大体积混凝土水化热及温度计算

八、大体积混凝土计算取现场最大承台计算，长10.200m，宽4.8m，厚1.2m。

混凝土为C30，采用28天后期强度配合比，用普通硅酸盐水泥325号，水泥用量mc=147kg/m3，水泥发热量Q=289kj/kg。

混凝土浇筑时的入模温度To=5℃，结构物周围采用砖模板，在模板和混凝土上表面外包两层草袋保温，混凝土比热C=0.96kj/kg·k，混凝土密度ρ=2400kg/ m3。

（1）混凝土最高水化热绝热温度Tmax=mcQ/Cρ=147×289/0.96×2400=18.44℃(2)混凝土1d、3d、7d的水化热绝热温度：T（1）= Tmax×（1-e-mt）=18.44×0.727= 13.42℃T（3）= Tmax×（1-e-mt）=18.44×0.3852=6.61℃T（7）= Tmax×（1-e-mt）=18.44×0.108= 1.99℃（3）混凝土的最终绝热温升：查表得温降系数δ可求得不同龄期的水热温升为：t=3d δ=0.57 Tmaxδ=18.44×0.57=10.51℃t=6d δ=0.54 Tmaxδ=18.44×0.54=9.96℃t=9d δ=0.29 Tmaxδ=18.44×0.29=5.35℃t=12d δ=0.2 Tmaxδ=18.44×0.2=3.69℃t=15d δ=0.14 Tmaxδ=18.44×0.14=2.58℃t=18d δ=0.1 Tmaxδ=18.44×0.1=1.84℃t=3d δ=0.02 Tmaxδ=18.44×0.02=0.37℃混凝土内部的中心温度为：T（3）=To+T（t）δ=5+10.51=15.51℃T（6）=To+T（t）δ=5+9.96=14.96℃T（9）=To+T（t）δ=5+5.35=10.35℃T（12）=To+T（t）δ=5+3.69=8.69℃T（15）=To+T（t）δ=5+2.58=7.58℃T（18）=To+T（t）δ=5+1.84=6.84℃T（21）=To+T（t）δ=5+0.37=5.37℃（4）混凝土的收缩变形值：εy（t）=εy0（1-e-bt）×M1×M2×M3×M4×M5×M6×M7×M8×M9×M10εy（3）=3.24×10-4（1-2.718-0.01×3）×1×0.92×1×0.87×1.45×1.09×0.7×1×1×0.95=0.055×10-4εy（6）=3.24×10-4（1-2.718-0.01×6）×1×0.92×1×0.87×1.45×0.98×0.7×1×1×0.95=0.125×10-4εy（9）=3.24×10-4（1-2.718-0.01×9）×1×0.92×1×0.87×1.45×0.98×0.7×1×1×0.95=0.17×10-4εy（12）=3.24×10-4（1-2.718-0.01×12）×1×0.92×1×0.87×1.45×0.94×0.7×1×1×0.95=0.0.21×10-4εy（15）=3.24×10-4（1-2.718-0.01×15）×1×0.92×1×0.87×1.45×0.93×0.7×1×1×0.95=0.0.26×10-4εy（18）=3.24×10-4（1-2.718-0.01×18）×1×0.92×1×0.87×1.45×0.93×0.7×1×1×0.95=0.3×10-4各龄期的收缩当量温差T（3）=-εy3/a=-0.055×10-4/10×10-6=-0.55℃≈-1℃T（6）=-εy3/a=-0.12×10-4/10×10-6=-1.2℃≈-1℃T（9）=-εy3/a=-0.17×10-4/10×10-6=-1.7℃≈-2℃T（12）=-εy3/a=-0.21×10-4/10×10-6=-2.1℃≈-2℃T（15）=-εy3/a=-0.26×10-4/10×10-6=-2.6℃≈3℃T（18）=-εy3/a=-0.3×10-4/10×10-6=-3℃（5）C30混凝土各龄期的弹性模量E（3）=3.0×10-4（1-e-0.09×3）=0.72×10-4 