水化热计算参数取值

第一章设计说明第二章大体积混凝土承台水化热有限元分析2.1 概论2.1.1 大体积混凝土定义目前国际上对大体积混凝土仍无一个统一的定义。

就如美国混凝土学会的定义：任何就地现浇的混凝土，其尺寸到达必须解决水化热及随之引起的体积变形问题，以最大限度减少开裂的，称之为大体积混凝土。

又如日本建筑学会对大体积混凝土的标准定义：结构断面最小尺寸在80cm以上；水热化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。

而我国《大体积混凝土施工规范》认为，混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土属于大体积混凝土。

由以上可见，大体积混凝土主要是依靠结构物的断面尺寸和水化热引起的温度变化来定性的。

2.1.2 大体积混凝土温度裂缝成因施工期间水泥的水化热作用，在其浇筑后将经历升温期、降温期和稳定期三个阶段。

大体积混凝土自身有一定的保温性能，因此在升温期其内部温升幅度较其表层的温升幅度要大得多,而在降温期内部降温速度又比其表层慢得多,在这些阶段中，混凝土各部分的温度变形及由于其相互约束及外界环境温度约束的作用，在混凝土内产生的温度应力是相当复杂的。

由于混凝土的抗拉能力比较弱，一旦温度应力超过混凝土所能承受的拉力极限值时，混凝土就会出现裂缝。

因此必需掌握其水化热的变化规律，从而为混凝土配合比的修改及养护方案的制定提供依据。

2.1.3 本章研究的主要内容(一)利用MADIS有限元软件建立大体积混凝土承台模型，并对其进行仿真水化热计算。

(二)对其水化热进行参数分析。

2.2 承台仿真分析2.2.1 工程基本概况松柏山水库特大桥位于松柏山水库上游，为贵安新区黔中大道（三期）道路工程的一个控制性桥梁。

左、右幅主桥均采用100+180+100m （桥梁中心线对应跨径）变截面预应力混凝土连续刚构桥，墩顶梁高12.0m ，跨中梁高4.2m ，采用挂篮悬浇施工。

冬季施工环境下防冻水泥混凝土的水化热计算分析防冻水泥混凝土涉及两个重要参数，即水泥的水化热和外界环境的温度。

水泥的水化热是指水泥在水化过程中释放的热量，而外界环境的温度则决定了水泥混凝土的固化时间和强度发展。

在冬季施工环境中，外界环境温度较低，水泥混凝土的水化过程会受到影响。

首先，我们可以通过实验测定水泥的水化热。

实验可以采用绝热罐测定法或半绝热罐测定法。

通过在实验室中加热水泥，记录加热后水泥的温度变化情况，然后根据热传导定律计算得到水泥的水化热。

这一步骤可以得到水泥的水化热曲线。

然后，在施工现场，我们需要测定外界环境的温度。

可以利用数据记录仪等设备，在施工区域的不同位置记录环境温度，形成时间-温度曲线。

这一步骤可以得到外界环境温度的变化情况。

接下来，结合水泥的水化热曲线和外界环境温度曲线，即可进行防冻水泥混凝土的水化热计算。

具体计算过程如下：1.将外界环境温度曲线转换为每个时间点的温度数值，与水泥的水化热曲线进行对比。

2.找出外界温度曲线中，每个时间点对应的水泥水化热曲线的值。

3.将外界温度和水泥水化热曲线的温度差进行对比。

如果差值较大，说明水泥混凝土在该温度下可能会出现水化困难。

4.根据差值的大小，采取相应的措施。

如果差值较小，可以适当延长养护时间，以确保水泥混凝土的完全凝结。

如果差值较大，可以采取加热措施，提高水泥混凝土的温度。

通过防冻水泥混凝土的水化热计算分析，可以确保在冬季施工环境下水泥混凝土的水化过程能够进行良好，减少施工中可能出现的问题。

大体积混凝土水化热计算混凝土的水化热是指在混凝土浆体中水和水泥反应生成水化产物时所释放出的热量。

水化热是混凝土在初凝和硬化过程中产生的主要热源之一，它对混凝土的温度变化和内部应力的发展具有重要的影响。

