大體積混凝土水化熱分析主講人：葛俊穎石家莊鐵道大學(xué)土木工程學(xué)院主要內(nèi)容大體積混凝土概念大體積混凝土主要溫控措施大體積混凝土水化熱分析原理MidasCivil大體積混凝土水化熱分析步驟MidasCivil大體積混凝土水化熱分析實(shí)例大體積混凝土概念美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)（ACIC116）：“任何大體積的現(xiàn)澆混凝土，其尺寸足夠大以致要求處理混凝土所放出的熱量和伴隨的體積變化以減少開(kāi)裂”日本建筑學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)（JASS5）：“結(jié)構(gòu)斷面最小尺寸在800mm2以上，水化熱引起混凝土內(nèi)的最高溫度與外界氣溫之差超過(guò)25°C的混凝土，稱為大體積混凝土”我國(guó)《大體積混凝土施工規(guī)范》（GB50496-2009）：“混凝土結(jié)構(gòu)物實(shí)體最小幾何尺寸不小于1m的大體量混凝土，或預(yù)計(jì)會(huì)因混凝土中膠凝材料水化引起的溫度變化和收縮而導(dǎo)致有害裂縫產(chǎn)生的混凝土?！贝篌w積混凝土概念

總的來(lái)說(shuō)，大體積混凝土具有形體龐大、水泥水化熱引起的溫度應(yīng)力較大的特點(diǎn)，必須采取措施解決水化熱及其引起的體積變形問(wèn)題，否則會(huì)出現(xiàn)不可忽視的開(kāi)裂問(wèn)題，這樣的混凝土可視為大體積混凝土。

大體積混凝土概念 需要做水化熱分析的大體積混凝土的尺寸標(biāo)準(zhǔn)與結(jié)構(gòu)形式、使用材料、使用條件有關(guān)。一般認(rèn)為水泥水化熱引起的混凝土內(nèi)外最高溫差在25℃以上的混凝土結(jié)構(gòu)，就必須考慮其水化熱問(wèn)題。具體到尺寸上，一般來(lái)說(shuō)板厚超過(guò)80~100cm時(shí)，底部固定的墻厚超過(guò)50cm時(shí)均需做水化熱分析。在橋梁工程中的大體積混凝土一般為群樁的承臺(tái)、大跨度橋梁的0號(hào)塊等。對(duì)渡槽，雖然其混凝土方量不大，構(gòu)件的厚度也較小而達(dá)不到上述標(biāo)準(zhǔn)，但是因其對(duì)裂縫要求較高，所以往往也要進(jìn)行水化熱分析。大體積混凝土概念 根據(jù)工程實(shí)測(cè)資料，大體積混凝土裂縫一般出現(xiàn)在混凝土澆筑初期。這段時(shí)間內(nèi)，由于水泥水化反應(yīng)速率較快，混凝土核心位置將很快達(dá)到峰值，形成混凝土內(nèi)部和表面的巨大溫差，易形成貫穿裂縫。因此對(duì)大體積混凝土內(nèi)部溫度場(chǎng)進(jìn)行預(yù)測(cè)，避免過(guò)大的內(nèi)外溫差造成溫度裂縫，對(duì)大體積混凝土的施工具有重要的指導(dǎo)意義。 在水化反應(yīng)初期，混凝土表面溫度低于內(nèi)部溫度，這種溫差使混凝土表面發(fā)生張拉應(yīng)力，產(chǎn)生表面裂縫。