水化热参数化分析报告
某长江大桥承台浇注混凝土水化热分析
中渡长江大桥南、北桥塔承台施工大体积混凝土水化热温度场及温度应力分析计算：穆哲复核：项目负责审核：中建六局中渡长江大桥项目部2012年11月目录1．工程概况 (1)2．热工计算参数计算 (3)2.1混凝土热学性能计算 (3)2.2温度计算边界条件 (4)2.3混凝土表面放热系数 (5)2.4混凝土各种热工计算参数汇总 (6)3．计算模型建立 (8)4．温度场计算结果与分析 (10)4.1温度场计算结果 (10)5．温度应力场计算与分析 (16)5.1概述 (16)5.2温度应力产生的原理 (17)5.3温度应力的发展过程 (19)5.4混凝土的弹性模量 (20)5.5混凝土的抗拉强度 (21)5.6温度应力计算结果 (23)6．温控措施 (33)6.1温控措施 (33)1．工程概况中渡长江大桥位于长江河道江津段，江津段由三个较大的反向链接的弯道组成，近似“几”字，江津城区河段又称几江河段，故中渡长江大桥又称几江长江大桥。
南、北岸主塔跨度为600m，承台靠近防洪堤，远离通航航道，有利船舶通行和桥塔自身的安全。
矩形承台平面尺寸为22.5m×16.5m，承台高为6m。
南、北岸主墩共计48根桩基，均为桩径2.8m，其中南岸主墩Z2墩桩长45m，桩顶标高为180.34m；北岸主墩Z3墩桩长29m，桩顶标高为185.42m。
主要考虑采用冲击钻孔灌注桩。
混凝土浇筑按照大体积混凝土施工工艺进行，采取循环冷却水管和保温蓄热养护等一系列技术措施，冷却水管在浇注混凝土时即开始浇注冷水，连续通水14天。
控制混凝土内部因水化热引起的绝热温升，防止内外温差过大产生的有害裂纹，确保大体积混凝土质量。
具体施工步骤如下：2．热工计算参数计算承台施工用C35混凝土，经过优化后的配合比见表2.1。
2.1 承台C35混凝土配合比由于本配合比没有进行热工试验，测定其热工参数，因此，本报告关于热工计算参数取值是参考经验数值确定的，主要参考了以下资料：● 《大体积混凝土温度应力计算与温度控制》，朱佰芳著，中国电力出版社，2003年。
大体积混凝土水化热分析与监测
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。
midascivil水热化分析
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。
水泥水化热研究与分析
水泥水化热研究与分析作者：鲍安娜来源：《商情》2014年第33期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，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，然后根据经验讲述了几种降低水泥水化热的措施。
水泥水化热措施配合比增加热量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，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。
水泥水化热大小与水泥内部矿物质成分有一定的关系，在同等量的水泥情况下，具有C3A的水泥水化热最大，其次是C3S，最后是C4AF。
大体积混凝土的水化热分析
１ ０ ０ ． ×１６ １０ ０ ５ ． ×１ — ０２ ．
图 ３ 节 点 温 度 应 力 曲线
４ 结语
通过 以上的分 析计算 可 以看 出， 本例 在采用 管冷后 ， 有效 地 降低 了结构 的温度应 力 ， 防止 了混凝土 因水 化热作用而 引起 的裂
水 泥量 ／ Ｎ ｍ ３ ｋ · 热源函数 系数
Ｈｙ ｒ ｔｏ ｈｅ ｔａ ｌ ｓｓｏ ａ ｓｃ ｎｃ ｅｅ ｄ Ｇ ｎｆ Ｗ Ａ Ｇ ｕｎｊｎ ０ Ｇ ｅ－ ａ Ｎ Ｇ ａ－ ｕ