混凝土的水化反应是一个复杂的过程，其中涉及到水泥和水之间的化学反应、水泥水化产物的形成和生长等。

一般来说，混凝土的水化反应可以分为三个阶段：溶胶-凝胶转变阶段、凝胶形成和凝结阶段以及结构的形成和强化阶段。

在混凝土的水化反应中，水化热的产生量与混凝土配合比、水泥的种类和含量、温度等因素直接相关。

下面以大体积混凝土的水化热计算为例进行分析。

1.确定混凝土的配合比和水泥的种类和含量。

配合比是混凝土设计的基本要素，它决定了混凝土中水化反应发生的程度和热能释放量的大小。

混凝土配合比可以根据工程要求和试验数据进行确定。

水泥的种类和含量也对水化热产生量有直接影响，一般来说，大体积混凝土中常使用硅酸盐水泥。

2.计算混凝土中的水化热产生量。

根据混凝土的配合比和水泥的含量，可以计算出混凝土中水化热的产生量。

水化热的计算可以采用经验公式或者直接通过实验测定得出。

其中，主要的参数包括水化热生成率、水化热影响深度、混凝土总质量等。

3.分析混凝土的温度变化和内部应力的发展。

混凝土在水化过程中释放的热量会导致温度的升高，进而引起混凝土内部的应力发展。

通过数值计算或者实验分析，可以得到混凝土温度的变化规律和内部应力的发展情况。

这对混凝土的性能评价和施工安全有着重要的意义。

4.采取措施控制混凝土的温度和内部应力。

针对混凝土水化热引起的温度和内部应力的变化，可以采取一系列的措施进行控制。

例如，通过选用低热水泥、添加矿渣等对水化热进行调控；采用降温剂、遮阳措施等对温度进行控制；通过配置喷水降温系统、采用预应力等对内部应力进行控制。

这些措施能够有效地降低混凝土的温度升高和内部应力的发展，从而提高混凝土的耐久性和安全性。

总之，大体积混凝土的水化热计算是一个复杂的过程，需要综合考虑混凝土的配合比、水泥的种类和含量、温度等因素。

一、实验目的1. 了解水化热的概念和测定方法。

2. 通过实验，掌握测定水化热的基本原理和操作步骤。

3. 培养学生的实验操作技能和数据处理能力。

二、实验原理水化热是指在等压条件下，1 mol水与固体物质发生水合反应时，系统所吸收或释放的热量。

本实验采用量热法测定水化热，即通过测量反应过程中溶液温度的变化来计算水化热。

三、实验器材1. 量热器（500 mL）2. 温度计（0.1℃）3. 烧杯（100 mL）4. 电子天平（精确到0.0001 g）5. 玻璃棒6. 水化钙（Ca(OH)2）7. 蒸馏水8. 玻璃瓶（密封）四、实验步骤1. 准备工作：将量热器清洗干净，并用蒸馏水冲洗，确保无杂质。

将温度计插入量热器中，调整至室温。

2. 配制溶液：准确称取0.5 g水化钙（Ca(OH)2），置于100 mL烧杯中，加入适量蒸馏水，用玻璃棒搅拌溶解。

3. 测量初始温度：待溶液温度稳定后，记录量热器中溶液的初始温度。

4. 进行水化反应：将烧杯中的溶液倒入量热器中，立即密封。

观察温度计，记录水化反应过程中溶液的最高温度。

5. 测量反应后温度：待溶液温度稳定后，记录量热器中溶液的反应后温度。

6. 数据处理：计算水化热ΔH，公式如下：ΔH = (m × c × ΔT) / n其中，m为水化钙的质量（g），c为水的比热容（4.18 J/g·℃），ΔT为反应过程中溶液温度的变化（℃），n为水化钙的物质的量（mol）。

五、实验结果与分析1. 实验数据：水化钙质量：0.5 g初始温度：20.0℃反应后温度：22.5℃水的比热容：4.18 J/g·℃水化钙的物质的量：0.005 mol计算水化热：ΔH = (0.5 × 4.18 × (22.5 - 20.0)) / 0.005= 84.2 J/mol2. 分析与讨论：通过实验，测得水化钙与水反应的水化热为84.2 J/mol。