水泥水化熱達(dá)到最高值后會(huì)產(chǎn)生降溫過(guò)程并引起混凝土的收縮，收縮受到外部（地基或結(jié)構(gòu)）表面約束，使溫度下降階段內(nèi)部收縮變形大于表面，所以在混凝土內(nèi)部發(fā)生張拉應(yīng)力，導(dǎo)致內(nèi)部裂縫。相關(guān)規(guī)范及其規(guī)定《大體積混凝土施工規(guī)范》（GB50496—2009）混凝土澆筑體在入模溫度基礎(chǔ)上的溫升值不宜大于50℃；混凝土澆筑塊體的里表溫差不宜大于25℃；混凝土澆筑體的降溫速率不宜大于2.0℃/d?；炷翝仓w表面與大氣溫差不宜大于20℃。《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/TF50－2011）混凝土表面和內(nèi)部溫度，溫差不宜超過(guò)25℃?！惰F路混凝土工程施工技術(shù)指南》（鐵建設(shè)〔2010〕241號(hào)）混凝土內(nèi)部溫度不宜超過(guò)60℃，最大不得超過(guò)65℃。養(yǎng)護(hù)期間混凝土的芯部與表面、表面與環(huán)境之間的溫差不得超過(guò)20℃(軌道板、預(yù)應(yīng)力箱梁不得超過(guò)15℃)。補(bǔ)充礎(chǔ)規(guī)定砼入扣模溫治度不長(zhǎng)應(yīng)超錦過(guò)30誦℃，不窄低于10愿℃。砼與何鄰接逢已硬過(guò)化砼廊或巖俱土介濾質(zhì)之慰間的狀溫差蛙不大等于25栽℃。淋注居于砼禿表面頃的養(yǎng)符護(hù)水璃溫度作低于雞砼表失面溫抽度的幻玉差不庫(kù)大于15府℃。后澆裂帶砼介的斷蠅面平贊均溫錦度與絲式環(huán)境膊溫度脖差小掉于15膽℃飯;大體神積砼晶分層左施工療時(shí),施工符間隔滑一般謠為5~站7d。砼模失板拆椅除時(shí)堡砼表想面溫章度與梳環(huán)境仿溫度縫之差勢(shì)不宜恩超過(guò)2℃。大體縮慧積混切凝土頓主要魯溫控帽措施為了剖防止熟結(jié)構(gòu)疾中出?，F(xiàn)過(guò)俗大的飛溫度我變化正和引們起較握大的負(fù)拉應(yīng)戀力，幣應(yīng)對(duì)援大體傘積混班凝土腎結(jié)構(gòu)鳥(niǎo)進(jìn)行歪溫度服控制始，即贈(zèng)控制棄基礎(chǔ)禮溫差烘（即洲基礎(chǔ)察與澆磁筑層抗之間菜的溫阻差）蛇和層負(fù)間溫捐差（慘上下饅層之雞間的爬溫差匆）。鍋主晝要的膽溫控乓措施笨有以董下幾芬方面曾：1）采物取合省理的疏結(jié)構(gòu)托形式馳和適檔當(dāng)?shù)膫蚍挚p盤、分劇塊方譽(yù)案，祥以減康少結(jié)甩構(gòu)內(nèi)重部的汽相互辣約束翼，釋哪放內(nèi)鴨部應(yīng)雹力。2）沿搭高度漁分層技施工惠，并跑在兩尋層之鍬間設(shè)愿置幾賽天的瓦間歇避期，鍬使之艷自然潑散熱解，減捆少基桶礎(chǔ)溫賴差和誓層間智溫差魔。3）降冤低混晚凝土箏入模穗溫度炕。采恨用骨家料預(yù)最冷、屈冷水曬攪拌埋等，丘使入段模溫什度降術(shù)低。4）采殊用低搞熱高規(guī)強(qiáng)水枕泥，毒使水菜化熱途量降禾低，皺減少煩混凝之土的穴絕熱邀溫升么值。5）設(shè)劣置冷有卻水乏管，電降低焦混凝息土的孝內(nèi)部孩溫度最。6）采份用具向有自浮生體莊積膨昏脹的擱水泥藥或外蹈加劑避，利及用自臘生體版積膨愁脹來(lái)圖抵消投混凝寶土中歪的溫棵度收宇縮變乒形。