水灰比和低温环境影响的水泥水化放热计算模型
混凝土的水化升温计算(施工手册)
∆Ti(t) －各龄期综合温差
Si(t) －各龄期混凝土的松弛系数
cosh－双曲余弦函数
β －约束状态影响系数，按下式计算
β = cx αE(t )
α －结构物厚度（mm） cx －地基水平阻力系数（N/mm2）
L－抗裂安全度，取 1.05
fct －混凝土的抗拉强度设计值。
考虑龄期及荷载持续时间影响的松弛系数 S（t）
时间
（d） 3
6
9
12
15
18
21
24
27
30
S（t） 0.186 0.208 0.212 0.215 0.230 0.252 0.301 0.367 0.473 1.00 （8）、最大温度应力值
弹性地基上大体积混凝土各阶段的最大综合温度收缩拉应力按下式计算：
α
=
E(t)
×α × ∆T 1−ν
× S(t)
×
R
式中 ∆T －混凝土的最大温差（oC） ∆T = T(t) + T0 − Th
T0 －混凝土的入模温度
Th －混凝土浇筑后达到稳定时的温度，一般根据年历气象资料取当年平均气
温；当大体积混凝土结构暴露在室外尚未回填时，∆T 值混凝土水化升热最高值温升值（包
T4 －施测混凝土结构中心最高温度与混凝土表面温度之差（oC），即T4 = T2 − T1 。
（4）混凝土结构面任意深度处的温度 混凝土结构面上的温度，假定其温度曲线程对称的抛物线分布，结构截面上的任意深
度处的温度可按下式计算：
Ty
= T1
+ (1 −
4 y2 d2
)T4
式中： Ty －混凝土结构截面上任意深度处的温度（oC）。 d －混凝土结构物的厚度。
冬季施工环境下防冻水泥混凝土的水化热计算分析
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。
混凝土水化热温度计算
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。
冬季施工环境下防冻水泥混凝土的水化热计算分析
构建设工程，混凝土浇筑方量达 ５３０００ｍ 。由于工期需要 ，主体 ／３＝１８１—４ Ｐｃ ““ · 。玎·Ｂｌａｉｎｅｍ Ｐ
部分 需要 开 展为 期 ４个 月 的冬 期施 工 ，由于哈 尔滨 冬季 漫长 ，最
ｅｘｐ（－０．６４７·‰ Ｇ）
低温度可以达到零下 ３０ｑＣ，如果冬季施工时保温措施不当将会 ｐｉ一水泥熟料 中第 ｉ种成分所 占的比例 ；
（ ）＝ｎ ｌ￣ ．（ ） ． ． （ｔｅ）．ｅｘＰ（ 【 了 一 了 】）（２）
３．１水化 程 度按 下式 计算 ：
（ 口 ·ｅｘｐ（一［ ］ ）
式 中 Ｑ ㈦一等效龄期为 ｔｅ时的水化放热速率 ，（Ｊ／ｍ３／ｈ）； （１） Ｈ 一水泥基 材 料完 全水 化时 的放热 量 （Ｊ，ｇ），
‘ ｐｃ
·
。３
３
３
开 展冬 季施 工低 温环 境下 的水 泥水 化 热发 展规 律研 究 。
‘ ｅｘｐ（２·１ ８７’ＰＳＬ ４Ｇ ９．５０‘ＰＦＡ ＣａＤ ＰＦＡ）
’
—
２ 工 程概 况
本工 程 为哈 尔滨 火车 站改 造北 广场 地 下交 通枢 纽 的 主体结
一 水 化 曲线形 状参 数 ，
。。 · Ｂｌａｉｎｅ。。
使 能够 达 到强 度要 求 ，也会 导致 混凝 土 的耐 久性 不足 。 因此 ，在 期龄
ｃ ，
冬季低温环境中施工时，必须针对相应的环境温度 ，采取保温措
＝ １－１．０５· ·（１一 Ｐｆ ｌ＇Ａ－ ＣａＯ）＋０．４０·ＰｓＬ４Ｇ
施 来控 制混 凝 土 内部温 度 ，避免 混凝 土 受冻 ，从 而保 证混 凝土 质
关 键词 ：冬 季施 工 ；防 冻混凝 土 ；水化 热
水化热计算式
混凝土的温控计算混凝土最高水化热温度及3d 、7d 的水化热绝热温度 混凝土：C=400Kg/m3；水化热Q=250J/ Kg ，混凝土比热c=0.96J/ Kg ℃，混凝土密度ρ=2400 Kg/m3混凝土最高水化热绝热升温：Tmax=CQ/ c ρ=(400⨯250)/（0.96⨯2400）=43.40℃ 3d 的绝热温升T （3）=43.40⨯（1-e -0.3*3）=43.40⨯（1-2.718-0.3*3）=20.99℃∆T （3）=20.966-0=20.966℃7d 的绝热温升T （7）=43.40⨯（1-e -0.3*7）=31.05℃∆T （7）=31.049-20.966=7.083℃混凝土各龄期收缩变形值计算⨯⨯⨯-=-2101.00)()1(M M ety t y εε····10M ⨯式中：yε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Ea 、Aa 、Eb 、Ab 有关的修正系数,其中Ea 、Eb 分别为钢筋和混凝土的弹性模量(MPa),Aa 、Ab 分别为钢筋和混凝土的截面积(mm 2)。