N/MM2E（6）=3.0×10-4（1-e-0.09×6）=1.26×10-4 N/MM2E（9）=3.0×10-4（1-e-0.09×9）=1.68×10-4 N/MM2E（12）=3.0×10-4（1-e-0.09×12）=1.98×10-4 N/MM2E（15）=3.0×10-4（1-e-0.09×15）=2.22×10-4 N/MM2E（18）=3.0×10-4（1-e-0.09×18）=2.4×10-4 N/MM2（6）各龄期混凝土松弛系数S（63）=0.208 S（9）=0.214 S（12）=0.215 S（15）=0.233S（18）=0.252（6）最大拉应力计算：取a=1.0×10-5 γ=0.15 Ck=1.0 N/MM2 H=1200mm L =10200mm计算个温差引起的应力从3d到6d引起的应力β=√Ck/ H E（t）=1.0×10-5 /1200·1.26×104=0.0026β= L/2=1.3 cosh·β=2.58Б（6）=a/1-γ【1-1/ cosh·β】E（t）×T（t）×S（t）=1.0×10-5 /1-0.15【1-1/2.58】×1.26×104×-1℃×0.208=0.019 N/MM2从6d到9d引起的应力β=√Ck/ H E（t）=1.0×10-5 /1200·1.68×104=0.0002β= L/2=1.14 cosh·β=1.95Б（9）=a/1-γ【1-1/ cosh·β】E（t）×T（t）×S（t）=1.0×10-5 /1-0.15【1-1/1.95】×1.68×104×-2℃×0.214=0.020 N/MM2从9d到12d引起的应力β=√Ck/ H E（t）=1.0×10-5 /1200·1.98×104=0.0002β= L/2=1.14 cosh·β=1.95Б（12）=a/1-γ【1-1/ cosh·β】E（t）×T（t）×S（t）=1.0×10-5 /1-0.15【1-1/1.95】×1.98×104×-2℃×0.215=0.049 N/MM2从12d到15d引起的应力β=√Ck/ H E（t）=1.0×10-5 /1200·2.22×104=0.00019β= L/2=0.99 cosh·β=1.51Б（15）=a/1-γ【1-1/ cosh·β】E（t）×T（t）×S（t）=1.0×10-5 /1-0.15【1-1/1.51】×2.22×104×-3℃×0.223=0.062 N/MM2从15d到18d引起的应力β=√Ck/ H E（t）=1.0×10-5 /1200·2.4×104=0.00019β= L/2=0.99 cosh·β=1.51Б（18）=a/1-γ【1-1/ cosh·β】E（t）×T（t）×S（t） =1.0×10-5 /1-0.15【1-1/1.51】×2.48×104×-3℃×0.252=0.073 N/MM2Б（max）=Б（6）+Б（9）+ Б（12）+Б（15）+ Б（18）=0.019+0.02+0.049+0.062+0.073=0.223 N/MM2混凝土抗拉强度设计值取1.5 N/MM2，则抗裂安全度：K=1.5/0.223=6.7 N/MM2＞1.15满足抗裂条件故知不会出现裂缝。

