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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。
课题背景及任务来源随着我国交通事业的迅速发展，大跨度桥梁大量出现，在桥梁中大体积混凝土承台、锚碇、塔等亦随之大量出现。
目前所生产的水泥放热速度较过去大为提高，这使得大体积混凝土的温度裂缝问题日益突出，已成为普遍性的问题。
大体积混凝土在固化过程中释放的水化热会产生较大的温度变化和约束作用，由此而产生的温差和温度应力是导致混凝土出现裂缝的主要因素，从而影响结构的整体性、防水性和耐久性，成为结构的隐患。
因此大体积混凝土在施工中必须考虑裂缝控制。
大体积混凝土温度裂缝问题十分复杂，涉及到结构、建筑材料、施工、环境等多方面因素，工程建设领域目前对桥梁中所使用的大体积混凝土的研究还不够深入、全面，相关的规范条文还不够完善，对很多工程实践中的问题只能依靠经验处理，缺乏适当的理论依据，这会造成许多不必要的人力、物力、财力的浪费，大体积混凝土施工质量控制的结果也不很理想。
在总结大体积混凝土温度裂缝产生的原因的基础上，本文结合邕江四线特大桥，以及对承台试块的模拟试验，研究分析了大体积混凝土内部温度场和温度应力变化的规律和工程中采用的温控措施的实际效果。
本文在大体积混凝土工程中所采用的温度监测和裂缝控制措施，为今后同类工程施工提供了有用信息，也为今后开展深入的理论研究提供了试验和理论参考依据。
组成结构通过midas来模拟大体积混凝土在水化热情况下温度与应力应变的变化，并且通过不加冷水管和加冷水管的情况下进行对比分析，并得出相应的结果。
功能与技术能够直观的看到混凝土内部在水化热的情况下温度随时间的变化，并且通过精确的数值进行分析。
从而使我们对水化热有进一步的认识，进而通过温度变化趋势分析混凝土可能会产生的裂缝的位置，从而提前做好防护措施，尽可能是裂缝降到最小。
成果的主要特点通过对大体积混凝土水化热的分析，我们能更加深入的了解混凝土内部温度度的变化情况，从而对混凝土浇筑﹑养护﹑防护提前做出应对措施。
尤其是咋此过程中温度对其裂缝的影响。
大体积混凝土水化热分析与监测[摘要]：采用 Midas FEA NX有限元软件建立模型，通过水化热分析得出筏板大体积混凝土浇筑后不同时间的的温度分布图，现场同时进行数字化智能监测,实时温度监测得到的实测数据对比软件模型计算数据。
通过上述手段，可以有效地、准确地对大体积混凝土进行监测。
[关键词]：筏板；大体积混凝土；数字化智能监测；水化热分析0 引言随着工程建设的需要，筏板也逐渐往大厚度、大体积的方向发展。
筏板大体积混凝土在混凝土浇筑过程中产生的水化热反应容易导致温度和收缩应力变化较大，产生对结构自身的有害裂缝。
本文以某项目为例，对筏板大体积混凝土的水化热进行数值模拟，计算其温度分布，对比得出最大温升位置，从而对该位置温度变化进行分析。
1 分析对象本工程地下室共二层，筏板厚度600mm、1800mm、2500mm，根据《GB50496 大体积砼施工规范》，1000mm以上筏板属大体积混凝土施工。
其中，B栋主楼核心筒部位筏板厚度2.5m，非核心筒部位筏板厚度0.6m。
此筏板长约34.4m，宽约20.9m，大筏板布置有12个电梯井基坑及2个集水井，导致大筏板洞边现浇C40P8混凝土厚度较深且体积较大，厚度最厚处达到7.2m，最薄处为2.5m，剖面位置见图1。
大体积混凝土的设计配合比，常规参照以往项目经验，得出的结果不准确，而利用有限元软件模拟计算优化的混凝土设计配合比，计算出的数据较为准确，有利于质量控制。
浇筑后，规范规定温控监测每昼夜不少于4次，频率低，未能反应温度变化数值的及时性、有效性，导致误差较大，而利用数字化智能监测手段，数据实时上传至软件平台，每间隔15min～60min测量记录温度1次，并设置报警值，方便及时反应、采取措施。
图1 分析区域位置图2 分析目的本工程B塔楼核心筒区域筏板混凝土体积大。