查表得：1M =1.10，2M =1. 0，3M=1. 0，4M =1.21，5M=1.20，6M=1.09（3d ），6M=1.0（7d ），6M=0.93（15d ），7M=0.7，8M=1.4，9M=1.0，10M =0.895，则有：1M ⨯2M ⨯3M ⨯4M ⨯5M ⨯7M ⨯8M ⨯9M ⨯10M =1.10⨯1.0⨯1.0⨯1.21⨯1.20⨯0.7⨯1.4⨯1.0⨯0.895=1.401 a. 3d 的收缩变形值603.00)3(401.1)1(M ey y ⨯⨯-=-εε=3.24⨯10-4⨯09.1401.1)1(03.0⨯⨯--e=0.146⨯10-4b. 7d 的收缩变形值607.00)7(401.1)1(M ey y ⨯⨯-=-εε=3.24⨯10-4⨯0.1401.1)1(07.0⨯⨯--e=0.307⨯10-4c. 15d 的收缩变形值607.00)7(401.1)1(M ey y ⨯⨯-=-εε=3.24⨯10-4⨯0.1401.1)1(15.0⨯⨯--e =0.632⨯10-4混凝土各龄期收缩变形换算成当量温差 a. 3d 龄期46.1100.1/)10146.0(/)3(54)3(=⨯⨯==--αεy y T ℃b. 7d 龄期07.3100.1/)10307.0(/)7(54)7(=⨯⨯==--αεy y T ℃混凝土各龄期内外温差计算假设入模温度：T 0=25℃，施工时环境温度：T h =20℃ a. 3d 龄期T∆= T 0+2/3T (t)+T y(t)-T h =25+2/3⨯20.99+1.46-20=20.45℃b. 7d 龄期T∆= T 0+2/3T (t)+T y(t)-T h =25+2/3⨯31.05+3.07-20=28.77℃由以上计算可知，承台混凝土内外温差略大于我国《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204-92）中关于大体积混凝土温度内外温差为25℃的规定。
水泥水化热的估算
尽 管影 响水 泥水化热 的因素很多 ， 中有 水泥熟料 的 其 矿物组成 、 水灰 比 、 泥细度 、 水 水化 温度 、 合材料 和外 加 混 剂等， 但是水泥熟 料的矿物组 成是影 响水 泥水化热 的主要
因素 。 维尔 巴克 （ ｅ ｅｋ 等通 过大 量试 验测 得水 泥 的水 化 Ｖｒ ｃ） ｂ 热 ， 由化学组成计算出水泥 的矿物含量 ， 再 最后用最小二乘 法得 出了多元 回归水化 热经验公式 ， 见公式 （ ） １： Ｑ（） ａ×Ｐ ｂＸＰ ｃ× ｃ ＋ ｔ ｃ Ｆ ｔ＝ ｔ ｃ＋ ｔ ｃ ＋ｔ Ｐ ｄＸＰ ｓ ｓ Ａ ＾ （） １
化热， 总结出了估算的 系数， 并且实例 验证表明该估算系数有一定的实用价值。
【 关键词】 水化热 龄期
１ 引言
水泥水化 ， 就是处于高能态 的几种化合物与水反应 ， 向 更稳定的低能态过渡的过程。 在此过程 中 ， 几种无水化合物 组分的溶解热和几种水合物在溶液 中的沉淀热形成了大部
１ ２ ３ ４ ５ １ １ ７ １ １ １ ３１ ２ ９ ２ ６ ４ ０ ３１ ２ ２ １ ５ ６ ２ ３ ８ ４ ４ ５ ２ ６ ０ ３ ４ ４ ７ ３ ０３． ３ ０５ ０９． ３０ ３１ ５ ３ ０．７ Ｏ５． ５４ ３ ２８．３ ２８． １ ３ ０４ ３５ ２８ ４２．２ ０． ３ ５ ３６ １ ３６ ０５ ６．７ ９．
（ ｏ ｄ） Ｗ ｏ ｓ等 （ ｅｃ ） Ｌ ｒ 等 （ ｅｂｃ ） ｈ Ｖ ｒｅｋ 等 （ ｏ＇ ） Ｂ ￣ ｅ 等 ｕ
泥水化热（ 特别是早期水化热 ） 的大小。但是水泥水化热的 测定耗时 、 费力 ， 且对试验条件要求苛刻 ， 这样一来 ， 一种易
于掌握和操作 ， 且行之有效 的估算方法就显得非 常必要 。 本
混凝土水化热计算公式
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。
-3℃养护下考虑水灰比影响的水泥水化程度计算模型
泥 浆体 的水 化 热 ， 计算 了各个 龄期 时 的水 泥水 化程 度 。 综 合考 虑 龄期 和水 灰 比对 水泥 浆体 水 化程 度 的影 响 ， 式 来建 立水 泥水 化 程度 计算 模 型 。结果 表 明 ： 在一 ３ ａ Ｃ 恒温 养 护下 ， 随着水 灰 比的增 大 ， 水 泥 的水 化程
２ ０ １ ８ 年１ 月第 １ 期