附件1大体积混凝土水化热方案计算单一、大体积混凝土的温控计算（一）相关资料1、配合比及材料承台混凝土：C：W：S：G=267：160：786：10042、气象资料桥址区属中亚热带季风气候地区，夏季凉爽，冬无严寒，具有四季分明，无霜区长，日照充足，水源充足。

年平均气温11.8℃，极端最高气温为32.7℃，极端最低气温为-9.3℃。

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。

（二）承台混凝土的温控计算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=267Kg/m3；水化热Q=355J/Kg，混凝土比热c=0.96J/Kg℃，混凝土密度ρ=2410Kg/m3。

承台混凝土最高水化热绝热升温：Tmax=CQ/cρ=(267⨯355)/（0.96⨯2410）=40.97℃3d的绝热温升T（3）=40.97⨯（1-e-0.3*3）=24.31℃∆T（3）=24.31-0=24.31℃7d的绝热温升T（7）=40.97⨯（1-e-0.3*7）=35.95℃∆T（7）=35.95-24.31=11.64℃2、砼拌合物的温度T b =[a（tsWs+tgWg+tcWc）+btwWw+b（PstsWs+PgtgWg）-B（PsWs+PgWg）]/[a（Ws+Wg+Wc）+bWw+b（PsWs+PgWg）]Tb—砼合成后的温度℃；W c 、Ws、Wg、—水泥、砂、石的干燥质量kg；根据配合比确定；Ww—拌合加水的质量（不包括骨料的含水量）；根据配合比确定；t c 、ts、tg、tw—水泥、砂、石、水装入拌和机时的温度℃；根据实际情况，分别取tc=45℃，t s =25℃，tg=25℃，tw=15℃P s 、Pg—砂石的含水率；均取2%a—水泥及骨料的比热，kJ/kg.K，采用0.92；b、B—水泥的比热及溶解热℃，当骨料温度＞0℃，b=4.19、B=0；当骨料温度≤0℃，b=2.09、B=335；则：Tb=[0.92*(25*786+25*1004+45*267)+4.19*15*160+4.19*(0.02*786*25+0.02*1004*25) -0]/[0.92*(267+786+1004)+4.19*160+4.19*(0.02*786+0.02*1004)]=25.04℃3、砼出机温度砼出机温度即为砼拌合物的温度在搅拌中温度损失后的温度Tm =0.016*(Tb-Td)Tm—混凝土拌合物在搅拌过程中的热量损失Tb—室外气温℃，取25℃；Td—搅拌棚室内温度℃，取20℃；则：Tm=0.016*(25-20)=0.08℃故砼出机温度=砼拌合物的温度-Tm=25.04-0.08=24.96℃4、砼入模成型时温度砼出机，要经历以下过程：拌和机倒入罐车、罐车倒入输送泵，入模浇筑振捣成型，伴随着温度损失。

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。

大体积混凝土施工的主要技术难点是防止混凝土表面裂缝的产生。

造成大体积混凝土开裂的主要原因是干燥收缩和降温收缩。

处于完全自由状态下的混凝土，出现再大的均匀收缩，也不会在内部产生拉应力。

当混凝土处在地基等约束条件下时，内部就会产生拉应力，当拉应力超过当时混凝土的抗拉强度时，混凝土就会开裂。

混凝土中水泥水化用水大约只占水泥重量的20%，在混凝土浇筑硬化后，拌合水中的多余部分的蒸发将使混凝上体积缩小。

混凝土干缩率大致在(2-10) x 10-4范围内，这种干缩是由表及里的一个相当长的过程，大约需要4个月才能基本稳定下来。

干缩在一定条件下又是个可逆过程，产生干缩后的混凝土再处于水饱和状态，混凝土还可有一定的膨胀回复。

值得注意的是早期潮湿养护对混凝土的后期收缩并无明显影响，大体积混凝土的保湿养护只是为了推迟干缩的发生，有利于表层混凝土强度的增长，以及发挥微膨胀剂的补偿收缩作用。

大体积混凝土浇筑凝结后，温度迅速上升，通常经3 d--5d达到峰值，然后开始缓慢降温。

温度变化产生体积胀缩，线胀缩值符合△L=Lo•a•△T的规律，这里线胀缩值数取1 x 10-5(1/ 0C)。

因为混凝土的特点是抗压强度高而抗拉强度低，而且混凝土弹性模量较低，所以升温时体积膨胀一般不会对混凝土产生有害影响。

但在降温时其降温收缩与干燥收缩叠加在一起时，处于约束条件下的混凝土常常会产生裂缝，起初的细微裂缝会引起应力集中，裂缝可逐渐加宽加长，最终破坏混凝上的结构性、抗渗性和耐久性。

混凝土降温值=温度+水化热温升值－环境温度。

其中温升值的影响因素主要有水泥品种和用量、用水量、大体积混凝土的散热条件(主要包括浇筑方法、混凝土厚度、混凝土各表面的能力和其它降温措施)等。

为尽量发挥混凝土松弛对应力的抵消作用，同时避免在混凝土硬化初期骤然产生过大的应力，应该减慢降温速度。

一般规定，混凝土内外温差不大于25℃，降温速度不大于1.5 0C/ d。

该工程大体积混凝土的特点是：1)基础厚1 .2 m ；2)基础做了SBS防水；3)混凝土一次浇筑3 800 m3；4)混凝土强度等级C40。

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9d左右内部温度最高，则验算第9d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：39.6（℃）（Tmax-25）T q ——施工期大气平均温度：30（℃）T 2-T q —-9.6（℃）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=4.46cm故可采用两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 ]= 2.76③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=0.5628④混凝土计算厚度：H=h+2hˊ= 3.63m⑤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。