大体积混凝土浇筑时，混凝土的内部会释放出大量的水化热，导致温度急剧上升，产生较大的温度应力。
由于筏板厚度、各部位散热条件等不同，因此筏板内各点温度存在一定差异。
混凝土的水化热分析混凝土是广泛应用于建筑和基础设施领域的一种常见材料。
在混凝土的制作过程中，水化反应是一个关键的过程，其产生的水化热对混凝土的性能和耐久性有着重要影响。
本文将对混凝土的水化热进行分析，并探讨其对混凝土性能的影响。
一、混凝土的水化过程混凝土的水化过程是指水泥与水反应生成水化产物的过程。
水化过程是一个复杂的化学反应过程，涉及到水化产物的形成和结构的演变。
一般来说，混凝土的水化过程可以分为初期水化和后期水化两个阶段。
1. 初期水化阶段初期水化阶段指的是混凝土刚刚形成后的几天到几周的时间段。
在此阶段，混凝土内的水化反应比较剧烈，产生大量的水化热。
这是因为水化反应速度较快，水泥中的矿物质与水迅速反应生成水化产物。
初期水化阶段对混凝土的强度发展有着重要影响。
2. 后期水化阶段后期水化阶段是指混凝土中水化反应逐渐减慢的阶段。
在此阶段，水化反应的速率逐渐降低，混凝土中的水化产物逐渐形成并发展。
尽管水化反应速率较慢，但仍然会持续一段时间。
后期水化阶段对混凝土的持久性和耐久性具有重要意义。
二、水化热对混凝土的影响混凝土的水化反应产生的热量是不可避免的。
这种水化热会对混凝土的性能和耐久性产生影响。
1. 早期温升在初期水化阶段，大量的水化热会产生，导致混凝土温度升高。
这种早期温升对混凝土的强度发展和导热性能有着重要的影响。
高温可能导致混凝土内的微观孔隙产生闭合，从而改变了混凝土的结构和性能。
2. 收缩和开裂水化热引起的混凝土温度升高可能导致混凝土在水化过程中产生收缩，进而导致混凝土开裂。
这种收缩和开裂现象对混凝土的耐久性和外观质量产生负面影响。
因此，对混凝土的水化热进行合理控制，是减少混凝土开裂的关键。
3. 内应力和变形水化热引起的温度升高还会导致混凝土内部产生应力和变形。
这些应力和变形可能对混凝土的结构稳定性和力学性能造成影响。
因此，在设计和制造混凝土结构时，需要充分考虑水化热对结构的影响，并采取适当的措施来降低内应力和变形。
课题背景及任务来源随着我国交通事业的迅速发展，大跨度桥梁大量出现，在桥梁中大体积混凝土承台、锚碇、塔等亦随之大量出现。
目前所生产的水泥放热速度较过去大为提高，这使得大体积混凝土的温度裂缝问题日益突出，已成为普遍性的问题。
大体积混凝土在固化过程中释放的水化热会产生较大的温度变化和约束作用，由此而产生的温差和温度应力是导致混凝土出现裂缝的主要因素，从而影响结构的整体性、防水性和耐久性，成为结构的隐患。
因此大体积混凝土在施工中必须考虑裂缝控制。
大体积混凝土温度裂缝问题十分复杂，涉及到结构、建筑材料、施工、环境等多方面因素，工程建设领域目前对桥梁中所使用的大体积混凝土的研究还不够深入、全面，相关的规范条文还不够完善，对很多工程实践中的问题只能依靠经验处理，缺乏适当的理论依据，这会造成许多不必要的人力、物力、财力的浪费，大体积混凝土施工质量控制的结果也不很理想。
在总结大体积混凝土温度裂缝产生的原因的基础上，本文结合邕江四线特大桥，以及对承台试块的模拟试验，研究分析了大体积混凝土内部温度场和温度应力变化的规律和工程中采用的温控措施的实际效果。
本文在大体积混凝土工程中所采用的温度监测和裂缝控制措施，为今后同类工程施工提供了有用信息，也为今后开展深入的理论研究提供了试验和理论参考依据。
组成结构通过midas来模拟大体积混凝土在水化热情况下温度与应力应变的变化，并且通过不加冷水管和加冷水管的情况下进行对比分析，并得出相应的结果。
功能与技术能够直观的看到混凝土内部在水化热的情况下温度随时间的变化，并且通过精确的数值进行分析。
从而使我们对水化热有进一步的认识，进而通过温度变化趋势分析混凝土可能会产生的裂缝的位置，从而提前做好防护措施，尽可能是裂缝降到最小。
成果的主要特点通过对大体积混凝土水化热的分析，我们能更加深入的了解混凝土内部温度度的变化情况，从而对混凝土浇筑﹑养护﹑防护提前做出应对措施。
