生单位位移所需水平力（N/mm）；当桩与结构铰接时Q=2E·I[Kn·D/（4E·I）]3/4当桩与结构固结时Q=4E·I[Kn·D/（4E·I）]3/4 E———桩混凝土的弹性模量（N/mm2）；I———桩的惯性矩（mm4）；Kn———地基水平侧移刚度，取1×10-2（N/mm3）；D———桩的直径或边长（mm）；F———每根桩分担的地基面积（mm2）。

大体积混凝土计算公式大体积混凝土计算公式1.温度计算公式1最大绝热温升T h =(W c+K·F) Q/ C·ρT h------混凝土最大绝热温升(℃)W c---混凝土中水泥用量（kg/m3）F----混凝土中标活性掺合料用量（kg/m3）K---掺合料折减系数。

粉煤灰取0.25～0.30 Q----水泥28d水化热（KJ/kg）。

C----混凝土比热.取0.97（KJ/kg . k）ρ—混凝土密度.取2400（kg/m3）不同品种.标号水泥的水化热2.混凝土中心计算温度T1(t) =T j+T h·ξ(t)……(5-5-7).T1(t)-----t岭期混凝土中心计算温度（℃）T j =混凝土浇筑温度（℃）ξ(t) =t龄期降温系数。

降温系数ξ3 混凝土表层（表面下50～100mm处）温度（1）保温材料厚度（或蓄水养护深度）δ=0.5h·λx(T2-T q)k b/λ(T max-T2)δ---保温材料厚度(m)h---大体积混凝土厚度(m)λx--所选保温材料导热系数(w/mk),T2---混凝土表面温度(℃)T q---环境平均温度(℃)K b---修正值.取1.3～2.0λ---混凝土导热系数,取2.33(w/m.k)T max----计算得混凝土最高温度(℃)计算时可取T2 - T q=15～20 ℃T max - T2=20～25℃几种保温材料导热系数传热系Kb数修正值K b1值为一般刮风情况（风速＜4m/s,结构位置/＞25m）K b2值为刮大风情况如采用蓄水养护方法. 蓄水深度h w= X·M(T max-T2)K b·λw/(700T j+0.28w c·Q) ……(5-5-9) 其中：M=F/Vh w-----养护水深度（m）X-----混凝土维持到指定温度的延续时间，既蓄水养护时间（h）M-----混凝土机构表面系数（1/m）F------与大气接触的表面积（m2）V------混凝土体积（m3）T max - T2-----一般取20～25（℃）K b------传热系数修正值700-----混凝土热容量，既比热与表观密度的乘积（KJ/ m3 k）(2)混凝土表面保温层及摸板的传热系数β＝1/[Σδi/λi+1/βq]其中：β---混凝土表面保温层及模板的传热系数（w/m k）δi------各保温材料厚度（m）λi-----各保温材料导热系数（w/m2 k）βq――空气的传热系数,取23[w/(m2.K)(3)混凝土虚厚度h’=k·λ/β…………(5-5-11)其中：h’---混凝土虚厚度（m）k----折减系数，2/3（w/m2k）(4) 混凝土计算厚度H=h+2h’…………(5-5-12)其中：H---混凝土计算厚度（m）h---混凝土实际厚度（m）(5)混凝土表层温度T2（t）=T q+4·h’(H-h’) [T1(t)-t q]/H2其中：T2（t）----混凝土表面温度（℃）T q----施工期大气平均温度（℃）h’----混凝土虚厚度（m）H----混凝土计算厚度（m）T1(t)----混凝土中心温度（℃）4混凝土内平均温度T m(t)=[ T1(t)+ T2(t)]/2T m(t)----混凝土内平均温度（℃）。

承台大体积砼水化热技术措施摘要：本文通过对大体积混凝土内外部温差大出现的温度裂缝，提出比较合理的处理方法。

关键词：大体积混凝土计算温差处理技术大体积混凝土结构物产生裂缝的原因是复杂的，但对于桥梁工程中大体积混凝土基础来说，其结构截面尺寸大，抵抗外荷载的能力强，导致裂缝的主要原因是水泥在硬化过程中释放大量水化热产生的温度应力，超过了混凝土抗拉极限强度，所以出现了温度裂缝。