大体积混凝土施工的主要技术难点是防止混凝土表面裂缝的产生。

造成大体积混凝土开裂的主要原因是干燥收缩和降温收缩。

处于完全日由状态下的混凝土，出现再大的均匀收缩，也不会在内部产生拉应力。

当混凝土处在地基等约束条件下时，内部就会产生拉应力，当拉应力超过当时混凝土的抗拉强度时，混凝土就会开裂。

混凝土中水泥水化用水大约只占水泥重量的20%,在混凝土浇筑硬化后，拌合水中的多余部分的蒸发将使混凝上体积缩小。

混凝土干缩率大致在（2-10）x10-4范围内，这种干缩是由表及里的一个相当长的过程，大约需要4个月才能基本稳定下来。

干缩在一定条件下又是个可逆过程，产生干缩后的混凝土再处于水饱和状态，混凝土还可有一定的膨胀回复。

值得注意的是早期潮湿养护对混凝土的后期收缩并无明显影响，大体积混凝土的保湿养护只是为了推迟干缩的发生，有利于表层混凝土强度的增长，以及发挥微膨胀剂的补偿收缩作用。

大体积混凝土浇筑凝结后，温度迅速上升，通常经3 d-5d达到峰值，然后开始缓慢降温。

温度变化产生体积胀缩，线胀缩值符合△ L=Lo* a- AT的规律，这里线胀缩值数取lx 10-5（1/0C）o 因为混凝土的特点是抗压强度高而抗拉强度低，而旦混凝土弹性模量较低, 所以升温时体积膨胀一般不会对混凝土产生有害影响。

但在降温时其降温收缩与干燥收缩叠加在一起时，处于约束条件下的混凝土常常会产生裂缝，起初的细微裂缝会引起应力集中，裂缝可逐渐加宽加氏，最终破坏混凝上的结构性、抗渗性和耐久性。

混凝土降温值=温度+水化热温升值一环境温度。

其中温升值的影响因素主要有水泥品种和用量、用水量、大体积混凝土的散热条件（主要包括浇筑方法、混凝土厚度、混凝土各表面的能力和其它降温措施）等。

为尽量发挥混凝土松弛对应力的抵消作用，同时避免在混凝土硬化初期骤然产生过大的应力，应该减慢降温速度。

一般规定，混凝土内外温差不大于25°C,降温速度不大于1.5 OC/do 该工程大体积混凝土的特点是：1）基础厚1 .2 m；2）基础做了SBS防水:3）混凝土一次浇筑3 800 m3；4）混凝土强度等级C40«1、混凝土配合比设计对配合比设计的主要要求是：既要保证设计强度，乂要大幅度降低水化热；既要使混凝土具有良好的和易性、可筮性，乂要降低水泥和水的用量。

大体积混凝土热工计算1.底板混凝土单次混凝土浇筑厚度最大为2850mm，混凝土强度等级为C35/P12，理论上该处混凝土内部温度最高，容易产生裂缝，所以将此部位混凝土作为范例进行热工计算。

根据C35/P12混凝土配合比为：P.O42.5级水泥227kg，水162kg，中砂761kg，石子1051kg，粉煤灰：102kg，S95级磨细矿渣48kg。

2.预计施工浇筑时间为5月份，查气象历史数据，月最高平均气温为28°。

3.水泥水化热：q=286.6KJ/kg7.1混凝土表面温度裂缝控制计算大体积混凝土结构施工应该使混凝土中心与表面温度、表面温度与大气温度之差在允许范围内，则可控制混凝土裂缝的出现。

