混凝土中水泥水化反应放热模型及其应用_凌道盛
混凝土水化过程中温度场的数值模拟
混凝土水化过程中温度场的数值模拟一、研究背景和意义混凝土是建筑物和结构的重要材料之一，其性能的稳定性和耐久性直接影响了建筑物和结构的使用寿命和安全性。
混凝土的水化过程是混凝土性能形成的基础，因此深入研究混凝土水化过程对于提高混凝土性能具有重要意义。
温度是影响混凝土水化过程的重要因素之一，混凝土水化过程中的温度场对混凝土性能的形成和发展具有重要影响。
因此，对混凝土水化过程中温度场的数值模拟具有重要的研究意义。
二、研究方法本研究采用数值模拟方法对混凝土水化过程中温度场进行研究。
具体方法为：首先，根据混凝土材料的物理性质和水化反应过程，建立混凝土水化过程的数学模型。
然后，采用有限元方法对混凝土水化过程的温度场进行数值模拟。
最后，通过对数值模拟结果的分析和比较，得出混凝土水化过程中温度场的特点和变化规律。
三、模型建立混凝土水化过程的数学模型可以分为两个部分：混凝土的物理模型和水化反应模型。
混凝土的物理模型主要包括混凝土的热传导方程和热容方程，水化反应模型主要包括水化反应速率方程和水化热方程。
1.混凝土的热传导方程和热容方程混凝土的热传导方程和热容方程可以表示为：$$\frac{\partial T}{\partial t} = \frac{k}{\rho c} \nabla^2 T +\frac{\dot{q}}{\rho c}$$其中，T是混凝土的温度，t是时间，k是混凝土的导热系数，$\rho$是混凝土的密度，c是混凝土的比热容，$\nabla^2$是Laplace算子，$\dot{q}$是混凝土的热源。
2.水化反应速率方程和水化热方程水化反应速率方程和水化热方程可以表示为：$$\frac{\partial \alpha}{\partial t} = k_r (1-\alpha)^n$$$$\frac{\partial q}{\partial t} = \rho_w \Delta H_r k_r (1-\alpha)^n$$其中，$\alpha$是水化程度，$k_r$是反应速率常数，n是反应级数，$\rho_w$是水的密度，$\Delta H_r$是反应热。
大体积混凝土水化热温度场试验与仿真分析
大体积混凝土水化热温度场试验与仿真分析刘长海【摘要】以新造珠江特大桥索塔足尺模型试验为工程背景,对混凝土水化热温度场进行了高密度的连续监测,结果表明,浇筑完成后的24 h内结构内部由于混凝土水化热现象导致温度迅速上升,并于36 h后达到最高的93.7℃,之后缓慢下降,第4天最大内外温差达到最高值48℃.利用有限元软件ANSYS对索塔的温度场进行了仿真计算,并与实测结果进行了对比,得出了一些有益的结论,对桥梁工程大体积混凝土的施工和设计都具有一定的借鉴作用.【期刊名称】《广东土木与建筑》【年(卷),期】2018(025)007【总页数】4页(P67-70)【关键词】索塔;大体积混凝土;水化热;温度场;仿真分析【作者】刘长海【作者单位】广东省交通规划设计研究院股份有限公司广州510507【正文语种】中文【中图分类】TV544+.910 前言混凝土结构最小尺寸不小于1 m，或者预计会因为混凝土中的胶凝材料发生水化引起的温度变化而导致有害裂缝产生的混凝土，通常称之为大体积混凝土［1］。
大体积混凝浇注完成初期，水泥在硬化过程中会放出较多的热量，由于截面尺寸较大，再加上混凝上的导热性能差，水泥水化热不易散失，会导致中心温度急剧上升，还有可能造成混凝内部与表面产生较大的温差，从而使结构产生温度裂缝［2］。
《公路桥涵施工技术规范》规定，对大体积混凝土应进行温度控制，使其内部最高温度不大于75℃、内表温差不大于25℃［3］。
在桥梁结构中比较常见的大体积混凝土有：大跨度桥梁的主墩承台，悬索桥的锚碇，斜拉桥的索塔等等。
新造珠江特大桥位于广州新洲至化龙快速路上，主桥采用双塔单索面斜拉桥，主桥跨径布置为（64+140+350+140+64）m。
本文以该桥索塔的足尺模型试验为背景，在模型混凝土浇筑前，预先在其内部埋设了大量的温度传感器，以监测水化热产生的温度场变化情况。
1 水化热温度场试验1.1 测点布设模型所取的节段尺寸为：9.2 m（长）×4.8 m（宽）×3 m（高）。
水化热仿真模拟计算在大体积混凝土施工中的应用
水化热仿真模拟计算在大体积混凝土施工中的应用随着建筑行业的不断发展和变化，大体积混凝土在建筑工程中的应用越来越广泛。
大体积混凝土的施工过程中常常会遇到一些问题，比如水化热导致的温度升高，可能会引发混凝土开裂等问题，影响工程的质量和安全。
如何有效地预测和控制大体积混凝土水化热对施工安全的影响，成为了施工管理者和工程师们关注的焦点。
水化热仿真模拟计算技术应用于大体积混凝土施工中，已经成为解决这一难题的重要手段之一。