为了避免出现温度裂缝，在大体积混凝土的内部采用冷却管循环水降温措施，确保工程质量。

一、大体积混凝土的温控计算1、相关资料（1）配合比及材料承台混凝土：配合比：1：3.462:4.218:水0.655:0.63：0.012(水泥：中砂：碎石：水：粉煤灰：减水剂)材料：每立方混凝土中各种材料含量如下：孟电p.042.5水泥：238kg，信阳中砂：824kg,荥阳贾峪碎石：1004kg,深井水：156kg,洛阳热电粉煤灰：150kg,山东华伟减水剂:2.8kg（2）混凝土拌和方式砼浇注采用集中场拌、砼罐车运输，溜槽或串筒放模施工，浇注前充分做好准备，清除基坑中的杂物，平整清理场地。

2、承台混凝土的温控计算2.1 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=238Kg/m 3；水化热Q=250J/ Kg ，c=0.96J/ Kg ℃，ρ=2400 Kg/m 3 承台混凝土最高水化热绝热升温：T max =CQ/ c ρ=(238⨯250)/（0.96⨯2400）=25.82℃ 3d 的绝热温升T （3）=25.82⨯（1-e -0.3*3）=25.82⨯（1-2.718-0.3*3）=15.31℃∆ T （3）=15.31-0=15.31℃7d 的绝热温升T （7）=25.82⨯（1-e -0.3*7）=22.66℃∆ T （7）=22.66-15.31=7.35℃15d 的绝热温升T （15）=25.82⨯（1-e -0.3*15）=25.54℃∆ T （15）=25.54-22.66=2.88℃2.2承台混凝土各龄期收缩变形值计算⨯⨯⨯-=-2101.00)()1(M M e t y t y εε····10M ⨯ 式中：0y ε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E a 、A a 、E b 、A b 有关的修正系数,其中E a 、E b 分别为钢筋和混凝土的弹性模量(MPa),A a 、A b 分别为钢筋和混凝土的截面积(mm 2)。

大體積混凝土澆築水化熱計算浇筑混凝土时，水泥在水化过程中产生大量热量会使混凝土的温度升高。

虽然随时间的推移混凝土的温度会慢慢冷却，但结构各个位置的温度下降速度不均匀，结构不同位置将发生相对温差，此温差会使混凝土发生温度应力。

由於混凝土的貫穿性或深層裂縫，主要是由溫差和收縮引起過大的溫度—收縮應力所造成的，為此對混凝土溫度應力和收縮應力的安全性進行驗算，以確保轉換層混凝土板無危害性裂縫產生，保證混凝土的耐久性可滿足工程品質要求。

一、計算參數說明水泥水化熱引起的絕熱溫升與混凝土單位體積中水泥用量和水泥品種有關，並隨混凝土的齡期增長按指數關係增長，混凝土內部的最高溫度多數發生在澆築後的3-5天，根據澳門歷年氣象記錄及澆築要求選取計算模型為：坍落度130mm 、混凝土入模溫度32℃、大氣平均溫度34℃。

運用MIDAS/FEA 軟件對該承臺混凝土澆築過程中，混凝土水化熱進行模擬分析。

承臺尺寸參數：所澆築的承臺爲楔形，三維圖以及平面圖、剖面圖如下圖所示，共計混凝土用量618.5m 34PC1'8''8''7''7'2550015850承臺平面圖35004702000470076004700650012850220023008150410025003500370047007450470082001150485098504100255007'- 7'剖面8'- 8'剖面25002200175017502500220017501750B45混凝土的抗壓強度參數混凝土熱源函數二、計算結果分析FEA程序的水化热分析水化热分析主要分为热传导分析和热应力分析。