混凝土水化热温度计算混凝土在水化过程中会释放热量，这种热量被称为水化热。

混凝土水化热的产生会引起温度升高，这对混凝土构件的施工和性能产生一定的影响。

因此，对混凝土水化热的温度进行准确计算和监测，并采取相应的措施进行控制，是保证混凝土施工质量和使用寿命的重要因素之一第一步，确定混凝土的配合比。

混凝土的配合比直接影响着水化反应的强度和速度，从而达到热量的释放情况。

一般来说，水灰比越小，混凝土的水化反应速度越慢，反之亦然。

因此，在计算混凝土水化热的温度时，首先需要准确确定混凝土的配合比。

第二步，确定混凝土水化反应的速率函数。

混凝土水化过程是一个复杂的化学反应过程，热量的产生与时间有关。

一般来说，混凝土的水化反应速率可以用Arrhenius公式表示：R = Aexp(-E/RT)，其中R表示反应速率，A是一个与混凝土配合比、温度等因素有关的常数，E是活化能，可以通过实验或经验值确定，T是绝对温度。

第三步，建立混凝土的水化热温度计算模型。

根据混凝土水化过程的速率函数和热传导等规律，可以建立混凝土的水化热温度计算模型，通过计算模型可以预测混凝土的水化热温度变化情况。

在建立计算模型时，需要考虑诸如热传导、辐射、对流等因素，以及混凝土材料的热物理性质等参数。

第四步，进行温度计算。

根据所建立的水化热温度计算模型，采用数值计算方法进行温度计算。

一般来说，可以采用有限元法或差分法等方法进行计算。

在混凝土水化热温度计算过程中1.温度计算的准确性和精度。

混凝土水化过程是一个复杂的非线性过程，涉及到多个因素的相互作用，因此，温度计算的准确性和精度是一个重要的问题。

为了提高计算的准确性和精度，可以采用实验数据进行验证和修正。

2.温度计算的时间和空间尺度。

混凝土的水化反应过程通常需要数天到数周的时间，而混凝土施工现场通常需要在数小时内完成。

因此，温度计算的时间尺度和空间尺度是需要考虑的重要因素。

可以通过合理的假设和适当的简化，使得温度计算与实际施工相对应。

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。

混凝土水化热计算公式混凝土水化热是指水泥在与水反应时释放的热量，是影响混凝土温度发展的重要因素之一、准确计算混凝土水化热可以帮助工程师了解混凝土的温度变化规律，从而做好温控措施，确保混凝土的质量和性能。

下面介绍一种常用的混凝土水化热计算公式。

Q=k*W*T其中，Q表示混凝土水化热（单位：焦耳），k表示水化热释放系数（单位：焦耳/克），W表示混凝土中水化反应所消耗的水的总重量（单位：克），T表示混凝土中水化反应的总时间（单位：秒）。

这是一种简化的计算公式，通过乘法关系将混凝土水化热与水化反应所消耗的水量和时间相关联。

公式中的水化热释放系数k是一个常数，是根据混凝土的配合比和水胶比等参数经验确定的。

混凝土中水化反应所消耗的水的总重量W是指混凝土中用于水化反应的水的总质量。

这包括混凝土配合比中的用水量以及骨料和水化反应产生的水。

对于不同的混凝土配合比和成分，W的计算方式也有所不同。

混凝土中水化反应的总时间T是指从混凝土开始搅拌到水化反应结束的总时间，通常以秒为单位。

混凝土水化热计算公式的具体应用需要根据具体的工程情况和实验数据进行调整和修正。

同时，由于混凝土的水化热释放还受到外界环境温度、混凝土体积和形状等因素的影响，所以上述计算公式只是一种近似估算方法，实际应用中还需要结合实测数据进行修正和验证。

在实际工程中，混凝土水化热的计算和控制对于保证混凝土的质量和性能至关重要。

过高的水化热可能导致混凝土内部裂缝和变形，从而影响结构的稳定性和使用寿命。

因此，在设计混凝土配合比和施工过程中，合理计算和控制混凝土水化热，采取适当的温度控制措施，是确保混凝土结构工程质量和安全的重要手段。

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)。

大体积混凝土水化热计算和混凝土抗裂验算一、大体积混凝土水化热计算：1、水化热的产生原因：混凝土的水泥水化过程是一个放热反应，水化反应导致的水化热主要是由于水化反应中水化产物的结晶和水化反应放出的水化热所引起的。