一、水化热与大体积混凝土施工我们需要了解什么是水化热以及它对大体积混凝土施工的影响。
水化热是指水泥在水中水化反应释放热量的过程。
在大体积混凝土施工中，由于混凝土体积较大，水化反应释放的热量也相对较大，而且热量释放速度较快。
这样就会导致混凝土温度升高，从而引发混凝土龄期温度裂缝、温差裂缝等问题，对施工安全和结构质量造成负面影响。
二、水化热仿真模拟计算技术水化热仿真模拟计算技术是一种基于物理学原理和数学模型的仿真分析方法。
它可以通过模拟水化反应的过程，预测混凝土在不同条件下的温度变化，从而为施工现场提供科学的指导和决策依据。
该技术的核心是建立混凝土水化反应的热力学模型和传热模型，通过计算机软件对混凝土内部温度场的变化进行模拟和仿真，从而得出水化热对混凝土的影响及可能产生的问题。
1. 预测温度升高水化热仿真模拟计算技术可以提前预测混凝土在水化过程中的温度升高情况，根据施工条件和材料特性进行仿真模拟。
通过对混凝土水化反应热的释放速率、传热速率等参数进行计算和分析，可以得出混凝土在水化过程中的温度变化规律，预测出温度峰值和持续时间，为施工过程中的冷却措施和调控提供科学依据。
2. 评估裂缝风险水化热仿真模拟计算技术可以对混凝土内部温度场进行全面、精确的分析，评估混凝土龄期温度裂缝、温差裂缝等裂缝形成的风险。
通过在模拟中考虑不同因素的影响，如外部环境温度、混凝土类型、配筋形式等，可以及时发现潜在的裂缝问题，避免施工过程中出现质量安全事故。
水泥混凝土水化热的研究与进展
摘要：水泥的水化反应是一个放热反应。
水泥水化放热的周期很长，但大部分热量是在３天内放出的，尤其是在水泥浆发生凝结、硬化的初期放出。
大多数情况下，硬化水泥浆体和混凝土的早期体积变形，主要源于水泥的水化热温升，因此，降低水泥混凝土的水化热是防止其早期开裂的有效途径。
本文综合分析了水泥混凝土水化热对其性能的影响，总结了前人在水泥混凝土水化热研究方面提出的一些理论计算公式，介绍了国内外关于水泥混凝土水化热的最新研究进展和水泥生产中降低水化热的技术措施。
关键词：水泥；混凝土；水化热；矿物外加荆；水泥生产中图分类号：ＴＱｌ７２．１２文献标识码：Ａ文章编号：１００ｌ－６１７１（２００９）０６－００２１－０６ＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓｏｆＨｙｄｒａｔｉｏｎＨｅａｔｉｎＣｅｍｅｎｔａｎｄＣｏｎｃｒｅｔｅＳＨＩＨｕｉ－ｓｈｅｎｇ，ＨＵＡＮＧＸｉａｏ－ｙａ（ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｄｖａｎｃｅｄＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌｓｏｆＴｏｎｇｊｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００９２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｅｍｅｎｔｈｙｄｒａｔｉｏｎｉｓａｎｅｘｏｔｈｅｒｍｉｅａｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅｒｅｌｅａｓｉｎｇｐｅｒｉｏｄｏｆｈｙｄｒａｔｉｏｎｈｅａｔｉｎｃｅｍｅｎｔｉｓｖｅｒｙｌｏｎｇ，ｂｕｔｍｏｓｔｏｆｈｅａｔｉｓｒｅｌｅａｓｅｄｗｉｔｈｉｎ３ｄａｙｓ，ｐａｒｔｉｃｕｌａｒｌｙａｔｔｈｅｉｎｉｔｉａｌｓｔａｇｅｏｆｓｅｔｔｉｎｇａｎｄｈａｒｄｅｎｉｎｇｐｅｒｉｏｄ．Ｉｎｍｏｓｔｃａｓｅｓ，ｔｈｅｅａｒｌｙｖｏｌｕｍｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｎｈａｒｄｅｎｅｄｃｅｍｅｎｔｐａｓｔｅａｎｄｃｏｎｃｒｅｔｅｉｓｍａｉｎｌｙｃａｕｓｅｄｂｙｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒｉｓｉｎｇ，ｗｈｉｃｈｉｓｆｒｏｍｔｈｅｈｙｄｒａｔｉｏｎｈｅａｔｏｆｃｅｍｅｎｔ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｌｏｗｅｒｉｎｇｔｈｅｈｙｄｒａｔｉｏｎｈｅａｔｏｆｃｅｍｅｎｔｃｏｎｃｒｅｔｅｉｓａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｗａｙｔｏｐｒｅｖｅｎｔｉｔｓｅａｒｌｙｃｒａｃｋｉｎｇ．ＴｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｈｙｄｒａｔｉｏｎｈｅａｔｉｎｃｅｍｅｎｔｃｏｎｃｒｅｔｅＯｉｌｉｔｓｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｓａｎａｌｙｚｅｄｂｙｔｈｅａｕｔｈｏｒ．Ｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｆｏｒｍｕｌａｏｆｈｙｄｒａｔｉｏｎｈｅａｔｉｓｇｉｖｅｎｂｙｔｈｅａｕｔｈｏｒ．Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｈｙｄｒａｔｉｏｎｈｅａｔｉｎｃｅｍｅｎｔｃｏｎｃｒｅｔｅａｔｔｈｅｗｏｒｌｄｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ａｎｄｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｓｔｏｌｏｗｅｒｔｈｅｈｅａｔｏｆｈｙｄｒａｔｉｏｎｉｎｃｅｍｅｎｔｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｒｅｐｏｉｎｔｅｄｈｅｒｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｃｅｍｅｎｔ；Ｃｏｎｃｒｅｔｅ；Ｈｙｄｒａｔｉｏｎｈｅａｔ；Ｍｉｎｅｒａｌａｄｍｉｘｔｕｒｅ；Ｃｅｍｅｎｔｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ１引言水泥所含的各种化合物是高温反应形成的不平衡产物，因此这些化合物处于高能态。
水泥水化放热速率有负的
水泥水化放热速率有负的水泥，咱们家里建筑搞得不错的那个“水泥”，大家应该都听说过吧。
它可不仅仅是堆起来的灰色块儿，它还有个“水化”的过程，听起来像是化学反应的样子，实际上就是它和水反应，开始变热。
嗯，变热！水泥水化过程放热的速度，咱们也得弄明白。
因为这东西一放热，咱们建筑的施工速度、质量，甚至是安全性，都可能受到影响呢！别以为水泥就是你随便拿来拌拌，给个简单的拌合就行了。
搞得不好，甚至还真会有点“反向操作”。
咱们说这水泥水化放热，通常我们想到的都是热热热！啥时候见过热气腾腾的东西不让人联想到“热力”呢？但说实话，水泥水化反应并不是一直热得能烤熟蛋糕那种程度。
事实上，有时候它甚至会在某些特殊情况下，出现让你瞪大眼睛的“负放热”现象。
这啥意思呢？简单来说，就是它反应的时候，放出的热量居然是负的！嗯，负的！听起来是不是像是在说笑话？水泥反应放热不是应该热得让人冒汗才对吗？怎么变成了负热量？这事儿你要是没认真听，估计真会懵圈。
这种“负热”现象并不常见，但它确实存在。
你要知道，水泥的水化反应可不是单纯的“加水就完事儿”那么简单。
它里面的成分比较复杂，像什么硅酸三钙、铝酸钙这些东西，反应的过程也是一波三折。
水泥水化放热速率，通常情况下是正的——一开始水泥和水接触时，反应放热很快，然后渐渐变慢。
但是，有时候水泥的某些成分在反应过程中会吸收热量，或者是反应本身出现了些奇怪的变化，就会导致短时间内反应速率低，甚至热量吸收大于释放。
这时候，我们就能看到“负放热”这种神奇的事儿发生。
别看这种现象不常见，实际上它可影响大了去了。
要是你在施工过程中，水泥水化放热速率突然变负，那可就得小心了。
施工时一旦控制不好，尤其是大规模浇筑的时候，温差变化可能会引起裂缝什么的，影响到建筑的强度。
大家可以想象一下，水泥放热的过程本来应该帮忙加快硬化速度，可一旦变成负的，反而可能拖慢了整个过程，这样可能会导致“卡壳”。
所以呢，施工人员在遇到这种情况时，不仅得多观察，心也得细。
水化热仿真模拟计算在大体积混凝土施工中的应用
水化热仿真模拟计算在大体积混凝土施工中的应用【摘要】本文主要探讨了水化热仿真模拟计算在大体积混凝土施工中的应用。
在介绍了研究背景、研究意义和研究目的。
在分别解析了水化热仿真模拟计算的原理、大体积混凝土施工面临的挑战，以及水化热仿真模拟在混凝土温度控制、裂缝预测和控制、以及强度预测中的应用。
在结论部分总结了水化热仿真模拟计算的优势，讨论了其在大体积混凝土施工中的实际应用，并展望了未来研究方向。
通过本文的研究和分析，可以为大体积混凝土施工提供重要的技术支持和指导，促进施工质量的提升和工程效率的提高。
【关键词】水化热仿真模拟计算、大体积混凝土施工、温度控制、裂缝预测、混凝土强度预测、优势、实际应用、未来研究方向1. 引言1.1 研究背景大体积混凝土是指单体体积较大、浇筑量较大的混凝土结构，如高层建筑、水利水电工程等。
在浇筑大体积混凝土时，由于混凝土内部水化反应释放的热量无法及时散发，容易导致温度升高、温差过大，从而引发内部裂缝，影响混凝土的强度和耐久性。
控制混凝土的温度与裂缝成为大体积混凝土施工中的重要问题。