热传导分析主要计算水泥的水化过程中发热、传导、对流等引起的随时间变化的节点温度。

将得到的节点温度作为荷载加载后，计算随时间变化的应力称为热应力分析。

混凝土三維剖斷面的水化熱溫度圖，下圖展示的是時間爲10h、20h、30h、40h、60h、80h、100h、120h、140h、160h階段的斷面水化熱溫度圖。

水利施工大体积混凝土抗裂技术研究的论文（优秀范文5篇）第一篇：水利施工大体积混凝土抗裂技术研究的论文摘要：水利工程中大体积混凝土施工，其施工质量的优劣，能够对整个水利工程造成直接的影响。

实际进行施工时很容易出现大体积混凝土裂缝现象，这方面问题出现的原因有很多，所以需要结合实际情况，找到裂缝产生的主要原因，制定有效的措施对其进行处理，进而从根本上加强混凝土的坚实度，降低裂缝出现的概率。

关键词：水利施工；大体积混凝土；抗裂；技术前言现阶段，我国水利工程的建设过程，混凝土属于施工材料的基本构成，其在整个水利工程中的地位不可撼动。

同时，混凝土自身具有一定的特殊性能，容易受到很多方面的因素所影响，以及工程施工质量方面的问题。

所以，水利工程应结合实际情况，制定有效的处理措施，并找到水利工程大体积混凝土裂缝产生的主要原因加以探析，进而保证水利工程的施工质量和效率，使其可安全、稳定地发展。

一、大体积混凝土产生裂缝的主要原因1.自身的影响混凝土一般通过水和水泥、外加剂几方面的土料所构成，以固定的比例形成混合的结构。

水利施工过程，由于混凝土自身比较容易产生施工裂缝的问题，通常是因为搭配的比例并不完善。

若配置的比例存在一定的问题，很容易造成混凝土不牢固的现象。

值得注意的是，混凝土进行配置时，相关的工作人员应对水量加以严格的控制，如果水分过多，很容易造成混凝土在浇捣的时候，会产生浇捣不均匀的现象，致使混凝土构成时，加大收缩缝产生的概率。

2.温差方面的影响因为通常情况下，温度是不能够稳定，所以在自然温差的前提下，很容易出现裂缝的现象，水利工程中常会出现这方面的问题。

因为施工的过程，自然的问题和完工后的温度存在一定的差距。

所以，施工过程混凝土存在较多的水泥水热化，如不能在第一时间将其完全排出，混凝土的内部的温度显著优于混凝土外部的温度，而这方面的温差情况，很容易出现热胀冷缩的问题。

3.施工前准备工作不完善的影响施工企业施工之前，应针对施工实际的环境进行认真的勘察。

大体积混凝土水化热计算和混凝土抗裂验算工程名称：泰康人寿工程施工单位：中建一局集团建设发展有限公司砼供应单位：北京铁建永泰新型建材有限公司混凝土水化热计算1 热工计算混凝土入模温度控制计算（1）混凝土拌合温度宜按下列公式计算：T 0=［（mceTce＋msTs＋msaTsa＋mgTg）＋（mw－ωsamsa－ωgmg）＋Cw（ωsamsaTsa＋ωgmgTg）－Ci （ωsamsa＋ωgmg）］÷［＋（mce＋msa＋ms＋mg）］…………（）式中 T—混凝土拌合物温度(℃)；mw---水用量(Kg)；mce---水泥用量(Kg)；ms---掺合料用量(Kg)；msa---砂子用量(Kg)；mg---石子用量(Kg)；Tw---水的温度(℃)；Tce---水泥的温度(℃)；Ts---掺合料的温度(℃)；Tsa---砂子的温度(℃)；Tg---石子的温度(℃)；ωsa---砂子的含水率(%)；ωg---石子的含水率(%)；Cw---水的比热容(Kj/；Ci---冰的溶解热(Kj/Kg)；当骨料温度大于0℃时, Cw=, Ci=0；当骨料温度小于或等于0℃时，Cw=, Ci=335。