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｔｈ ｅｅｓｒ ｎ ｎ ｌｓｓｐｉｃｐｅｏ ｙｒ ｔ ｎｈ ａ ｎ ｌｓｓ ｒ ｌｓｒｔｄ，ｃｍｂｎ ｔ ｘ ｍｐｅ ，ｔ ｅｈ ｄａｉｎｈ ａ ａｙ ｉ ｅｎ ｃｓａｙａ ｄａ ａｙｉ ｒｎ ｉｌ ｆｈ ｄａｉ ｅｔａ ａｙｉ ｅｉｕ ｔａｅ ｏ ｗｅ ｌ ｏ ｉｅ ｗｉ ｅ ａ ｌ ｄ ｈ ｓ ｈ ｙ ｒｔ ｅｔａ ｌｓｓ ｏ ｎ
Ｏ ｒ ＝ （ｉ （， ）７ ＂ ） 一ｄ Ｅ ｒ Ｋ ｔｒ Ａ＂ ｃ （ ２ ） ｉ ／
（） ３
２ ３ 混凝 土 温度应 力的分析 ．
分析时首要的任务就是确定温度场 ， 该过程是一个 比较繁琐 、
其中 ， ｔ ｒ） Ｋ（ ，／为应力松弛系数 ， 它是 和混 凝土弹性模量有着
复杂的过程 ， 但是 由于 目前计 算机 技术 的飞速发 展 ， 得该 分析 使 已经趋于简便 ， 常用的是有限元的数值分析方 法。 ’
为 ３ ８ ８ＭＰ 。 ６ ． ａ
图 Ｉ 混 凝 土温 度 变 化 曲线
３ 结合 实例 的 水化热 分析
３ １ Ｍｉａ／ ｉｉ模型 的建 立 ． ｄｓＣ ｖ ｌ
某大桥桥 台基础 长 １ ． ｉ宽 ９ ６ｍ， ７ ８ｍ， ５ ６Ｈ， ． 高 ． 考虑到 若将
大体积混凝土水化热
材料名称
密度（kg/m3）
导热系数 [W/(m•k)]
矿棉，岩棉 沥青矿棉毡 泡沫塑料 膨胀珍珠岩
油毡 膨胀聚苯板
空气 泡沫混凝土
110-200 100-160 20-50 40-300
15-25
0.031-0.05 0.033-0.05 0.035-0.052 0.019-0.042
0.05 0.042 0.03 0.1
传热2
1 仅由容易透风的材料组成（如草袋、稻草板、锯末、砂子） 2.6
3
2 由易透风材料组成，但在混凝土面层上再铺一层不透风材料 2
2.3
3
在易透风保温材料上下铺一层不透风材料
1.6
1.9
4
在易透风保温材料上下铺一层不易透风材料
1.3
1.5
5 仅由不易透风材料组成（如油布、帆布、棉麻毡、胶合板） 1.3
研究对象：
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
应用有限元法计算温度应力是，应考虑荷载、温度变化、徐变和自身体积变化所引起的节点 荷载增量，主要的研究目的 有如下几点： 1.热传导分析
2 分析方法与参数定义
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------2.参数定义
midas承台水化热分析报告
新佳田铁路立交特大桥主墩承台水化热分析报告1、工程概况某立交特大桥主墩承台有两种类型，尺寸长⨯宽⨯高分别为1220⨯1320⨯350（cm）（承台1）和1220⨯1670⨯350（cm）（承台2），混凝土采用C40。
混凝土厚度达3.5m，可能会因混凝土中的凝胶材料水化热引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生，属于规范规定的大体积混凝土。
2参数分析采用有限元软件Midas Civil对承台大体积混凝土进行水化热计算。
大体积混凝土浇筑后的温度变化与混凝土配合比、混凝土的入模温度、混凝土与外部的热交换、内部冷却水管的布置等多种因素有关。
此工程为对称的立方体结构，为节约计算时间、提高计算效率，承台按照1/2模型进行计算。
取两个承台中较大承台进行分析（承台2）。
为了准确模拟承台向地基热传导过程，模型包括承台部分以及包括地基部分，其中地基向承台外拓展3m的长度，厚3m，有限元模型如图2-1所示。
图2-1 1/2承台有限元模型（承台2）2.1 边界设置1、热分析边界（1）承台顶板和侧面施加相应的对流边界，对流系数大小和风速、保温层以及模板有关。
不同边界设置对应的对流系数如表2-1。