尤其是咋此过程中温度对其裂缝的影响。
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。
水泥水化热研究与分析摘要: 在水泥较长的散热过程中，水泥浆会逐渐凝结和硬化。
水泥内部物质处于高能状态，随着时间推移，水泥浆体性质将会趋向于稳定。
针对于水泥水化热的研究，不仅可以保证结构物的施工质量，还能适当降低工程成本造价，本文首先介绍了影响水泥水化热大小的影响因素以及计算法方法，然后根据笔者经验讲述了几种降低水泥水化热的措施。
关键词:水泥水化热、措施、配合比、增加、热量引言随着国家经济的快速发展，越来越多的工程建筑拔地而起，市场对于水泥需求量也是越来越大。
水泥在水化过程中产生的热量将会聚集在结构物内部不易散失出去，将会导致混凝土温度提高，随着混凝土龄期增加，绝热升温将会在2至4天内达到最高状态，在未受地基约束的部位，如果混凝土的内外温差过大，内部温度较高的混凝土约束外强度远大于其抗拉强度，将在混凝土的表层产生拉应力，若此时混凝土的抗拉强度不足以抵抗这种拉应力时就会产生表层温度裂缝。
若养护不当，表面裂缝将会进一步发展成深层裂缝。
在受地基约束的部位，将会产生较小的压应力。
因混凝土的散热系数较小，它从最高温度降至稳定温度需要较长时间，在此期间，混凝土的变形模量有了很大的增长，较小的变形就能产生较大的应力。
由于混凝土的早期体积变形，主要来自于水泥的水化热温升，并且降低水化热是防止混凝土早期开裂的有效途径，因此，我们有必要对水泥混凝土的水化热进行研究，以尽量避免温度裂缝的出现。
一、水化热的计算与分析1、水泥水化热分析水泥在水化时会发生温度变化，这主要源于几种无水化合物组分的溶解热和几种水化物在溶液中的沉淀热。
这些热值的代数和就是水泥在任何龄期下的水化热。
国家标准GB T 12959-2008规定了水泥水化热的测定方法，但是水泥水化热的测定较复杂，一般水泥厂都不会配备有这方面的仪器，有些水泥厂曾经添置过水泥水化热的测试仪器，但也没能很好地使用，关键是水化热测试对仪器和操作技术的要求较高，一般的工人难以熟练掌握该技术。
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。
例题大体积混凝土水化热分析2 例题. 大体积混凝土水化热分析概要此例题将介绍利用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4 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：注：也可以通过程序右下角随时更改单位。
例题 大体积混凝土水化热分析5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/m 2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 添加例题大体积混凝土水化热分析6图4 定义材料时间依存特性图5 时间依存性材料连接4.建立实体模型1.主菜单选择模型>节点>建立：坐标1（0 0 0） 2（8.8 0 0） 3（8.8 6.4 0） 4（0 6.4 0）2.主菜单选择主菜单选择模型>单元>建立：单元类型：板 4节点类型：厚板材料：1:基础厚度：1节点连接：1 2 3 4注：材料的收缩徐变特性在水化热分析控制中定义。
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。
其主墩承台为C30混凝土，每个承台设置5层冷却管，承台尺寸为17.1m ×17.1m ×5m ，属于典型的大体积混凝土结构，主墩承台构造简图如下。
平面1710立面图2.2.1 主墩承台平面、立面示意图（单位：cm ）2.2.2 基本计算数据2.2.3 模型的建立由于承台模型具有对称性，取1/4模型进行建模和分析，既可以提高建模速度、缩短分析时间，又方便查看内部温度分布及应力发生状况。