Ｄ ＯＩ ： １ ０ ． １ ６ ７ ９ ９ ０ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｃ ｓ ｄ ｑ ｙ ｆ ｈ ． ２ ０ １ ８ ． ０ １ ． ０ ４ ４
城 市道桥 与 防 洪
科技研 究 １ ４ １
—
３ ｏ Ｃ养护 下 考虑 水灰 比影 响 的水泥 水化程 度计 算模 型
度也 会 增大 ， 但 水 灰 比对水 泥 水化 程度 的影 响 随着 龄期 的 增长 逐渐 减弱 。利用 建 立 的模 型计算 了 ０ ． ２ ７ 水 灰 比水 泥浆 体各
个龄 期 时 的水泥 水化 程 度 ， 与 实测值 相 比较 ， 计 算 值偏 离值 较少 ， 预测 模 型精 度较 高 。 关键 词 ：养护条 件； 水 化程度； 水 灰 比； 龄期； 计 算模 型
。
白家风
（ 兰州交 大 工程咨 询有 限责 任公 司 ， 甘肃 兰州 ７ ３ ０ ０ ７ ０ ）
摘
要： 针对 高 海拔 或 高纬 度低 温地 区 桥梁 混 凝 土水 化 的 问题 ，测 试 了 一 ３ ℃恒 温养 护 条件 下 ， Ｏ ． ２ ４ 、 ０ ． ３ １ 、 Ｏ ． ３ ８ 水 灰 比水
水胶 比条件下普通 硅酸盐水泥和膨胀水泥 的水 化 特点 ， 结果发现 ， 膨 胀水泥水 化各龄期 中 Ａ ｆ ｔ 的含 量和 Ｃ Ｈ 的早 期 含 量 明显 增 加 ， 水化后期 Ｃ Ｈ 量则 和普 硅水泥 石基本相 当 。刘 建忠等 ［ ８ ］ 研 究 了粉煤 灰 、矿渣粉 和水胶 比对超 高强混凝土用低水胶 比 浆体水化热和水化进程的影 响规律。陈松等［ ９ ］ 研究 发现水灰 比越大 ， 相 同时间内水泥水化程度越 高 ， 水泥入模温度越高 ， 初期水泥水化程度越高 ， 但后 期水化热减小 。 陈川等『 ｌ ０ 】 研 究 了水化程度和水灰 比 对水泥水化放热模 型的影 响 ，同时分别进行 了初 始水化温度 为 ２ ５ 、 ３ ５ 、 ４ ５ ℃及 水 灰 比为 ０ ． ２ ４ 、 ０ ． ４ ２ 、 ０ ． ６等条件下 的水泥水化绝热温升模 型。段运等【 Ｉ 】 】 研究 了低温 （ ３ ℃） 养护条 件 、 水胶 比、 龄期对 水泥 水化程度和混凝土抗压强度 的影 响规律 ，得 出低 温 对 水 化 程 度 和 混 凝 土 抗 压 强 度 有 明 显 抑 制 作 用 的 结 论 。 以上 的研 究 多 是 从 试 验 方 法 及 水 灰 比对 水泥水化程度 的影 响规律上来进行试 验研究 ， 多数 是试验结果 的分析及规律性的总结， 很少有低负温 养护下水灰 比和龄期 的综合作用 对水泥水化程度 的定 量 的理 论 预 测 。 对 一 ３ ℃恒 温 养 护 下 不 同水 灰 比 的水 泥水 化 程 度 进 行研 究 ， 分析 龄 期 和 水 灰 比对 水 泥 水 化程 度 的 影响规律， 建立综合考虑龄期和水灰 比影响的水 泥
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0
引言
钻孔灌注桩 ， 是国内外桥梁工程广泛采用的基础形式 ，
路铁路桥梁工程中已开始广泛采用钻孔灌注桩桥梁基础设 计和施工 ， 然而在多年 冻 土 地 区 使 用 钻 孔 灌 注 桩 的 主 要 缺 点为 ： 灌注的混凝土水 泥 水 化 热 对 冻 土 的 影 响 和 扰 动 比 较 大， 影响的时间也 比 较 长
2015 年 第 1 期 （ 总 第 303 期 ） Number 1 in 2015 （ Total No．303 ）
混
凝 Concrete
土
理
论
研
究
THEOＲETICAL ＲESEAＲCH
doi： 10．3969j．issn．10023550．2015．01．006
水灰比和低温环境影响的水泥水化放热计算模型
温环境条件下的水泥水化放热试验作为其他水泥水化放热试 B、 C 三组， 验的对照试验。 对照试验共有 A 、 各组试验的入模 温度不同， 入模后进行绝热温升试验 ， 各组水泥用量和水灰比
表3 氯离子含量 % 0．012 比表面积 （ m 2 kg ） 326 表4 氯离子 硫酸盐含量 （ mg L ） 含量 % 42 187 三氧化硫含量 % 0．28 水性能指标 pH 7． 62 安定性 mm 2