表2-1 不同情况对应对流系数表（2）大气温度没有实测数据，根据最近气温情况取固定值15℃。
地基土侧面、底面以及除了和承台接触部分的顶面施加固定温度，固定温度取与大气平均温度一致，为15℃。
2、力学边界地基土侧面、底面施加固定约束，结构对称面约束对应方向的法向自由度。
2.2计算参数混凝土的绝热升温K 可通过式（2.1）计算。
()0Q W kF K c ρ+=（2.1）式中：Q 0——水泥最终水化热，kJ/kg ，取377； W ——单位体积混凝土中水泥用量，kg/m 3； F ——单位体积混凝土中混合材料用量，kg/m 3；k ——混合材料水化热折减系数，粉煤灰取0.25，矿粉取0.463； c ——混凝土比热kJ/(kg ℃)，取0.96； ρ——混凝土密度，kg/m 3，取2500。
水泥水化热研究与分析
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。
Midas-fea-隧道锚水化热参数分析
Midas-fea-隧道锚水化热参数分析作者：黄梓恒来源：《大经贸》 2019年第1期黄梓恒【摘要】浇筑混凝土时，水泥在水化热过程中产生大量热量会使混凝土的温度升高。
虽然随时间的推移混凝土的温度会慢慢冷却，但结构各个位置的温度下降不均匀，结构不同位置将发生相对的温差，此温差会使混凝土发生温度应力。
【关键词】混凝土热量升温引言目前大体积混凝土、高强混凝土以及耐久性混凝土正被广泛应用于实际工程中，由水化热引起的温度裂缝也逐渐成为设计人员所关注。
水化热引起的温度裂缝大多发生在结构施工初期宽度较大且贯通裂缝比较多，对结构的耐久性、透水性会产生严重影响，因此在设计、施工以及监理阶段需要详细验算水化热引起的温度应力。
外部约束应力是因为已浇筑的混凝土或地基表面约束了正在浇筑的混凝土的温度变形而发生的应力。
外部约束的影响与接触表面的宽度和外部约束刚度有关。
水化热分析包括热传导分析(Heat Transfer Analysis)和温度应力分析(Thermal Stress Analysis)两个过程。
热传导分析是计算节点温度随时间的变化量，即计算因水泥水合过程中发生的放热、对流、传导引起的节点温度变化。
温度应力分析是使用热传导分析得到的各时间段的节点温度分布以及材料随时间变化的特性、混凝土随时间变化的收缩、混凝土随时间和应力变化的徐变等，计算大体积混凝土各施工阶段应力。
1 工程概况四川岸、云南岸的锚体构造、结构尺寸均相同，两岸锚体长度均为28m，前锚面7×8m（宽×高），为顶部为圆弧形的实心断面，圆弧半径3.5m，后锚面7×11.6m（宽×高），采用C30聚丙烯纤维微膨胀抗渗混凝土建立模型，两岸锚体长度均为28m，前锚面7×8m（宽×高），为顶部为圆弧形的实心断面，圆弧半径3.5m，后锚面7×11.6m（宽×高）建立模型，运行模型。
对比手算结果，温度应力误差很小。
水化热分析
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。
桥梁大体积混凝土水化热分析
桥梁大体积混凝土水化热分析发表时间：2019-03-04T11:07:58.703Z 来源：《基层建设》2018年第36期作者：江晶[导读] 摘要：桥梁工程对于城市交通以及居民生活都具有非常重要的作用，大体积混凝土的使用使得桥梁工程发展进入了一个崭新的阶段。
中国葛洲坝集团第六工程有限公司云南昆明 650000摘要：桥梁工程对于城市交通以及居民生活都具有非常重要的作用，大体积混凝土的使用使得桥梁工程发展进入了一个崭新的阶段。
水化热是桥梁大体积混凝土施工过程中常见的一种现象，对于桥梁工程而言具有很大的危害。
本文主要针对桥梁大体积混凝土水化热问题，分析计算了桥梁大体积水热产生的热量，主要从三个方面进行了详细的计算，包括混凝土搅拌温度和浇筑温度、混凝土中心最高温度的计算以及混凝土内外温差，随后文章对桥梁大体积混凝土水化热的防治给出了三点措施，对于桥梁大体积混凝土水化热问题研究提供了一定的指导意义。