（2） C40P6混凝土配比如下:根据我搅拌站的设备及生产、材料情况，取Tw =16℃，Tce=40℃，Ts=35℃，ωsa =%，ωg=0%，Tsa=10℃，Tg=10℃， C1=，Ci=0则T=［（280×40＋175×35＋723×10＋1041×10）＋×16（165－%×723－0%×1041）＋（%×723×10＋0%×1041×0）－0（ωsamsa＋ωgmg）］÷［×165＋（280＋175＋723＋1041）］=[*(11200+6125+7230+10410)+*+*+0)-0]/[693+ *2219]=[*34965+*+*]/2734=[++]/2730=2734=15.5℃（3）混凝土拌合物出机温度宜按下列公式计算：T1=T－（T－Ti）式中T1—混凝土拌合物出机温度（℃）；Ti—搅拌机棚内温度（℃）。

大体积砼温度与裂缝控制计算书一、大体积混凝土温度控制计算 1.1混凝土的绝热温升ρc WQ T t =)(()mte --1式中：T （t ）——混凝土龄期为t 时的绝热温升（℃）W ——每m 3混凝土的胶凝材料用量，取484kg/m 3Q ——胶凝材料水化热总量，取：P .O32.5 377 KJ/kg C ——混凝土的比热：取0.96KJ/(kg.℃) ρ——混凝土的重力密度，取2400 kg/ m3m ——与水混品种浇筑强度系有关的系数，取0.4d -1。