7.1.1混凝土的绝热温升水泥水化热引起的混凝土内部实际最高温度与混凝土的绝热温升有关。

混凝土的绝热温升：T i=W×Q×（1-e-mt）/（C×ρ）式中：T h—混凝土的绝热温升（℃）W—每立方混凝土的胶凝材料用量（kg/m3），W=227+102+48=377kg/m3Q—每公斤水泥的水化热，本工程为P.O42.5水泥，查计算手册，Q为335k J/kg C—混凝土比热0.994k J/(kg·K)；ρ—混凝土容重2400㎏/m3；t—混凝土龄期（天）；m—常数，与水泥品种、浇筑时温度有关，取0.406；e—常数，e=2.718自然对数的底；T(3)=WQ(1-e-mt)/Cρ=377×335×(1-e-0.406×3)/(0.994×2400)=38.198°C；经过计算，得到3天，5天，7天，14天混凝土最高水化热绝热温升：Th3=38.198℃，Th5=47.122℃，Th7=51.076℃，Th14=54.06℃。

7.1.2混凝土的内部最高温度Tmax(t) =Tj+Ti×ζ(t)式中Tmax(t)—混凝土t龄期内部最高温度（℃）；分别取3、5、7、14天计算；Tj—混凝土浇筑温度（℃）,混凝土浇筑入模温度取35℃；ζ—混凝土t龄期的散热系数，3天，5天，7天，14天分别计算得ζ（3）=0.55，ζ（5）=0.51，ζ（7）=0.351，ζ（14）=0.183；T max =Ti+T(7)ζ=35+38.198×0.55=51°C；按上式计算，3天，5天，7天，14天的结果为T max3＝56℃，T max5＝59.03℃，T max7＝52.93℃，T max14=44.89℃7.1.3砼表层（表面下50～100mm）温度(1)、保温材料厚度（麻袋）δ=0.5h.λx （T2-Tq）Kb/λ（Tmax-T2）=0.5×2.85×0.05×20×1.3/2.33×25=0.0318mδ-保温材料厚度λx-所选保温材料导热系数，材料选麻袋，考虑薄膜保温作用按0.05（T2-Tq）本工程取20℃（Tmax -T2）最高温度与表面温度差，本工程取25℃Kb–传热系数修正值，选1.3。

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、桥墩等。

然而，由于大体积混凝土结构的尺寸较大，水泥水化热在混凝土内部积聚不易散发，容易导致混凝土内部温度升高，从而产生较大的温度应力。

如果温度应力超过混凝土的抗拉强度，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温度变化，对于控制混凝土裂缝的产生具有重要意义。

一、大体积混凝土温度组成大体积混凝土在浇筑后的温度变化主要由以下几个部分组成：1、浇筑温度浇筑温度是指混凝土浇筑时的初始温度，它取决于混凝土原材料的温度、搅拌过程中的温度升高以及运输和浇筑过程中的温度损失。

2、水泥水化热温升水泥在水化过程中会释放出大量的热量，这是导致混凝土内部温度升高的主要原因。

水泥水化热温升的大小与水泥品种、用量、混凝土配合比以及浇筑后的时间等因素有关。

3、混凝土的散热混凝土在浇筑后会向周围环境散热，散热的速度取决于混凝土的表面系数（表面积与体积之比）、环境温度、风速等因素。

二、大体积混凝土温度计算方法1、经验公式法经验公式法是根据大量的工程实践数据总结出来的一些简化计算公式。

常见的经验公式有绝热温升公式、表面散热系数公式等。

这些公式虽然简单易用，但由于其是基于经验数据得出的，对于一些特殊情况可能会存在较大的误差。

2、有限元法有限元法是一种数值计算方法，它将大体积混凝土结构离散为若干个单元，通过建立热传导方程，求解混凝土内部各点在不同时刻的温度分布。

有限元法可以考虑混凝土结构的复杂形状、边界条件以及材料的非均匀性等因素，计算结果较为准确，但计算过程较为复杂，需要专业的软件和一定的计算能力。

三、大体积混凝土温度计算的影响因素1、混凝土配合比混凝土中水泥用量、水灰比、骨料种类和级配等配合比参数会影响水泥水化热的产生和混凝土的导热性能，从而对温度变化产生影响。