与此同时， 混凝土水灰比也是影响 低温的水化环境会导致混凝土水化反应速率的减小 ， 进而会减缓灌注桩混凝土的强度增长 。 冻土灌注桩混凝土水化程度以及强度的重要因素 ， 若水灰比偏小则无法满足混凝土水化的正常需水量 ， 使得混凝土水化不充分， 在持续低温的影响下， 过小的水灰比甚至会导致混凝土因温度过低而提前终止水化 ， 使得灌注桩混凝土的强度发展达不到要 求。 进行了不同持续低温以及不同水灰比的水泥水化放热试验 ， 通过对试验数据进行处理分析 ， 得出了受持续低温以及水灰比 双重因素影响的水泥水化放热随龄期变化的增长规律 。 最后运用 M ATLAB 数值分析软件对试验数据进行分析拟合 ， 得出了考 虑不同水灰比和不同持续低温环境双重因素影响的水泥水化放热计算模型 ， 再通过迭代计算进一步确定了计算式中的参数， 拟 合结果表明计算式具有良好的拟合精度 ， 此计算方法简明易行， 计算结果可靠真实， 可为实际工程中的水化程度以及混凝土强度 研究提供参考和数据支持。 关键词： 混凝土水化； 水灰比； 持续低温； 水化程度； 数值计算 中图分类号： TU528．01 文献标志码： A 3550 （ 2015 ） 01002104 文章编号： 1002-
陈
1 川 ，冷 2 洁 ，邢 3 1 1 添 ，王起才 ，张戎令 ，段
运
1
（ 1． 兰州交通大学 土木工程学院 ，甘肃 兰州 730070 ； 2． 深圳中海地产有限公司 ，广东 深圳 518048 ； 3． 中建三局建设工程股份有限公司 西北分公司兰州经理部 ， 陕西 西安 710065 ）
摘 要： 我国多年冻土地区公路铁路桥梁工程中已开始广泛采用钻孔灌注桩桥梁基础设计和施工 ， 然而冻土灌注桩混凝土持续
。 与
此同时 ， 混凝土水灰比 也 是 影 响 混 凝 土 水 化 程 度 以 及 强 度 的重要因素 ， 若水灰比 偏 小 则 无 法 满 足 混 凝 土 水 化 的 正 常
［8］ 需水量 ， 使得混凝土 水 化 不 充 分 ， 在持续低温的 影 响 下，
过小的水灰比甚至会导致混凝土因温度过低而提前终止水 化， 使得灌注桩混凝土的强度发展达不到要求 。 笔者将针对持续低温以及混凝土水灰比对灌注桩 混 凝 土水泥水化放热的影 响 做 出 相 应 的 试 验 研 究 ， 得出水泥水 化受持续低温以及混凝土水灰比双重因素影响下的水泥水 化热定量分析并在此基础上建立数学计算模型对其进行数 学描述 ， 为后续的灌注 桩 混 凝 土 强 度 研 究 提 供 参 考 和 数 据 支持 。
本研究又进行了 D～ L 九组考虑不 在对照试验的基础上， 同持续低温环境和不同水灰比双重影响因素的水泥水化放热 试验， 这九组试验均为水化环境温度受不同持续低温限制的水 化放热试验， 且在相同的持续低温环境下各组采用的水灰比也 有一定的差异， 试验在图 2 所示的恒温瓶中进行 ， 各组的入模 温度、 持续低温范围、 水灰比、 水泥用量见表 2 。
［1 － 3］
可适用于各类地质条件 ， 钻孔灌注桩也适用于各类冻土 、 岩 性和地下水条件的地基条件 ， 目前 ， 在我国多年冻土地区公
， 另 一 方 面， 由于冻土的温度
比混凝土的入模温度 （ 2～ 10 ℃ ） 低 ， 所以混凝土入模后会处
0725 收稿日期： 2014-
基金项目： 国家自然科学基金（ 51268032 ） ； 长江学者和创新团队发展计划（ IＲT1139 ） ； 兰州交通大学青年科技基金（ 2012028 ）
· 21·
于持续低温的环境中 ， 低温的水化环境会导致混凝土水化 反应速率的减小 ， 混凝 土 各 个 龄 期 的 水 化 程 度 也 会 相 应 的 有所降低 ， 进而会减缓灌注桩混凝土的强度增长
［4 － 7］
均相同， 详见表 1 。 对照试验在图 1 所示的绝热瓶中进行。
表1 常温环境下水泥水化试验 A3 水灰比 入模温度 ℃ 水泥 g 0．38 3 1 000 A13 0．38 13 1 000 A23 0．38 23 1 000
Com puting m odel for the cem ent paste hydration heat considering the effect of w ater － cem ent ratio and low tem perature CHEN Chuan1 ，LENG Jie2 ，XING Tian3 ，WANG Qicai1 ，ZHANG Ｒongling 1 ，DUAN Yun1 （ 1．School of Civil Engineering Lanzhou Jiaotong University ， Lanzhou 730070 ， China； 2．China Overseas Property Group Co． ， Ltd． ， Shenzhen 518048 ， China； 3．