t ——混凝土龄期（d ）经计算：T （3）=240096.0377484⨯⨯()34.01⨯--e =55.34℃ T （6）=240096.0377484⨯⨯()64.01⨯--e =72.01℃ T （9）=240096.0377484⨯⨯()94.01⨯--e=77.03℃ T （12）=240096.0377484⨯⨯()124.01⨯--e =78.54℃ T （15）=240096.0377484⨯⨯()154.01⨯--e =79℃ T （18）=240096.0377484⨯⨯()184.01⨯--e=79.14℃T （21）=240096.0377484⨯⨯()214.01⨯--e =79.18℃ T （24）=240096.0377484⨯⨯()244.01⨯--e =79.19℃ T （27）=240096.0377484⨯⨯()274.01⨯--e =79.194℃ T （30）=240096.0377484⨯⨯()304.01⨯--e=79.196℃T max =240096.0377484⨯⨯=79.196℃1.2混凝土收缩变形的当量温度1、混凝土收缩的相对变形值计算εy （t ）=εy()1132101.0...1m m m met--式中：εy （t ）——龄期为t 时混凝土收缩引起的相对变形值εy 0——在标准试验状态下混凝土最终收缩的相对变形值取3.24×10-411321..m m m m ——考虑各种非标准条件的修正系数0.11=m 35.12=m 86.03=m 2.14=m 0.15=m 7.06=m43.17=m 85.08=m 3.19=m 92.010=m 0.111=m11321..m m m m =1.0×1.35×0.86×1.2×1×0.7×1.43×0.85×1.3×0.92×1=1.42εy （3）=()5301.041036.142.111024.3-⨯--⨯=⨯-⨯⨯e εy （6）=()5601.041068.242.111024.3-⨯--⨯=⨯-⨯⨯e εy （9）=()5901.041096.342.111024.3-⨯--⨯=⨯-⨯⨯e εy （12）=()51201.04102.542.111024.3-⨯--⨯=⨯-⨯⨯e εy （15）=()51501.04104.642.111024.3-⨯--⨯=⨯-⨯⨯e εy （18）=()51801.041058.742.111024.3-⨯--⨯=⨯-⨯⨯e εy （21）=()52101.041071.842.111024.3-⨯--⨯=⨯-⨯⨯e εy （24）=()52401.041082.942.111024.3-⨯--⨯=⨯-⨯⨯e εy （27）=()52701.041088.1042.111024.3-⨯--⨯=⨯-⨯⨯e εy （30）=()53001.041092.1142.111024.3-⨯--⨯=⨯-⨯⨯e2、混凝土收缩相对变形值的当量温度计算 ()()a T t yt y/ε=式中：()t y T ——龄期为t 时，混凝土的收缩当量温度a ——混凝土的线膨胀系数，取：1.0×10-5()36.13=y T ℃ ()68.26=y T ℃()96.39=y T ℃ ()2.512=y T ℃ ()4.615=y T ℃ ()58.718=y T ℃()71.821=y T ℃()82.924=y T ℃ ()88.1027=y T ℃ ()92.1130=y T ℃1.3混凝土的弹性摸量()()tt eE E ϕβ--=10式中：()t E ——混凝土龄期为t 时，混凝土的弹性模量（2/mm N ） 0E ——混凝土的弹性摸索量近似取标准条件下28 d 的弹性模量：C500E =3.45×1042/mm Nϕ——系数，近似取0.09β——混凝土中掺合料对弹性模量修正系数，β=0.995()()4410812.011045.3995.03309.0⨯=-⨯⨯⨯=⨯-eE 2/mm N ()()4410432.111045.3995.06609.0⨯=-⨯⨯⨯=⨯-eE 2/mm N ()()4410905.111045.3995.09909.0⨯=-⨯⨯⨯=⨯-eE 2/mm N()()4410267.211045.3995.0121209.0⨯=-⨯⨯⨯=⨯-e E 2/mm N ()()4410543.211045.3995.0151509.0⨯=-⨯⨯⨯=⨯-eE 2/mm N ()()4410753.211045.3995.0181809.0⨯=-⨯⨯⨯=⨯-eE 2/mm N ()()4410914.211045.3995.0212109.0⨯=-⨯⨯⨯=⨯-eE 2/mm N ()()4410307.311045.3995.0242409.0⨯=-⨯⨯⨯=⨯-eE 2/mm N ()()4410131.311045.3995.0272709.0⨯=-⨯⨯⨯=⨯-eE 2/mm N ()()4410202.311045.3995.0303009.0⨯=-⨯⨯⨯=⨯-eE 2/mm N1.4各龄期温差1、内部温度()()t t j T T T ξ+=max式中：max T ——混凝土内部的最高温度j T ——混凝土的浇筑温度，因搅拌砼无降温措施，取浇筑时的大气平均温度()t T ——在龄期t 时混凝土的绝热温升()t ξ——在龄期t 时的温降系数()92.2434.5536.05max .3=⨯+=T ℃ ()88.2801.7729.05max .6=⨯+=T ℃ ()1.1803.7717.05max .9=⨯+=T ℃07.1254.7809.05max .12=⨯+=T ℃ ()95.87905.05max .15=⨯+=T ℃ ()37.714.7903.05max .18=⨯+=T ℃ ()79.518.7901.05max .21=⨯+=T ℃2、表面温度本工程拟采用的保温措施是：砼表面覆盖一层塑料薄膜和一层麻袋，麻袋厚度15mm 左右，塑料薄膜厚度0.1mm 左右。