关键词：桥梁；大体积混凝土；水化热；防治措施1 引言在公路桥梁的建设过程中，需要用到大量的混凝土，特别的是在桩基以及桥身的建设过程中，这些混凝土支撑着整个桥梁的建设结构，是桥梁质量的重要影响因素。
在建筑工程中，混凝土是一种比较常用的工程材料。
混凝土是由多种物质共同组成的，它具有较强的抗压性能，并且有很好的可塑性，能够满足不同形式的工程需要，因此，楼房建造、桥梁工程以及各种土木工程中被广泛的应用。
但是，在混凝土工作过程中，如果遇到水就会在混凝土结构中产生大量的热量，这些热量如果过大就会严重影响整体工程的质量。
混凝土遇水产生热量的现象称为混凝土的水化热，这在混凝土工程中也是一种常见的现象，特别是在大体积的混凝土中则是一种普遍的现象。
由于混凝土水化热改变了混凝土内部的物质组成，破坏了混凝土的整体结构性，因此，分析计算大体积混凝土水化热以及水化热的防治措施具有非常重要的意义和实际价值，对于实际过程有非常大的帮助。
2 桥梁大体积混凝土水化热热量计算在工程混凝土浇筑和工程结构建造过程中，需要首先对混凝土水化热热量进行分析，进而提出一系列的措施。
化水分析报告
化水分析报告1. 背景介绍化水分析是对水质进行检测和评估的过程。
它通过测量水样中的各种化学成分和物理指标，来判断水质是否达到特定的标准要求。
本报告将对化水分析的方法、目的和结果进行详细阐述。
2. 目的本次化水分析的目的是评估水质是否符合某个特定的标准，以确定水的适用性。
通过分析水样中的各种参数，包括 pH 值、溶解氧、浊度、电导率等指标，可以了解水的卫生状况、供水适应性以及用水环境安全。
3. 方法3.1 采集水样从欲分析的水源中采集足够量的水样，并遵循正确的采样方法保证样品的代表性。
在采样过程中要注意避免外部污染，并将水样尽快送到实验室进行分析。
3.2 pH 值测定使用 pH 电极仪测定水样的 pH 值。
pH 值反映了水的酸碱性，一般的饮用水 pH 值应在6.5 - 8.5之间。
较低的 pH 值可能导致酸性水，而较高的 pH 值则可能表明水具有碱性。
3.3 溶解氧测定使用溶解氧仪测定水样中的溶解氧含量。
溶解氧是水中生物活动的关键因素之一，较低的溶解氧含量可能会对水生生物产生不良影响。
通常，合适的溶解氧含量应在6 - 8 mg/L。
3.4 浊度测定通过使用浑浊度计或浊度仪器测定水样的浊度。
浊度是指水中悬浮颗粒物的含量，它直接影响水的清澈度。
浊度高可能表明水中存在悬浮物质，如颗粒、有机物等。
3.5 电导率测定使用电导率计测定水样的电导率。
电导率是衡量水中溶解离子总量的指标，可以表征水的导电性和溶质浓度。
高电导率可能意味着水中存在过多离子，如盐类、重金属等。
4. 分析结果经过对水样的化学分析，我们得到了以下结果：•pH 值为 7.2，处于正常范围内。
•溶解氧含量为 7.5 mg/L，适宜水生生物生存。
•浊度为 5 NTU (浊度单位)，水清澈。
•电导率为300 μS/cm，水中离子浓度适中。
5. 结论根据本次化水分析的结果，我们可以得出以下结论：该水样的 pH 值、溶解氧含量、浊度和电导率等指标都符合标准要求。
大体积混凝土水化热浅析
大体积混凝土水化热浅析混凝土是现代主要建筑材料之一，也是目前世界上生产量最大的人造材料。
目前，随着我国公路基础设施建设的加快，对应用于公路工程中的水泥混凝土提出了更高的要求，全面提高混凝土结构物的耐久性、安全性和可靠性，切实提高混凝土的内在质量和外观质量就成为施工的基本要求。
水化热指物质与水化合时所放出的热。
此热效应往往不单纯由水化作用发生。
混凝土凝结时会放出热量，这个热量是多种物质和水反应产生的，故称为混凝土水化热，在浇筑混凝土前期，的反应，对结构会产生一定的危害。
现就某桥梁大体积混凝土施工中关于水化热一点体会在此浅析说明，以资抛砖引玉。