Construction of Three Construction Projects in the Northw est Branch Co． ， Ltd． ， Xi'an 710065 ， China） Abstract ： The foundation design and construction of cast － in － place bored bridge piles has begun to w idely use in the bridge engineering of permafrost regions， how ever， the sustained low temperature environment of cast － in － place bored bridge piles leads to the decrease of the hydration rate of concrete， and to further slow the increase of concrete strengths．M eanw hile ， concrete w ater － cement ratio is also an important factor of cast － in － place bored bridge piles in permafrost regions， the requirement of w ater for concrete hydration can＇t be met if the w ater － cement ratio is too low ， and it can even cease concrete hydration if the w ater － cement ratio and the sustained temperature are low enough， and the concrete strength w ill not up to standard if these similar conditions are happen．It has carried on the experiments of hydration heat of cement under the condition of sustained low temperature environment and different water － cement ratio． Through data analysis of the experiments， the grow th rule of hydration heat under the condition of sustained low temperature environment and different w ater － cement ratio can be obtained． Finally ， through using the M ATLAB numerical analysis softw are to complete the calculation model which considering the hydration heat of cement paste under different sustained low temperature and different water － cement ratio ， and to further determine the formula parameters through iterative computation． The results of the calculation model show that there is a good agreement between the theoretical and the practical results， and the computing method is of high accuracy and easy to master， besides， it can provide data support and references for the research of hydration degree and concrete strengths in practical engineering． Key w ords： concrete hydration； w ater － cement ratio ； sustained low temperature； degree of hydration； numerical calculation