为了模拟混凝土的热量传递给地基的情况，将地基模拟成具有一定比热和热传导率的结构；为了更准确的反应结构内部的温度、应力变化，分割单元时适当细分。
建模时在地基基础施加位移约束，在混凝土表面施加对流边界和环境温度条。
1/4三维模型共计节点6490个、单元5356个，采用实体单元，如图2.2.2所示。
图2.2.2 1/4承台三维立体模型图（上层为承台，下层为地基基础）2.2.4 计算工况与计算结果（1）工况1：一次性浇筑，不布设冷却管。
（2）工况2：按照设计文件布设冷却管。
以下给出代表性温度场、应力场计算结果（图2.2.3~2.2.10），分两种工况给出。
图2.2.3 工况1承台内部中心节点温度时程曲线图2.2.4 工况2承台内部中心节点温度时程曲线图2.2.5 工况1承台内部中心节点应力时程曲线图2.2.6 工况2承台内部中心节点应力时程曲线图2.2.7 工况1承台内部水化热温度场云图（60h）图2.2.8 工况2承台内部水化热温度场云图（60h）图2.2.9 工况1承台内部水化热温度场云图（170h）图2.2.10 工况2承台内部水化热温度场云图（170h）由上述计算结果简要分析如下：（1）未布设冷却管时，承台内部最高水化热温度达66.6℃，持续时间长；而布设冷却管后承台内部最高水化热温度为53.1℃，相比之下降低了13.5℃，且持续时间较短。
（2）未布设冷却管时，由于水化热温升较高，导致其温度应力超过混凝土即时的材料强度，如不采取防裂措施，混凝土会产生温度裂缝；而布设冷却管时，相比下温升较低，导致其温度应力小于混凝土即时的材料强度，混凝土不会开裂。
（3）采用预埋冷却管方式施工，可以较好的降低水化热温度，减小混凝土内表面温差，有效的防止温度裂缝的产生，但应做好养护措施。
2.2.5 实测值与理论计算值对比分析选取松柏山水库特大桥右幅8#主墩承台内部中心点进行分析。
现场对右幅8#主墩承台进行了连续14天的观测，承台混凝土内部温度通过预埋温度传感器测试，大气温度、承台表面温度及冷却管进出水口温度采用点式温度计观测。
承台中心温度实测值与理论值对比图如下。
图2.2.11 中心测点实测值与计算结果相比从图2.2.11可看出，计算结果最高温度为53.1℃，出现在混凝土浇筑后60h；现场实测最高温度为53.2℃，出现在混凝土浇筑后64h；由于现场环境突变等因素的影响，两者曲线不可能完全一致，但计算温度曲线与实测温度曲线发展趋势相同，并且绝大部分测点计算结果与实测值相差不超过2℃。
因此，承台仿真分析具有一定参考性和可靠性。
2.3 水化热参数分析除了上述有无冷却管施工对水化热有影响外，还有很多因素与大体积混凝土的水化热密切相关，如内部因素有水泥类型、用量等，外部因素有入模温度、冷却管水温等。
以上述承台为分析模型，运用MADIS有限元软件对影响水化热的主要参数进行分析。
2.3.1 水泥类型与用量水泥是水化热产生的根本原因，分别采用普通硅酸盐水泥、中热硅酸盐水泥、高早强硅酸盐水泥、高炉矿渣水泥、粉煤灰水泥这5种水泥进行定量分析；分别取水泥用量300kg、325kg、350kg、375kg、400kg进行定量分析。
取承台内部最大温升进行比较，分析结果见下图。
图2.3.1 水泥类型与水泥用量温升曲线由图2.3.1可知，在其余因素不变，只改变水泥用量的情况下，混凝土的最大温升与水泥用量成正比。
温升最大的高早强硅酸盐水泥在水泥用量300kg时承台中心点温升45.4℃，水泥用量达到400kg时承台中心点温升59.2℃，差别达13.8℃，每增加25kg水泥用量承台中心点温升3.5℃；温升最小的中热硅酸盐水泥在水泥用量300kg时承台中心点温升30℃，水泥用量达到400kg时承台中心点温升39.5℃，差别达9.5℃，每增加25kg水泥用量承台中心点温升2.5℃。
由图2.3.1可知，在其余因素不变，只改变水泥品种的情况下，使用低热品种水泥比使用高热品种水泥的最大温升要小很多。