传统的温度控制与裂缝预防方法依靠经验和试错，缺乏科学依据和准确性，因此容易出现效果不佳的情况。
而水化热仿真模拟计算可以通过模拟混凝土水化反应及热传递过程，预测混凝土在施工过程中的温度变化和裂缝形成的情况，为混凝土施工提供科学依据和准确指导。
水化热仿真模拟计算在大体积混凝土施工中具有重要意义和广阔应用前景。
1.2 研究意义大体积混凝土施工是近年来建筑工程领域的热点问题之一，这种形态的混凝土通常需要长时间的硬化过程，而且在硬化过程中会释放大量的水化热。
水化热的释放会导致混凝土温度升高，从而可能引起裂缝的产生，影响混凝土的性能和耐久性。
对水化热的控制和预测成为了大体积混凝土施工中的一个重要问题。
1.3 研究目的本研究的目的旨在通过水化热仿真模拟计算，探究其在大体积混凝土施工中的应用效果，进一步提高混凝土施工的质量和效率。
水化热仿真模拟计算在大体积混凝土施工中的应用
水化热仿真模拟计算在大体积混凝土施工中的应用随着建筑工程规模的不断扩大，大体积混凝土在工程中的应用越来越广泛。
大体积混凝土在施工过程中会产生大量的水化热，这可能会导致温度控制不当而引起混凝土开裂和损坏。
为了有效应对大体积混凝土施工中的水化热问题，水化热仿真模拟计算技术应运而生。
本文将探讨水化热仿真模拟计算在大体积混凝土施工中的应用，并分析其在工程实践中的重要意义。
一、水化热仿真模拟计算的基本原理水化热仿真模拟计算是通过建立混凝土水化反应的数学模型，利用有限元分析等方法进行计算，预测混凝土在硬化过程中的温度、温度梯度以及温度变形等参数。
其基本原理是根据混凝土材料的热学性能和水化反应的热力学规律，以及外界环境的温度、湿度等因素，对混凝土水化过程中释放的热量进行模拟和计算，从而得出混凝土的温度变化规律及其对结构的影响。
1. 优化施工方案：通过水化热仿真模拟计算，可以对大体积混凝土施工过程中的温度变化进行预测和分析，为工程师提供科学依据，帮助其优化施工方案，合理安排施工进度和工艺参数，以降低水化热对混凝土结构的影响。
2. 控制结构温度：水化热仿真模拟计算可以对混凝土的温度进行实时监测和预测，帮助工程师及时采取措施对混凝土进行冷却或保温，控制结构温度在安全范围内，避免由于水化热引起的开裂和变形。
3. 验证设计方案：借助水化热仿真模拟计算，可以验证混凝土结构的设计方案，分析其在水化热环境下的受力性能和变形规律，为设计人员提供科学依据，指导其优化设计。
4. 指导混凝土配合比设计：根据水化热仿真模拟计算的结果，可以针对大体积混凝土的特点，合理调整混凝土的配合比设计，减少水化热的释放量，降低对结构的影响，提高混凝土的抗温性能。
1. 保障结构安全：大体积混凝土在施工过程中产生的水化热可能会引起混凝土结构的开裂和变形，进而影响结构的安全性和使用性能。
水化热仿真模拟计算可以帮助工程师及时发现问题，采取措施保障结构的安全性。
水化热仿真模拟计算在大体积混凝土施工中的应用
水化热仿真模拟计算在大体积混凝土施工中的应用
水化热是指水泥水化反应过程中产生的热量。
在大体积混凝土施工中，由于混凝土的体积较大，水化反应会释放大量的热量，导致混凝土温度升高。
这种温度升高会引起混凝土内部和外部温度梯度的变化，从而引发一系列的问题，如开裂、温度应力增大等。
为了研究混凝土水化热在大体积混凝土施工中的影响，可以采用水化热仿真模拟计算方法。
水化热仿真模拟计算是利用计算机模拟混凝土水化过程中的热释放情况，预测混凝土温度变化和水化热应力的分布情况。
该方法可以有效地指导大体积混凝土施工中的温度控制和结构设计，减少温度应力引起的开裂和变形问题。
水化热仿真模拟计算可以预测混凝土温度的变化规律。
通过对混凝土材料的热物性参数、水化反应的速率方程等参数进行建模和计算，可以得到混凝土内部温度随时间的变化曲线。
通过分析这些曲线，可以预测混凝土的温度升高速度和峰值温度，从而为温度控制提供依据。
水化热仿真模拟计算可以预测混凝土的应力分布情况。
水化热引起的温度升高会导致混凝土内外部出现温度梯度，从而引起应力的产生和积累。
通过对水化热仿真模拟计算，可以得到混凝土内部和外部的温度梯度分布情况，并据此计算出混凝土的水化热应力。
根据应力的分布情况，可以对混凝土施工过程中的温度控制、结构设计等进行合理的调整和优化。
水化热仿真模拟计算在大体积混凝土施工中的应用
水化热仿真模拟计算在大体积混凝土施工中的应用1. 引言1.1 背景介绍通过水化热仿真模拟计算，施工人员可以事先预测混凝土在固化过程中的温度变化情况，及时调整施工方式和控制散热速度，有效减少混凝土温度裂缝的产生，保障工程质量。
在大体积混凝土施工中的应用案例已经逐渐增多，取得了显著的效果。
本文将重点探讨水化热在混凝土中的作用，水化热仿真模拟计算方法以及大体积混凝土施工中的应用案例，旨在为相关研究提供参考和借鉴。