1.基本情况北方某特大桥全长为2107.558m，桥跨布置为：6×30m + 7×30m +（28.5m+2×46.5m+26m）（右幅为31m+2×46.5+23.5m）+ 6×30m+ 7×30m + 4×50m + 3×50m + （50m+5×85m+50m）+ 52m + 2×38.5m + 2×30.079m + 3×36m，共12联。
桥宽28米，下部结构采用左、右幅分离式双柱矩形墩。
承台尺寸为30×6.2×2.5m；由上、下行分离的两个单箱单室箱形截面组成，斜腹板，底板横桥向变宽。
箱梁根部梁高5.0米，高跨比为1/17.0；跨中梁高2.6米，高跨比为1/32.692.箱梁顶板宽13.99米，底板宽5.916～7.041米，翼缘板悬臂长为3.0米。
桥梁85m主跨采用挂篮悬浇工艺，其他箱梁采用移动模架和现浇支架施工工艺。
承台和箱梁施工的时间主要集中在3月份到11月份，日平均气温为25℃，最低气温为15℃，最高气温为37℃。
大桥承台的混凝土强度设计等级为C30普通钢筋混凝土，现浇箱梁的混凝土强度设计等级为C55预应力混凝土。
水化热参数化分析
一．概要1.水化热分析浇筑混凝土时，水泥在水化过程中产生大量热量会使混凝土的温度升高。
虽然随时间的推移混凝土的温度会慢慢冷却，但结构各个位置的温度下降速度不均匀，结构不同位置将发生相对温差，此温差会使混凝土发生温度应力。
温度裂缝发生类型混凝土浇筑初期，因内部温度升高将发生膨胀，但混凝土表面的温度下降较快，相对应变较小，从而使混凝土表面产生拉应力。
混凝土内部不同的温度分布引起的不同的体积变化而导致的应力称为内部约束应力。
此类拉应力裂缝主要发生在构件尺寸比较大的结构。
混凝土在高温状态下温度下降会发生收缩，但受到与其接触的已浇筑混凝土或者地基等的约束而产生的拉力，像这样变形受外部边界约束的状态称为外部约束。
此类应力主要发生在像墙这样约束度比较大的结构中。
利用温度裂缝指数预测温度裂缝韩国混凝土规范中使用温度裂缝指数（抗拉强度与发生的温度应力之比）i 值预测是否发生裂缝。
一般采用下面的值。
FEA程序的水化热分析水化热分析主要分为热传导分析和热应力分析。
.热传导分析主要计算水泥的水化过程中发热、传导、对流等引起的随时间变化的节点温度。
将得到的节点温度作为荷载加载后，计算随时间变化的应力称为热应力分析。
因此通过查看温度分布可以看出输入数据是否有误，如果温度分布没有问题可说明输出的应力结果也是正确的。
2. 水化热参数化分析水化热分析必须进行反复计算大体积混凝土的温度裂缝可以利用温度裂缝指数(Crack Ratio, Icr) 来验算。
温度裂缝指数要满足结构的重要性、功能、环境条件等因素的要求。
温度裂缝指数受水泥的类型、浇筑温度、养生方法等多因素的影响，所以需要对多种条件进行反复分析以找出最佳的浇筑方法。
参数化分析功能为比较多种条件的分析结果需要建立多个模型进行分析，分析结束后需要整理大量的分析结果、还要进行结果保存、对比等工作。
通过FEA的水化热参数化分析功能，可以实现一个模型多种条件分析。
可以大大减少单纯繁琐的反复分析过程，从而提高工作效率。
大体积混凝土水化热温控分析
大体积混凝土水化热温控分析
祁 义 辉 （ 重庆交通大学 土木工程学院 ， 重庆
４ ０ ０ ０ ７ ４ ）
中图分类号：Ｔ Ｕ ７ ５ 文献标识码：Ｂ 文章编号 １ ０ ０ ７ — ６ ３ ４ ４（ ２ ０ １ ７ ）０ ８ — ０ ２ ６ １ — ０ １
４ 温控 目标