2、浇筑工艺浇筑的分层厚度、浇筑速度、振捣方式等浇筑工艺参数会影响混凝土的散热和内部温度分布。

大体积混凝土水化热及温度计算一、混凝土水化热计算1、混凝土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级水泥。

3#、4#主墩承台砼方量为445.4m3，2#、5#过渡墩承台砼方量为173.3 m3均属大体积砼，砼配合比的原则为：满足设计混凝土强度等级条件下，掺适量粉煤灰，同时加缓凝剂，延长混凝土的初凝时间，尽可能降低混凝土的水泥用量，尽量降低混凝土内最大温升值。

2、C30设计配合比水泥： 350kg/m3；水：176 kg/m3；大气温度在30℃，马水河水温在27℃粗骨料： 767 kg/m3；细骨料： 938 kg/m3；粉煤灰： 90kg/m3；缓凝型减水剂： 1%。

3、混凝土温度计算1)、搅拌温度计算和浇筑温度混凝土拌和温度计算表（注：本表中数值为经验数据）混凝土拌和温度为:Tc =∑Ti*W*c/∑W*c=75410.4/2510.3=30.04℃。

考虑到混凝土运输过程中受日晒等因素，入模温度比搅拌温度约高3℃。

混凝土入模温度约Tj=33.04℃。

2）混凝土中心最高温度：Tmax=Tj +Th*ξTj=33.04℃（入模温度），ξ散热系数取0.70混凝土最高绝热温升Th=W*Q/c/r=350*377/0.973/2321=50.43℃其中350 Kg为水泥用量；377KJ/Kg为单位水泥水化热；0.973KJ/Kg.℃为水泥比热；2321Kg/m3为混凝土密度。

则Tmax=Tj +Th*ξ=33.04+50.43*0.70=70.94℃。

3）混凝土内外温差混凝土表面温度（未考虑覆盖）：Tb =Tq+4h’（H-h’）△T/H2。

H=h+2h’=3+2*0.07=3.14m，h’=k*λ/β＝0.666*2.33/22＝0.07m式中Tbmax--混凝土表面最高温度（℃）；Tq--大气的平均温度（℃）；H－一混凝土的计算厚度；h’--混凝土的虚厚度；h--混凝土的实际厚度；ΔT－－混凝土中心温度与外界气温之差的最大值；λ--混凝土的导热系数，此处可取 2.33W／m· K；K--计算折减系数，根据试验资料可取0.666；β--混凝土模板及保温层的传热系数（W/m*m·K），取22Tq 为大气环境温度，取30℃，△T= Tmax-Tq=40.94℃故Tb=33.73℃。

10-7-2-1 大体积混凝土温度计算公式1．最大绝热温升（二式取其一）（1）T h＝（m c＋k·F）Q/c·ρ（2）T h＝m c·Q/c·ρ（1－e-mt）（10-43）——混凝土最大绝热温升（℃）；式中 Th——混凝土中水泥（包括膨胀剂）用量（kg/m3）；mcF——混凝土活性掺合料用量（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）查表10-81；不同品种、强度等级水泥的水化热表10-81c——混凝土比热、取0.97［kJ/（kg·K）］；ρ——混凝土密度、取2400（kg/m3）；e——为常数，取2.718；t——混凝土的龄期（d）；m——系数、随浇筑温度改变。

查表10-82。

系数m 表10-822．混凝土中心计算温度T1（t）＝T j＋T h·ξ（t）——t龄期混凝土中心计算温度（℃）；式中 T1（t）——混凝土浇筑温度（℃）；Tjξ——t龄期降温系数、查表10-83。

（t）降温系数ξ表10-833．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）（10-45）式中δ——保温材料厚度（m）；λx——所选保温材料导热系数[W/（m·K）]查表10-84；几种保温材料导热系数表10-84T2——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℃T max ＝T2＝20~25℃Kb——传热系数修正值，取1.3~2.0，查表10-85。

传热系数修正值表10-85注：1．K 1值为一般刮风情况（风速＜4m/s ，结构位置＞25m ）；2．K 2值为刮大风情况。

大体积混凝土温度计算及施工方案7 大体积混凝土温度计算及施工方案一、温度计算：混凝土厚度 1.9m;根据配合比单，相关材料用量，每立方混凝土：硅酸盐水泥403kg，膨胀剂32kg，粉煤灰掺料78 kg。