1.2 研究意义混凝土是建筑工程中常用的材料，而水化热是混凝土在固化过程中释放的热量。
研究水化热在大体积混凝土施工中的应用意义重大。
水化热的释放会引起混凝土的温度升高，可能导致温度裂缝的产生，影响混凝土的强度和耐久性。
通过水化热仿真模拟计算，可以预测混凝土中水化热的释放情况，有助于控制混凝土温度，避免裂缝的发生。
大体积混凝土施工需要更加严格的控制水化热的释放，以确保混凝土整体性能和安全。
研究水化热仿真模拟计算在大体积混凝土施工中的应用具有重要的意义，可以为工程实践提供科学的依据和技术支持。
2. 正文2.1 水化热在混凝土中的作用混凝土是一种常用的建筑材料，其水化过程中释放的水化热是影响混凝土性能的重要因素之一。
水化热是指在混凝土水泥基体中水化反应过程中释放出的热量，它可以影响混凝土的硬化速率、早期强度发展和裂缝的形成。
水化热释放不均匀或过快也可能导致混凝土内部温度和应力的不均匀分布，从而引起混凝土开裂或变形。
因此在大体积混凝土施工中，合理控制和利用水化热是非常重要的。
通过仿真模拟计算水化热释放情况，可以更好地预测和控制混凝土的温度和应力变化，为工程施工提供科学依据。
2.2 水化热仿真模拟计算方法水化热仿真模拟计算方法是一种重要的技术手段，可以对大体积混凝土施工中的水化热进行准确模拟和计算。
其主要步骤包括数据采集、模型建立、参数优化和结果分析等过程。
数据采集是水化热仿真模拟计算的基础，需要获取混凝土材料的物理性质、水泥水化动力学参数、环境温度等相关数据。
水泥水化放热规律的试验研究【20】
水泥水化放热规律的试验研究摘要:水泥水化放热是大体积混凝土内部温度场变化的根本原因，是影响温度应力的重要因素。
为了准确计算温度场，必须准确知道水泥水化放热规律。
本文通过试验定量研究了粉煤灰、减水剂、膨胀剂对水泥放热规律的影响，并根据试验结果分别拟合了水泥水化放热曲线，为计算大体积混凝土温度场提供了可靠依据。
关键词:水泥;水化热;粉煤灰;减水剂;膨胀剂The key technologies forecast the mass concrete temperature field with ANSYSWANG Xin-gang(Tianjin Port Engineering Institute, Ltd. of CCCC-First Harbor Eng. Co., Ltd., Tianjin ,300222)Abstract: The cement hydration is the basic reason of the mass concrete interior temperature field change, and it is also the important factors that affects the temperature stress. The cement hydration rule is quantitative investigated through experiment witch is affected by Fly ash,Water reducer and Expansion admixture in thin article, and has fitted the cement hydration exothermic curve separately according to the test result, to calculate the mass concrete temperature field to provide the reliable basis.Keywords: Cement ;Hydration heat ;Fly ash ;Water reducer ;Expansion admixture1 引言影响大体积混凝土温度场的因素很多，其中水泥水化放热是影响温度场最根本的原因。
高温下混凝土中化学—热—湿—力学耦合过程的数值模拟及破坏分析共3篇
高温下混凝土中化学—热—湿—力学耦合过程的数值模拟及破坏分析共3篇高温下混凝土中化学—热—湿—力学耦合过程的数值模拟及破坏分析1高温下混凝土的力学性能及破坏模式与化学、热、湿等因素密切相关，因此需要对这些过程的耦合影响进行深入分析。
数值模拟技术是研究高温下混凝土行为的重要手段之一，本文将介绍高温下混凝土中化学—热—湿—力学耦合过程的数值模拟及破坏分析。
1. 高温下混凝土力学性能高温下混凝土的力学性能主要由以下因素影响：材料本身的特性、温度升高导致的热膨胀和固定度降低、水分蒸发和水化反应等过程的耦合效应。
这些因素将导致混凝土的抗压强度、抗拉强度、弹性模量等性能下降。