我温度监控的 目标是使 大体 积混凝土内部的温度场变化按 预计 的方 向发展 ， 防止温度裂缝的产生或裂缝控制在规范要求内 ，主要包括 以下几个部分 ： １ ．控制核心混凝土 的最高温度和最高温升在一定范 围内； ２ ．尽量使混凝土 的内部温度场分布均匀 ，同时控制住 内外温差 ； ３ ．控制混凝土降温速率 。合理布置冷却水管 ６ 内部冷却水系统 优化冷却管的布置形式 。与其他类似工程相 比，对承 台的冷却水管水 平间距 及单 个水管管路长度进行合理考虑。 １ ．严格对进水温度和流量进行控制 、优化通水策略 单独编排每一层水管 的号码 ，做到可以有效 的调控需要调控层 的水 温 ，开始 时接 自然水进行降温 ，在降温阶段采取循环水缓慢降温 ，配合着监控 的温度数据 做 出及时的判断 ，然后合理进行流量的增加或减小。 承台浇筑后 ，如 因特殊原 因 ，出现冷却水管不能及时通水或 中断后再 通水的 情 况 ，为避免冷却水 突然对 内部混凝土造成冷击 ，冷却水与混凝土 内部的温差不
１ ３ 约束条件的影响
２ ．后期避免将承 台内部温度降得过低 般情况下 ，在混凝土内部最高温度与当时环境最低气温之 间的温差不大 ２ Ｏ
一
混凝土结构 的变形不是一种 自由变 形 ，而是会受到一定 的约束 。存在外约束 和内约束这两种 约束 。结构边界 条件即为外约束 ；非均匀 的温度和混凝土的收缩 分 布产生 的内应 力 ，不均匀 的变 形产生的相互约束 。混凝 土因受到于约束而产生 的变形及产生拉应力 ，当这种拉应力 大于结 构的强度时会产生裂缝。
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一．概要1. 水化热分析浇筑混凝土时，水泥在水化过程中产生大量热量会使混凝土的温度升高。
虽然随时间的推移混凝土的温度会慢慢冷却，但结构各个位置的温度下降速度不均匀，结构不同位置将发生相对温差，此温差会使混凝土发生温度应力。
温度裂缝发生类型混凝土浇筑初期，因部温度升高将发生膨胀，但混凝土表面的温度下降较快，相对应变较小，从而使混凝土表面产生拉应力。
混凝土部不同的温度分布引起的不同的体积变化而导致的应力称为部约束应力。
此类拉应力裂缝主要发生在构件尺寸比较大的结构。
混凝土在高温状态下温度下降会发生收缩，但受到与其接触的已浇筑混凝土或者地基等的约束而产生的拉力，像这样变形受外部边界约束的状态称为外部约束。
此类应力主要发生在像墙这样约束度比较大的结构中。
利用温度裂缝指数预测温度裂缝韩国混凝土规中使用温度裂缝指数（抗拉强度与发生的温度应力之比）i 值预测是否发生裂缝。
一般采用下面的值。
FEA程序的水化热分析水化热分析主要分为热传导分析和热应力分析。
.热传导分析主要计算水泥的水化过程中发热、传导、对流等引起的随时间变化的节点温度。
将得到的节点温度作为荷载加载后，计算随时间变化的应力称为热应力分析。
因此通过查看温度分布可以看出输入数据是否有误，如果温度分布没有问题可说明输出的应力结果也是正确的。
2. 水化热参数化分析水化热分析必须进行反复计算大体积混凝土的温度裂缝可以利用温度裂缝指数(Crack Ratio, Icr) 来验算。
温度裂缝指数要满足结构的重要性、功能、环境条件等因素的要求。
温度裂缝指数受水泥的类型、浇筑温度、养生方法等多因素的影响，所以需要对多种条件进行反复分析以找出最佳的浇筑方法。
参数化分析功能为比较多种条件的分析结果需要建立多个模型进行分析，分析结束后需要整理大量的分析结果、还要进行结果保存、对比等工作。
通过FEA的水化热参数化分析功能，可以实现一个模型多种条件分析。
可以大大减少单纯繁琐的反复分析过程，从而提高工作效率。
参数化分析的使用方法首先建立一个基本模型，在基本模型里使用替换变量的方式定义分析工况。
下图是把材料作为变量条件的示例，“Case I”为将混凝土C24变更为C30的工况，“Case II”为将混凝土C35变更为C40的工况。
| 参数化分析的构成 |参数化分析里可以考虑的变量在水化热参数化分析的功能里可以调整的变量有五个，较常用的调整方法具体如下。
•施工阶段：降低浇筑高度缩小各阶段的温度差。
浇筑间距过小的话很难达到分段浇筑的效果，但如果太大分界面会产生较大的温差。