计算如下1 、最大绝热温升T h= (m C+KF ) Q/C p=(435+0.3 X 78)X 375/(0.97 X 2400)=738C2、混凝土中心计算温度(计算3 天、6 天)T1 (3) =T j+T h E( t) =10+T h E( t)=10+73.8X 0.55=50.59CT1 ( 6)=10+73.8X 0.52=48.38C3、混凝土表层温度(表面下50~100mm 处)( 1 )保温材料厚度计算5 =0.5h 入x (T2 - Tq) K b/ X( T max - T2)=0.5X 1.9X 0.14X 15x 1.6/ (2.33X25)=0.054( m)( 2)混凝土表面模板及保温层的传热系数B =1/[ 2 5 i/ 入i+1/ B q]=1/[0.054/0.14+1/23]=2.331( 3)混凝土虚厚度h‘ =k 入/ B=2/3x 2.33/2.331=0.666(m)( 4)混凝土计算厚度H=h+2 h=1.9+2x 0.666=3.232(m)( 5)混凝土表层温度T2 (t) =T q+4 h '( H-h‘)[T1 (t) - T q]/H2T2( 3) =2+4x 0.666( 3.232－0.666) [48.59－5]/3.2322 =2+0.654x 43.59=30.51 CT2(6) =2+4x0.666(3.232-0.666) [46.38-5]/3.2322=2+0.654 X [41.38]=29.06C(6)混凝土温差T1 (3)- T2 (3) =50.59-30.51=20.08 CT1 (6)- T2 (6) =48.38- 29.06=19.32 C经以上计算预测，采取上述混凝土配合比，并加大保温材料厚度( 5cm 厚草袋，一层塑料布) ，可满足混凝土最大内外温差均小于25 C的要求。

大体积混凝土热值计算在建筑工程中，大体积混凝土的应用十分广泛。

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，从而产生温度裂缝，影响混凝土的质量和耐久性。

因此，准确计算大体积混凝土的热值对于控制混凝土内部温度、预防裂缝的产生具有重要意义。

大体积混凝土热值的计算涉及到多个因素，包括混凝土的配合比、水泥的品种和用量、掺和料的种类和用量、施工环境温度等等。

下面我们将逐步介绍大体积混凝土热值计算的方法和要点。

首先，我们来了解一下水泥水化热的基本概念。

水泥在水化过程中会释放出热量，这部分热量称为水泥水化热。

不同品种的水泥水化热不同，例如，普通硅酸盐水泥的水化热相对较高，而矿渣硅酸盐水泥的水化热则相对较低。

在计算大体积混凝土热值时，需要根据所使用的水泥品种确定其水化热。

混凝土的配合比是影响热值的重要因素之一。

配合比中的水泥用量、水灰比、掺和料的比例等都会对热值产生影响。

一般来说，水泥用量越多，混凝土的热值就越高；水灰比越大，热值也会相应增加。

而掺和料如粉煤灰、矿渣粉等的加入可以降低混凝土的热值，因为它们在一定程度上替代了水泥，减少了水泥的用量。

接下来，我们看一下具体的计算方法。

目前，常用的大体积混凝土热值计算方法有经验公式法和绝热温升法。

经验公式法是根据大量的实验数据和工程实践总结出来的公式，通过输入水泥品种、水泥用量、混凝土的龄期等参数，计算出混凝土在不同龄期的热值。

例如，对于普通硅酸盐水泥，常用的经验公式为：Q ＝ k × Q0 ×（1 e^（mt)）其中，Q 表示在龄期 t 时的水化热（kJ/kg），k 是不同水泥品种的修正系数，Q0 是水泥的最终水化热（kJ/kg），m 是与水泥品种、比表面积、浇筑温度等有关的系数，t 是龄期（d）。