2. 化学—热—湿—力学耦合对混凝土的影响在高温下，混凝土内部的化学、热、湿等因素相互作用会导致混凝土产生各种变化，从而影响混凝土的力学性能。
下面分别介绍各个因素的影响。
化学因素：高温下混凝土中水化反应速率加速，造成毛细孔道的闭合，水泥胶体的孔隙率逐渐下降；同时高温下氢氧化钙分解，产生了膨胀反应及里姆胶体的破坏等影响。
化学变化过程会导致混凝土内部的微观结构变化，从而影响其力学性能。
热因素：高温下混凝土内部产生热应力，引起裂纹的产生甚至整个混凝土结构的变形。
此外，高温下混凝土的热膨胀系数会增大，导致混凝土结构的取向性等性能减弱，加剧了混凝土的破坏。
湿因素：高温下混凝土中水分的蒸发率加快，混凝土内部的含水量减少，从而导致过早龟裂、坍塌、收缩等现象发生。
而湿度越高，混凝土的收缩率越大，因此湿度对混凝土的破坏性质也是很大的。
3. 高温下混凝土的数值模拟数值模拟技术是研究高温下混凝土行为的重要手段之一。
数值模拟过程应包括多种物理现象，如传热、膨胀、变形、化学反应等现象。
研究者应根据工程实际情况，选择合适的材料特性模型及计算方法、热湿耦合模型和化学反应模型。
以ABAQUS为例，本文介绍高温下混凝土数值模拟过程：1）材料特性模型的选择：ABAQUS中混凝土的本构模型采用了J2塑性模型，具备多轴变形和屈服面建模的能力。
水化热仿真模拟计算在大体积混凝土施工中的应用
水化热仿真模拟计算在大体积混凝土施工中的应用在大体积混凝土施工中，由于混凝土的体积较大，水化热会产生大量的热量，如果不及时控制，可能导致混凝土温度升高过快，产生裂缝或者变形等问题，从而影响混凝土的强度和耐久性。
为了解决这一问题，现代建筑工程中通常采用水化热仿真模拟计算技术，通过模拟混凝土水化反应的热量释放情况，预测混凝土的温度变化规律，以便及时采取有效的措施控制混凝土的温度。
水化热仿真模拟计算技术基于水泥水化反应时释放热量的基本原理，将混凝土中的水化反应过程拆分成多个时间段，对不同阶段的温度变化进行模拟和分析。
具体方法可以采用有限元分析法、有限差分法等数值计算方法，将混凝土中的温度场、应力场、变形场等物理参数计算出来，预测混凝土在水化过程中可能产生的裂缝、变形等问题，并采取相应的控制措施，以保证混凝土的使用寿命和性能。
水化热仿真模拟计算技术的应用可以大大提高混凝土施工的质量和效率，减少建筑工程中的时间和成本。
首先，通过模拟分析，可以及时发现混凝土中的温度变化规律，预测可能发生的问题，有针对性地采取措施进行调整，从而避免了温度升高过快、导致混凝土产生裂缝、变形等问题。
其次，水化热仿真模拟计算技术可以更加准确地预测混凝土在施工过程中的温度变化情况，控制混凝土的温度，保证混凝土的强度和耐久性，延长混凝土的使用寿命。
此外，对于一些特殊的混凝土施工，如高速公路桥梁、核电站、地下隧道等，需要采用高强度混凝土设计，使用水化热仿真模拟计算技术可以更加有效地制定混凝土施工方案，保证混凝土的使用寿命。
总的来说，水化热仿真模拟计算技术在大体积混凝土施工中的应用非常重要，可以有效地控制混凝土的温度，保证施工质量和维护建筑结构的安全。
随着科技的不断发展和混凝土施工技术的不断创新，相信水化热仿真模拟计算技术在未来的建筑工程中将会得到更广泛的应用和推广。
混凝土热量释放机理研究
混凝土热量释放机理研究一、引言混凝土是建筑工程中广泛使用的材料之一，其性能稳定、耐久性强，但在混凝土的制作过程中，水泥水化反应的热量释放是一个重要的问题。
如果热量不能得到控制，将会导致混凝土龟裂、开裂等问题，影响混凝土的使用寿命。
因此，研究混凝土热量释放机理对于提高混凝土的质量和性能具有重要意义。
二、混凝土热量释放机理1. 水泥水化反应混凝土的主要原材料是水泥、砂、石子和水。
水泥是混凝土中最重要的材料，其主要成分为熟料和石膏。
水泥熟料是一种与石灰石、黏土等原料混合烧制而成的粉末，其主要成分是三氧化二铝、二氧化硅、三氧化三铁和氧化钙。
水泥水化反应是指水泥和水混合后，水泥中的矿物质与水发生化学反应，产生硬化产物的过程。
水泥水化反应是混凝土热量释放的主要原因。
2. 混凝土热量释放特点混凝土的热量释放特点与水泥水化反应的过程密切相关。
在水泥水化反应的初期，水泥中的硅酸钙和硅酸铝钙等矿物质与水反应，产生大量的热量。
这些矿物质的反应速度非常快，热量的释放速率也非常高，这是混凝土中最显著的热量释放阶段。
在水泥中的矿物质反应完毕后，混凝土中的热量释放速率会逐渐降低，直至趋于稳定。
3. 混凝土热量释放对混凝土性能的影响混凝土的热量释放对混凝土的性能有着重要的影响。
高温会导致水泥熟料中的矿物质发生相变，从而影响混凝土的性能。
当温度超过一定值时，混凝土会发生龟裂、开裂等问题，影响混凝土的使用寿命。
因此，对混凝土的热量释放进行控制是非常重要的。