. •对流边界：对流系数较低时，热量不容易对外流失，可以减少外温差。
•材料：使用弹性模量大的材料时，抗拉强度也较大，可增大裂缝指数。
•发热特性：是变量中最为敏感的因素, 定义水化过程中发生的热量。
•是否考虑自重：使混凝土产生压应力的荷载，在一定程度上可以减少拉应力，但效果不明显。
|温度裂缝指数与裂缝发生几率|裂缝指数(i) =混凝土抗拉强度发生的温度应力•防止裂缝发生时：1.5 以上•限制裂缝发生时：1.2 ~ 1.5•限制有害裂缝发生时：0.7 ~ 1.2输入混凝土的散热特性及浇筑条件等混凝土的温度应力裂缝指数ENDYesNo | 内部约束产生的裂缝（放热时）|| 外部约束产生的裂缝（冷却时）|二．建立基本模型1. 结构分析所需的数据水化热参数化分析如前面图形所示。
首先建立基本模型，通过在基本模型里定义“Used”和“New”的对应关系来定义分析工况。
| 进行参数化分析时输入变量的示意图|但是利用这种方法很难输入多个变量，虽然输入热源函数或对流系数函数很简单，但反复定义施工阶段和对流边界面的过程较繁琐。
为避免这种繁琐的定义过程，在定义水化热分析变量时，先不定义此两项。
而是先定义阶段工况，即按不同的施工方案定义不同的施工阶段工况，然后再对不同的阶段工况定义各自的材料、对流系数等。
| 进行参数化分析所输入的数据 |1) 建立模型此操作例题主要介绍“水化热参数化分析”的方法，仅对于相关变量的输入、各种分析条件的定义、查看分析结果部分进行详细说明。
导入附件里的“HYD_Pier_Mesh.feb”模型文件。
¼对称模型施工阶段水化热分析模型一般单元数量较多，所以分析所需的时间也较长，而且还要进行多条件分析工况的分析，所以需要更多的分析时间。
如果模型属于对称模型，可以只建立¼模型以减少分析时间。
这样不但可以减少分析时间也有利于查看模型中心部位的分析结果。
2) 特性时间依存材料特性在FEA里可以考虑徐变/收缩特性和混凝土的抗压强度变化。
徐变计算方法可以选择用户定义或者使用规的计算方法。
弹性模量折减方法是假设发生徐变，然后折减混凝土弹性模量的简易计算方法，一般的水化热分析里均使用这种方法。
因弹性模量折减方法只适用于水化热分析，为了避免在一般的施工阶段分析中误用，在水化热分析控制里单独定义。
采用弹性模量折减方法时，为了要指定计算徐变的单元（通过材料对话框中的相应选项将徐变函数与材料连接起来，然后通过给单元赋予材料将徐变函数与单元连接起来），需要任意定义一个徐变计算方法，但在这里定义的徐变计算方法并不参与水化热分析的徐变的计算。
Procedure1.名称: (C30)2.规范:(中国(JTG D62-2004)3.混凝土28天材龄抗压强度: (3.0e7)4. 点击[适用]5.名称: (C45)6.混凝土28天材龄抗压强度:(4.5e7)7.点击[确认]1操作步骤Procedure 分析> 分析控制...1.单位体系:确认指定为(N, m, J)操作步骤分析> 时间依存性材料> 徐变/收缩计算裂缝指数用的抗拉强度类型里选择“用户定义”后，用户可以通过表格自定义随时间变化的弹性模量、抗压强度、抗拉强度。
选择“设计规”时，利用规提供的公式计算弹性模量和抗拉强度。
利用抗拉强度计算温度裂缝指数。
混凝土抗压强度系数与水泥的种类有关，一般硅酸盐水泥a为4.5, b为0.95。
序列号名称抗压强度 a b1 C30_Normal 3.0e7 4.5 0.952 C45_Normal 4.5e7 4.5 0.95 序列号名称弹性模量泊松比膨胀系数重量密度徐变/收缩抗压强度1 Soil 1e7 0.2 1e-5 26000 - -2 C30_Normal 3.0e10 0.2 1e-5 24517 C30 C30_Normal3 C45_Normal 3.35e10 0.2 1e-5 24517 C45 C45_Normal序列号名称材料1 Soil 1: Soil2 Foundation 2: C30_Normal3 Pier 3: C45_Normal操作步骤Procedure分析> 时间依存性材料> 抗压强度1. 名称: (C30_Normal)2.类型: 设计规范3.规范: ACI4.混凝土28天抗压强度(f28) : (3.0e7)5. a : (4.5)6. b : (0.95)7.点击[适用]8.重复上面的步骤定义‘C45_Normal’的强度发展函数。