5.1.4热工计算如下：1）混凝土绝热温升T h(t)=[m c×Q/(c×p)](1-e-mt)其中t为龄期m c――混凝土中水泥(含膨胀剂)用量（kg/m3）;Q――水泥28天水化热；不同品种、强度等级水泥的水化热表2）t龄期混凝土中心计算温度混凝土中心计算温度按下式计算：T1(t)=T j+T h(t)×ξ(t)T1(t)――t龄期混凝土中心计算温度T h(t)――t龄期混凝土绝热升温温T j――混凝土浇筑温度，取值根据浇筑时的大气温度确定,根据预计浇筑时的气候条件，取T j=30℃ξ(t)――t龄期降温系数T max――计算得混凝土最高温度计算时取：T2-T q=15--20o C，T max-T2=20-25o C本工程取T2-T q=18o C，T max-T2=21o CK b――传热修正系数，在易透风保温材料上下各铺一层不易透风材料时，一般刮风情况下取1.3计算时取值：λx=0.042[W/（m.K）]T2-T q=18o CT max-T2=21o C经计算，保温材料δ计算值见下表：4）混凝土保温层传热系数混凝土保温层的传热系数按下式计算：β=1/[∑δi/λi+1/βq]2.K)]混凝土的计算厚度按下式计算：H=h+2h'式中：H――混凝土计算厚度（m）h――混凝土实际厚度经计算，混凝土计算厚度H值，见下表：7）混凝土表层计算温度T2(t)=T q+4h’×(H-h’)×[T1(t)-T q]/H2T2(t)――混凝土表面温度T q――施工期大气平均温度h’――混凝土虚厚度从上表可能看出，混凝土中心温度峰值出现时间：1.5m厚底板在浇筑后第6天左右出现，中心最高温度约为53o C；3.5m、4m厚底板在浇筑后第9天左右出现，中心最高温度分别约为65.5o C、67.6o C。

中心温度与表面温度差值均小于25，且表面与大气温度差不大于20，满足要求。

大体积混凝土计算：1绝热温升Tmax＝W×Q/(c×γ)＝370×461/(0.96×2400)＝74(℃)W----每立方米混凝土实际用水泥量为370kg；Q----525号普通水泥其28天的水化热为461kJ/kg；c----混凝土密度为2400kg/m3；γ----混凝土的比热,取0.96kJ/(kg℃)。

2各龄期的计算温差取混凝土的浇筑温度为35℃，则各龄期的温度升降值为T=Tj+Tmax×ξ(Tj为浇筑温度，Tmax为绝热温升。

)3天T(3)＝72.44(℃)6天T(6)＝70.22(℃)△T'(6) ＝T(3)－T(6) ＝ 2.22(℃)9天T(9)＝64.67(℃)△T'(9) ＝T(6)－T(9) ＝ 5.55(℃)12天T(12)＝57.87(℃)△T'(12)＝T(9)－T(12) ＝ 6.80(℃)15天T(15)＝51.80(℃)△T'(15)＝T(12)－T(15)＝ 6.07(℃)18天T(18)＝47.14(℃)△T'(18)＝T(15)－T(18)＝ 4.66(℃)21天T(21)＝44.69(℃)△T'(21)＝T(18)－T(21)＝ 2.45(℃)24天T(24)＝41.73(℃)△T'(24)＝T(21)－T(24)＝ 2.96(℃)27天T(27)＝39.51(℃)△T'(27)＝T(24)－T(27)＝ 2.22(℃)30天T(30)＝38.77(℃)△T'(30)＝T(27)－T(30)＝0.74(℃) 3由于混凝土浇灌后3～5天，水化热散发最快，是混凝土内部温度陡升阶段，而混凝土刚处于终凝状态，弹性模量较小，混凝土抗拉强度较低，故需在浇灌混凝土3天后，进行保温计算，确定保温层厚度。

本工程拟采取的保温措施为覆盖1层塑料薄膜和1层草包,一层草包厚度20mm左右，一层塑料薄膜厚度1mm。

2.1、底板大体积混凝土温度裂缝控制计算：以3#楼为例，基础底板长45.2m,宽21.6m,最厚筏板厚2.4m, 采用C35P8,地基土为砂软石层。

施工采用42.5级硅酸盐水泥，水泥用量控制在490Kg/m3。

(1)混凝土的最大绝热温升最大绝热温升Th= mcQ/c p (1-e-mt)=490 X 375/0.97 X 2400(1-e-mt)二183750/2328X (1-2.718-0.34X3)=78.93X(1-2.718 -0.34X3)=50.47℃式中Th ——混凝土最大绝热温升(℃)；mc——混凝土中水泥(包括膨胀剂)用量(kg/m3), mc=300；Q——水泥28d水化热(kJ/kg),查表Q=375；不同品种、强度等级水泥的水化热表水泥品种水泥强度等殖3d 水化热Q (kJ/kg)7d28d硅酸盐水泥42.531435437532.5250271334胡渣水泥32.5180256334 c——混凝土比热、取 0.97[kJ/(kg-K)]；p ——混凝土密度、取2400 (kg/m3)；e——为常数，取2.718；混凝土的龄期(d),取t = 3d；系数、随浇筑温度而改变。