4. 控制混凝土热量释放的方法为了控制混凝土的热量释放，可以采用以下措施：（1）降低水泥用量水泥是混凝土中热量释放的主要来源，降低水泥用量可以有效地控制混凝土的热量释放。
但是，降低水泥用量也会影响混凝土的强度和耐久性。
（2）使用低热水泥低热水泥是一种热量释放较低的水泥，其热量释放速率比普通水泥慢，可以有效地控制混凝土的热量释放。
（3）添加缓凝剂缓凝剂可以延缓水泥水化反应的速率，从而减少混凝土的热量释放。
某大体积混凝土工程温升控制
定义相对面积 Ｓ ） ： 为
Ｓ ）＝ （ ． ２ ｓ ／ ４ｒ ） ｔ Ｒ （） １
微观水化模型 ， 认为水化过程 中包括 未水化水 泥颗粒 、 水化 产物 以及存在 于 外部 水 化产 物 毛 细孔 隙 中 的水 等三 种成
分， 随着水 化 反应 进行 ， 部 反应 产 物形成 的空 隙逐 渐减 外
断减少 ，不断减小 。假设参与反应 的水都 集 中于球与立方 ｚ 体的空隙中 ， 则伴随球体 的不 断扩 大、 方体尺寸 的不断减 立
小， 水与颗粒 的接触 面积不断减小 ， 如图 ２所示 。
超过这个时刻混凝 土 的最大 允许 应力 ， 大体 积混 凝土 会 则
产生裂缝 ， 严重影响工程 的安全性 、 耐久性 Ｊ 。为避免破坏 性温度裂缝的产生 ， 需要对承 台进行 温度 一应力场分析 。
则此相对 面积就是基 于混凝土微 观水化过 程 的反 映水
化反应物 浓度 的计算式 。
１ ２ 混凝土绝热 温升模 型的建立 ．
少， 水与未反应 的水泥颗粒 内核的接触 面积逐渐 减小 ， 以 所 反应速率逐渐降低 。 假设混凝土 颗粒 为尺 寸均 匀 的球 体 ， 图 １所 示。其 如 中， 。 Ｒ 为颗粒初始半径 ； 为 达到 水 出了新 的水泥绝热 温升模 型。在此水 泥绝热 温升模 型基础上 ， 提 结合有 限元软件 ， 对某大 体积混凝 土工程进行 了温度 一应力场分析 ， 由此 确定其 温升 控制措施 。工程施 工后 ， 并 表面温度裂缝 较少 ， 较好 地保证 了此工程 的施 工质 量。
１ 混 凝 土 绝 热 温 升 模 型 的 建 立
Ｒ ÷
÷ Ｒ 穹ｃ 雩 Ｒ 譬
图２ 水 与水 泥 内核 接 触示 意 图Ｉ ｓ
水化热仿真模拟计算在大体积混凝土施工中的应用
水化热仿真模拟计算在大体积混凝土施工中的应用水化热是指混凝土在固化过程中放出的热量。
混凝土在浇筑后，会通过水化反应逐渐硬化和固化，水化反应是一个放热反应，会释放大量的热量。
这些热量会引起混凝土的温度升高，而高温会导致混凝土的收缩、裂缝等问题，影响混凝土的质量和使用寿命。
在大体积混凝土施工中，水化热仿真模拟计算是十分重要的。
水化热仿真模拟计算是通过建立混凝土的水化热数学模型，利用计算机仿真技术，对混凝土在施工中的温度场、热场和应力场进行预测和分析。
通过对混凝土在浇筑、固化和硬化过程中的温度变化进行模拟和计算，可以得到混凝土的温度发展规律和变化趋势，为施工提供科学的参考依据和决策依据。
1. 温度控制：水化热仿真模拟计算可以预测混凝土在不同施工阶段的温度变化情况，帮助工程师制定合理的施工方案和控制措施，避免混凝土温度过高导致的问题，如收缩、裂缝等。
同时可以提前发现温度异常情况，及时采取措施进行调整和修复，保证施工质量。
2. 构件尺寸设计：在大体积混凝土施工中，水化热会引起混凝土的收缩和变形，影响构件的尺寸和形状。
水化热仿真模拟计算可以预测混凝土的收缩量和收缩变形情况，为构件的尺寸设计提供科学依据，确保构件的几何形状和尺寸满足设计要求。
3. 保温措施：混凝土在施工过程中会散发大量的热量，会导致混凝土外层温度较低，从而产生温度梯度。
这样的温度梯度会引起混凝土的不均匀收缩和裂缝。
水化热仿真模拟计算可以预测混凝土的温度变化，为合理选择保温措施提供依据，有效减小温度梯度，避免混凝土裂缝的产生。
4. 施工工期安排：水化热仿真模拟计算可以预测混凝土的硬化时间和强度发展规律，帮助工程师合理安排施工工期和节点，以及相关施工工艺。
通过合理安排施工工期，可以使混凝土在不同施工阶段达到最佳的硬化时间和强度发展，提高工程效率和节约成本。
水化热仿真模拟计算对大体积混凝土施工具有重要的应用价值。
它可以帮助工程师预测混凝土的温度变化、收缩变形和强度发展规律，为施工提供科学的参考和决策依据，提高施工质量和效率，减少施工风险和成本，保证工程的安全可靠运行。
混凝土水化过程中化学反应的研究
混凝土水化过程中化学反应的研究混凝土水化过程中的化学反应是混凝土硬化的基础，也是混凝土性能的决定因素之一。
本研究将从混凝土水化反应的基本过程、反应产物及对混凝土性能的影响等方面展开探讨。
一、混凝土水化反应的基本过程混凝土水化反应是指在水和水泥反应的过程中，水泥中的无机化合物与水发生化学反应，形成新的化合物，同时释放出热量。