2、水化热计算方法：水化热计算方法主要包括实测法和计算法两种。

（1）实测法：通过对实测数据的收集和分析，计算出混凝土的水化热释放量。

实测法的优点是直接、准确，可以考虑到混凝土组成、水胶比、水化速率等因素的影响，但是需要投入较多的时间和资源。

（2）计算法：通过数学模型以及相应的参数，进行计算得出混凝土的水化热释放量。

计算法的优点是快捷、简便，但是由于模型参数的选择可能存在一定的误差。

二、混凝土抗裂验算：混凝土在干燥或温度变化时容易发生变形和裂缝，因此需要进行抗裂验算，以确保混凝土结构的安全和可靠。

1、裂缝的产生原因：混凝土结构中的裂缝主要有干缩裂缝和温度裂缝两种。

（1）干缩裂缝：由于混凝土在硬化过程中含有的水分蒸发会引起收缩，从而产生干缩裂缝。

干缩裂缝的产生与混凝土的材料性能、环境条件等因素有关。

（2）温度裂缝：由于混凝土的体积膨胀系数与环境温度变化有关，当混凝土结构受热膨胀或受冷缩小时，就会产生温度裂缝。

2、抗裂验算方法：混凝土抗裂验算通常采用两种方法，分别是应力限值法和变形控制法。

（1）应力限值法：根据混凝土结构的应力状态来判断是否会产生裂缝。

通过计算混凝土的受力状态、所受荷载及其变化等参数，然后与设计的裂缝承受能力进行比较，判断是否满足裂缝控制要求。

（2）变形控制法：通过控制混凝土的变形，来控制混凝土的裂缝产生。

根据混凝土结构的变形性能来确定裂缝的控制要求，通常采用限制最大变形或稳定变形的方法。

以上就是大体积混凝土水化热计算和混凝土抗裂验算的一些基本内容，通过合理的水化热计算和抗裂验算，可以确保混凝土结构的安全和可靠性。

大体积混凝土水化热方案计算讲解
大体积混凝土水化热是指在混凝土养护过程中，由于水泥水化反应释放的热量积累在混凝土内部导致混凝土温度升高的现象。

水化热对混凝土的物理性能和力学性能有较大的影响，因此需要进行合理的热方案计算和控制。

下面将对大体积混凝土水化热方案计算进行讲解。

1.收集所使用的水泥和骨料的物理性质和水化热参数，包括水泥的特性指标、骨料的热容和导热系数等。

这些参数是进行水化热计算的基础。

2.确定混凝土的设计配合比和体积。

配合比是指混凝土中水泥、骨料和水等各成分的比例关系。

体积是指混凝土所占的空间大小。

3.根据配合比和体积，计算混凝土中水化热的总量。

水化热总量等于水泥中反应的水化热量加上骨料中吸湿和放热的水化热量。

4.估算混凝土温升。

混凝土温升是指在水泥水化反应过程中，由于水化热的释放导致混凝土的温度升高。

温升的估算可以通过经验公式进行，也可以通过数值模拟方法进行。

5.建立混凝土温度监测系统。

混凝土温度监测系统可以用来记录混凝土温度的变化情况，以便及时调整养护措施。

6.设计适当的养护措施。

根据混凝土的温升情况，采取相应的养护措施进行控制。

例如可以采取降低养护温度、增加养护时间、增加养护水分等方法。

总的来说，大体积混凝土水化热方案计算是一个较为复杂的过程，需要综合考虑水泥和骨料的特性、配合比和体积等因素。

通过合理的计算和
养护措施，可以有效控制混凝土的温升，确保混凝土的物理性能和力学性能满足要求。