查表浇筑温度15℃, m = 0.34故t=3天最大绝热温升值Th=123.33℃(2)混凝土中心计算温度T1(t)=Tj+T忧(t)=15+50.47X0.65=47.8℃式中T1(t)——t龄期混凝土中心计算温度(℃),因3d为混凝土浇筑后的最大温升，故取龄期为3d。

；Tj -混凝土浇筑温度(℃), Tj=15℃ (取浇筑当日平均气温);W (t)-t龄期降温系数，取0.65降温系数; 表10-83浇筑层厚度龄1期t (①.(mi- 3 <5 9 12 15 IS 21 24 27 30LO0.3=6 029 0.17 009 0.05 0.03 0.011.250.42 031 也19 0,11 0.07 9.04 。

大体积砼水化热及温度计算一、水化热计算：1、砼配合比的原则：主桥墩、过渡墩承台采用C30砼采用恩施州连珠水泥厂家生产的普通硅酸盐P.032.5水泥，3#、4#主墩承台砼方量445.4m³,2#、5#过渡墩承台砼方量173.3m³,均为大体砼,砼配合比的原则为:满足设砼强度等级条件下,掺适量粉煤灰、同时加缓凝剂延长砼的初凝时间，尽可能降低砼的水量，尽量降低砼内最大温升值。

2、C30砼设计配合比：水泥：350㎏∕m³水：176㎏∕m³；大气温度在30°C，马水河水温在27°C粗骨料：767㎏∕m³细骨料：938㎏∕m³粉煤灰：90㎏∕m³缓凝型减水剂：1%3、砼温度计算：1）、搅拌温度计算和浇筑温度砼拌和温度计算砼拌和温度为：T c=∑Ti*W*C=75410.4∕2510.3=30.04°C考虑到砼运输过程中受日晒等因素，入模温度比拌和温度约高3°C，砼入模温度约Tj=33.04°C2)砼中心最温度:Tmax=Tj+Th*ξTj=33.04°C(入模温度) ξ散热系数取0.7砼最高绝热温升Th=W*Q∕C∕r=350×377÷0.973÷2321=50.43°C其中: 350㎏∕m³水泥用量；377KJ∕kg为单位水泥水化热；0.973KJ∕kg·°C为水泥比热；2321㎏∕m³为砼密度。

则：Tmax=Tj+Tk*ξ=33.04+50.43×0.7=70.794°C3)砼内外温差:砼表面温度(未考虑覆盖)Tb=Ta+4 h´(H-h´) ΔT∕H²。

H-2h´=3+2×0.07=3.14h´=K*λ∕β=0.666×2.33÷22=0.07式中：Tbmax——砼表面最高温度（°C）Ta——大气的平均温度(°C)H——砼的计算厚度h´——砼的虚厚度h——砼的实际厚度ΔT——砼中心温度与外界气温之差的最大值λ——砼的导热系数,此处可取2.33W∕m·KK——计算折减系数,根据试验资料可取0.666β——砼模板及保温层的传热系数(W∕m*mK),取22Ta——为大气环境温度,取30°C ΔT= Tmax- Ta=40.94°C故Tb=33.73°C砼内表温试差: ΔTc= Tmax- Tb=70.94-33.73=37.21°C＞20°C二、温度应力计算计算温度应力的假定：①、砼等到级为C30，水泥用量较大311kg∕m³；②、砼配筋率较高，对控制裂缝有利；③、底模对砼的约束可不考虑；④、几何尺寸不算太大，水化热温升快，散热也快；因此，降温与收缩的共同作用是引起砼开裂的主要因素。