7）進(jìn)漿行表趁面養(yǎng)已護(hù)，迷防止竭表面棉附近抵過(guò)大巴的溫似差和跳水分搶散失毀引起損的干龜縮應(yīng)宗變，分同時(shí)條也要丘防止啟寒潮蝦襲擊揮。8）盡箏可能爸在低哥溫季壩節(jié)施率工。9）提期高施隆工管枕理水水平和拉施工解質(zhì)量至，保龍證上念述溫培控措制施的期實(shí)現(xiàn)友。大體辯積混晶凝土闊水化炎熱分首析原但理1．水倉(cāng)化熱潮分析陣包括帽溫度端分析獵（熱歸分析棍）和霜溫度相應(yīng)力踢分析跌兩部借分。2．基陡本概剖念熱流寺密度：在虛單位女時(shí)間協(xié)內(nèi)通悼過(guò)單考位面史積的貪熱量越，是斧荷載觸。熱皂傳導(dǎo)丙、對(duì)駛流和娃輻射牢都可殊以用箏熱流握密度療表示裕。絕熱澇邊界斷（第篩二類遙邊界概條件許）：將蜻混凝衰土置怨于邊智界絕桃熱的熟條件鼠下時(shí)顏不存扛在熱大量的藥損失滾，水藥化熱卡發(fā)出熊的熱倦量全望部用閘于自腿身溫刊度的悠提高鑄。對(duì)流姨邊界崗（第姑三類已邊界眾條件郵）：已灰知混暑凝土辦表面帽的對(duì)司流換孩熱情獄況。大體辰積混沈凝土惠水化螞熱分兆析原辦理初始斥溫度：初帆始溫?cái)z度是旨指澆拜筑混是凝土股時(shí)的吉水、脂水泥歇、骨鬼料的衛(wèi)平均娛溫度手，是抱進(jìn)行嚷分析鴿的初摸始條蹄件。環(huán)境顏溫度：是哪指混踏凝土咐澆筑匯后養(yǎng)卷護(hù)過(guò)器程中日的周挖圍溫刻度，摩可以袖輸入辛固定犬溫度則（第燃一類珍邊界賓條件金），制也可吩以輸乳入時(shí)突間的訓(xùn)合適規(guī)函數(shù)蓄形態(tài)聯(lián)。固定申溫度：是然熱傳目遞分帖析的蝦邊界邊條件膝，在合分析餓過(guò)程較中其議值保旁持不塘變。黎熱傳槐遞分爛析時(shí)次，若緩沒(méi)有弦輸入竭節(jié)點(diǎn)子的對(duì)遵流條魄件或凱固定咳溫度膚，那猛么該赴分析節(jié)將被裂視為手是在伍沒(méi)有殖熱傳菌遞的懷絕熱熱狀態(tài)膨下進(jìn)陳行分姨析。裝對(duì)稱稠模型照可取鈴一半巨模型箏分析緒，此案時(shí)在章對(duì)稱游面上費(fèi)為絕伸熱邊補(bǔ)界條嶺件。Mi例da周s愿Ci荷vi驢l混筒凝土乒水化垃熱分渴析步碎驟1）在模型>材料瘋和截幕面特總性>時(shí)間僚依存導(dǎo)材料(徐變/收縮)和模型>材料撐和截鑰面特敏性>時(shí)間燒依存拿材料(抗壓暢強(qiáng)度)中輸看入材缺料的歷時(shí)間配依存剝特性洗值，秘然后協(xié)在模型>材料粒和截嫁面特知性>時(shí)間蓄依存落材料內(nèi)的連崖接中將專時(shí)間總依存賊材料導(dǎo)特性確與定身義的斷一般殊材料律連接蛋起來(lái)潛。2）在荷載>水化禮熱分濤析數(shù)斤據(jù)中輸澇入水蠶化熱固分析急必要胖的數(shù)營(yíng)據(jù)（筐環(huán)境羞溫度導(dǎo)函數(shù)霉、對(duì)掙流系帆數(shù)函伯?dāng)?shù)、錦定義窮及分燦配熱刷源、捎定義丟對(duì)流直邊界虜和施打工階大段）補(bǔ)。Mi未da啄s槍Ci涌vi餐l混票凝土鎮(zhèn)水化挎熱分螺析步棒驟3）MI炮DA船S/宣Ci陷vi偷l程序恰中進(jìn)駛行水淺化熱播分析為時(shí)，赤要設(shè)著置“該水化穗熱分總