绝热温升法是基于混凝土在绝热条件下，水化热全部转化为温升的原理进行计算。

其计算公式为：T ＝ W × Q ／（C × ρ)其中，T 表示绝热温升（℃），W 是水泥用量（kg/m³），Q 是水泥水化热（kJ/kg），C 是混凝土的比热容（kJ/（kg·℃）），ρ 是混凝土的密度（kg/m³）。

1娄山河特大桥20#2=其中W-480.00Q-334Q 0-p.o42.5375k-0.89k1-0.94k2-0.95c-0.96ρ-25003其中m-0.34e- 2.718t-常数混凝土龄期(天)算结每公斤水泥水化热(kJ/kg)(普通硅酸盐水泥)掺合料水化热调整系数，k=k1+k2-1粉煤灰掺量水化热调整系数矿粉掺量水化热调整系数混凝土的比热(J/kg*K)混凝土的密度(kg/m3)各龄期混凝土的绝热温升T(t)(℃)T(t)=W×Q/(c×ρ)×(1-e -mt )经验系数(随水泥品种、比表面及浇筑温度而异),，取混凝土的最终绝热温升Tmax(℃)Tmax=W×Q/(c×ρ)每立方米混凝土中胶凝材料用量(kg/m3)每公斤胶凝材料总水化热量(kJ/kg)，=kQ 0计算参数设定4厚度h=2.5m其中ξ-算Tn(t)=Tj+T(t)×ξ不同龄期和浇筑厚度的降温系数，查表各龄期混凝土内部最高温度Tn(t) (℃)5其中Tq-15H- 3.684h'-0.592λ- 2.33βu-查表得76.6δi -空气0.66其中εy 0-0.0004Tb(t)=Tq+4h'(H-h')×△Tl(t)/H 2不同龄期的大气平均温度(℃)混凝土导热系数(W/m 2*K)固定在空气中放热系数(W/m 2*K)，设风速4.0m/s,光滑表面各种保温材料的厚度(m)2混凝土收缩变形不同条件影响修正系数M i各龄期混凝土收缩相对变形值εy(t)εy (t)=εy 0×(1-e -0.01t )×M1×M2×M3…M11混凝土在标准状态下的最终(极限)收缩值混凝土的计算厚度(m),H=h+2h'=混凝土的虚厚度(m),h'=λ*(∑δi/λi+1/βu)=各龄期混凝土表面温度Tb(t)(℃)M1-水泥品种M1取值 1.00M2-水泥细度M2取值 1.35M3-水胶比M3取值 1.00M4-胶浆量M4取值 1.20M5-养护时间M5取值0.93M6-环境相对湿度M6取值0.77M7-水力半径倒数M7取值 1.20M8-配筋率M8取值 1.00M9-减水剂M9取值 1.30M10-粉煤灰掺量M10取值0.87M11-矿粉掺量M11取值1.00= 1.5747其中α-0.00001各龄期混凝土的当量温差Ty(t)(℃)Ty(t)=εy(t)/α混凝土的线膨胀系数70%0.0095有22.86%14.29%则， M1×M2×M3…M11普通硅酸盐水泥5000孔0.280.19自然养护，28天0.48C50其中E0-34500β- 1.010β1-查表0.99β2-1.029其中Th-15.010各龄期混凝土的温度(包括收缩)应力σ(t) (N/mm2)混凝土的综合温度差△T(t)(℃)△T(t)=△T1(t)-Th混凝土浇筑后达到稳定时的温度(℃)混凝土的最终(28d)弹性模量(N/mm2)掺合料修正系数，β=β1*β2=粉煤灰掺量修正系数，矿粉掺量修正系数，各龄期混凝土的弹性模量E(t)(N/mm2)E(t)=βE0(1-e-0.09t)果其中S(t)-R-0.5μ-0.1511计算结论C50混凝土=2.64N/mm 212其中Tn-大体积混凝土浇筑后裂缝控制的施工计算各龄期混凝土实际水化热最高温升值Td(t)(℃)Td(t)=Tn(t)-T 0各龄期混凝土温度值28d 混凝土抗拉强度Ft根据计算结果分析可知，由于降温和收缩产生的温度应力小于混凝土的抗拉强度，可采取一次性浇筑混凝土底板，不会产生贯穿性有害裂缝。