同样水泥用量为300kg的情况下，使用中热硅酸盐水泥其承台中心点温升30℃，而使用高早强硅酸盐水泥其承台中心点温升45.4℃，两者温升差值较大。
由以上可知，混凝土的绝热温升与水泥的用量成正比，而且不同水泥品种对混凝土水化热影响很大。
因此，在满足混凝土设计强度的前提下，水泥应采用低热水泥并尽量减少水泥用量，可适当掺入粉煤灰等活性矿物外加剂，以此来降低水化热，防止温度裂缝的产生。
2.3.2 入模温度混凝土入模温度也称浇注温度，是混凝土水化热温升的基础。
在其它条件不变的情况，分别改变入模温度10℃、20℃、30℃，运用迈达斯分析运行求得3种入模温度下的承台内部最高温度，结果见下图。
图2.3.2 3种入模温度下的温度峰值变化曲线由图2.3.2可看出，入模温度越高，中心温度值也越高。
30℃下的入模温度温升比10℃下的入模温度温升高10.5℃。
由以上可知，混凝土入模温度越高，它的热峰值也必然越高，对结构内表面温差的影响也越大。
因此，有效降低入模温度，对控制混凝土最高温升，减小结构内表面温差起着至关重要的作用，但混凝土入模温度最低不宜低于5℃，在5℃下水泥的水化热将停止反应，混凝土强度将不会增加，所以在冬季施工时混凝土应加入防冻剂。
结合理论与现场实际观测，入模温度控制在15~20℃较好。
2.3.3 冷却管水温在布设冷却管施工的情况下，冷却管水温对承台水化热也有一定程度的影响。
取冷却管水温18~30℃，在其它因素不变的条件下，运用迈达斯软件分别进行运行分析，其承台内部峰值变化结果见下图。
图2.3.3 不同冷却水温作用下的温度峰值变化曲线由图2.3.3可见，管冷温度在18~30℃下的内部温差可达3℃，每增加2℃冷却管水温，其承台内部峰值增大0.5℃。
因此，冷却水温越低，其承台内部峰值越低，温控效果越好。
但水温不宜过底，冷却水温越低其冷却水温与内部混凝土温差也越大，导致水管周围的拉应力也越大，当拉应力超过内部混凝土容许应力时，承台内部将会产生裂缝。
通过现场对主墩承台观测的实际情况来看，进水口水温在25℃左右时，承台内部降温速率变得有所缓慢，结合理论与现场实际可以得出，冷却水温保持在15℃左右时温控效果较好。
2.3.4 大气温度不同季节浇筑混凝土，其大气温度是不同的。
分别选取5℃和30℃下的环境温度，运用迈达斯软件进行承台温度分析，分析结果见图2.3.4~2.3.5。
图2.3.4 大气温度为5℃下的中心温度与表面温度变化曲线图2.3.5 大气温度为30℃下的中心温度与表面温度变化曲线由图2.3.4可看出，大气温度在5℃时，承台内部峰值为53.1℃，承台内表面温差最大达到39℃，远远超过了规范所规定的25℃。
由图2.3.5可看出，大气温度在30℃时，承台内部峰值为53.2℃，承台内表面温差最大为19℃，低于规范所规定的25℃。
由以上可得，大气温度对混凝土水化热峰值影响很小，但对混凝土内外温差有很大的影响。
环境温度越低，混凝土表面温度越低，内外温差越大，当内外温差超过规范值时，结构将会产生表面裂缝，其耐久性会受到损害。
因此，在寒潮等温度较低的天气，应采取措施保温覆盖。
2.4 结论本章通过MADIS有限元仿真分析计算和现场实测研究了桥梁大体积混凝土承台的水化热，得到如下结论：（1）仿真分析计算可以较好的预测水化热的实际发展规律，对指导大体积混凝土的温控和防裂措施具有重要意义。
（2）影响大体积混凝土水化热的因素分为主动因素和被动因素，其中主动因素包括水泥的品种与用量，决定着水化热的变化规律；被动因素包括入模温度、冷却管布置、冷却水温等，在一定程度上影响着水化热的发展。
（3）理论和实践表明选择低水化热的水泥品种，同时采取优化混凝土配合比、掺入粉煤灰等措施减少水泥用量，是从根本上降低水化热温度的措施。
（4）在大体积混凝土内部预埋冷却管，通过管冷作用降低水化热温度；降低混凝土的浇筑温度，选择气温较低的时候浇筑混凝土；混凝土浇筑完毕后，注意对混凝土加以覆盖并保湿养护。
（5）总而言之，合理有效的大体积混凝土温控方案和施工措施，是防止大体积混凝土在水化热过程中产生裂缝的重要保证。