过程Procedure分析> 材料1.名称:(Soil)2.弹性模量: (1e7)3.泊松比: (0.2)4.膨胀系数. : (1e-5)5.重量密度:(26000)6.点击[适用]7.参考下表输入‘C30_Normal’和‘C45_Normal’特性。
Procedure1.点击下拉菜单选择3D。
2.参考下表定义三个特性。
操作步骤分析> 特性2地基-1: Soil 基础-2: Foundation 桥墩-3: Pier 3) 边界条件对称面边界条件对于Y-Z平面上的所有节点约束DX。
需要查看输入的对称边界条件时，可将网格显示为特征边线后查看。
如下图所示。
7操作步骤Procedure 分析> 材料1.点击“前视图”2.特性:(3D)3.选择“1:Soil”4.选择“3D Element(R)5.选择地基1710个单元6.点击[适用]7.重复上述过程定义基础和桥墩的特性。
5 41操作步骤Procedure分析> 边界条件> 约束1.点击“前视图”2.边界组: Sym3.选择Y-Z 对称面上的360个节点4. DOF : (T1)5.点击[适用]6.点击“左视图”7.选择X-Z对称面上的705个节点8.自由度: (T2)9.点击[确认]3固结边界条件水化热分析模型里建立地基时，一般将地基下部的边界条件设为完全固结。
混凝土产生的热量将充分地传递给地基，后续不再传递温度，也不存在温差，所以也不会发生相对位移。
为了让混凝土产生的热量充分地传递给地基，需要建立足够大的地基模型。
2. 热传导分析所需的数据1) 材料的热特性数据定义水化过程产生的热传递的特性。
模型单元的热传导由比热和热传导率确定，单元外的散热由下一节定义的对流系数来确定。
| 一般岩体和混凝土的热工系数 |热传导率 (W / m2 ·°C) 比热 (kJ / kg ·°C) 岩体 1.7 ~ 5.2 0.71 ~ 0.88混凝土 2.6 ~ 2.8 1.05 ~ 1.26| 热工特性 |序列号材料名称热传导率比热1 Soil 3.45 7842 C30_Normal 2.7 11763 C45_Normal 2.7 11765操作步骤Procedure分析> 边界> 约束1.边界组: Support2.点击“前视图”3.选择地基的外部轮廓4.点击“左视图”5.选择地基的外部轮廓6.自由度: (T1, T2, T3)实体单元没有旋转自由度所以只选择上述三个自由度。
7.点击[确认]Procedure1.定义的材料列表里选择1:Soil2.点击[修改]3.点击[热工参数…]4.传导率: (3.45)5.比热: (784)6.点击[确认]7.参考下表输入混凝土的热特性值。
操作步骤分析> 材料2) 固定温度为了定义实体单元表面与外界的热传递关系，需要定义相应的对流边界条件。
固定温度边界、对流边界、绝热边界如下图所示。
3) 发热特性输入混凝土的绝热温度上升曲线。
混凝土的发热特性应根据材料配合比条件不同会有所不同，所以对于实际工程项目要进行绝热温度上升试验，然后在自定义类型里输入实验结果数据。
没有实验数据时可以根据混凝土规里的说明输入数据。
固定温度隔热边界对流边界绝热边界输入DX，DY对称边界的部分。
不输入与外界的热传递关联数据时，自动认为是绝热边界。
仅单元内部进行热传递，不对外散热。
固定温度边界固定温度边界条件意味着该边界处的温度为恒定值，不随时间发生变化，该边界处输入的温度会一直不变。