混凝土水化反应可以分为热反应和凝结反应两个阶段。
1. 热反应阶段热反应阶段是指水泥与水混合后，因为反应放热而迅速升温的过程。
这个阶段是混凝土水化反应中最迅速的阶段，一般在几小时内完成。
水泥中的硅酸钙、三钙硅酸盐等化合物与水发生反应，产生热量，使温度升高。
这个阶段的主要化学反应是：C3S + H2O → C-S-H + Ca(OH)2 + 44.6kJ/molC2S + H2O → C-S-H + Ca(OH)2 + 29.7kJ/mol3CaO·Al2O3 + 32H2O → Ca3Al2(SiO4)3(OH)12·26H2O +120.7kJ/mol4Ca O·Al2O3·Fe2O3 + 19.2H2O →Ca4Al2Fe2(SiO4)3(OH)12·26H2O + 142.5kJ/mol其中C3S为三钙硅酸盐，C2S为二钙硅酸盐，3CaO·Al2O3为三钙铝酸盐，4CaO·Al2O3·Fe2O3为四钙铝铁酸盐。
2. 凝结反应阶段凝结反应阶段是指水泥水化反应中，形成水泥胶凝结产物的过程。
这个阶段的化学反应相对缓慢，需要几天或几周的时间才能完成。
在这个阶段中，水泥的水化产物和混凝土中的其他材料发生反应，形成水泥胶、钙矾土等胶凝体。
凝结反应的主要化学反应是：2Ca(OH)2 + SiO2 → Ca2SiO4 + 2H2OCa(OH)2 + Al2O3 + SiO2 + Fe2O3 → Ca4Al2Fe2Si2O10(OH)8二、混凝土水化反应的反应产物1. 水泥胶水泥胶是混凝土中最重要的胶凝体之一。
基于水泥水化放热过程优化的混凝土通水冷却施工工法
基于水泥水化放热过程优化的混凝土通水冷却施工工法基于水泥水化放热过程优化的混凝土通水冷却施工工法一、前言在混凝土施工中，水泥水化放热是不可避免的过程，该过程会导致混凝土温度升高，从而影响混凝土的强度和耐久性。
为了解决这一问题，我们引入了基于水泥水化放热过程优化的混凝土通水冷却施工工法。
通过在施工过程中通水冷却混凝土，可以有效控制混凝土的温度，提高工程的质量和安全性。
二、工法特点该工法的主要特点如下：1. 通过通水冷却混凝土，可以及时降低混凝土温度，提高混凝土的强度和耐久性。
2. 施工过程中的水流冲洗可以有效防止混凝土表面龟裂和空鼓现象的发生。
3. 通水冷却的同时，还可以进行温度监测和记录，为工程质量控制提供依据。
4. 该工法适用于各类混凝土结构，特别适合大体积混凝土和大体积浇筑的情况。
三、适应范围该工法适用于各类混凝土结构的施工，包括工业厂房、道路桥梁、水利水电、地下工程等。
特别适合需要大体积混凝土浇筑的情况。
四、工艺原理该工法基于水泥水化放热过程优化，通过施工工法和技术措施的具体分析和解释，实现混凝土通水冷却的目的。
具体措施包括：1. 在混凝土浇筑前，布置合理的通水管网，确保水流能够均匀覆盖混凝土表面。
2. 采用适当的喷淋设备，通过调节水流量、喷淋时间和喷淋位置，实现混凝土的均匀冷却。
3. 在施工过程中进行温度监测和记录，及时调整通水冷却的参数，以确保混凝土的温度符合设计要求。
五、施工工艺1. 混凝土浇筑前，按照设计要求布置通水管网，确保覆盖整个混凝土表面。
2. 开始混凝土浇筑后，同步进行通水冷却，根据需要调整喷淋设备的参数。
3. 在施工过程中进行温度监测和记录，对温度超过设计要求的区域进行重点冷却。
4. 混凝土硬化后，停止通水冷却，进行后续的养护措施。
六、劳动组织根据具体工程的规模和施工要求，确定劳动组织的人员配备和工作安排。
需要有具备混凝土施工和通水冷却工法经验的工人，并配备相关的质量控制和安全监督人员。
基于Extended Freundlich函数的水泥恒温水化动力学模型
基于Extended Freundlich函数的水泥恒温水化动力学模型李占印;董继红
【期刊名称】《四川建筑科学研究》
【年(卷),期】2013(039)001
【摘要】首先通过化学反应动力学原理推导出水泥恒温水化反应速率方程,得出利用水泥水化度α表达的水化反应速率方程;然后联合运用两种试验方法测定水泥恒温(20℃±1℃)养护水化的累计水化反应热,进而推导计算出水化反应速率随水化程度的变化曲线.最后,根据曲线的发展变化规律选择合适的函数拟合计算,从而提出吻合度较高的Extended Freundlich模型,并计算出Extended Freundlich模型与测试结果的相关系数r高达0.98682,得出Extended Freundlich模型比较适合评价水泥恒温水化动力学方程(反应速率的变化规律).
【总页数】4页(P186-189)
【作者】李占印;董继红
【作者单位】盐城工学院土木工程学院,江苏盐城224003;盐城工学院化学与生物工程学院,江苏盐城224003
【正文语种】中文
【中图分类】TQ172.7
【相关文献】
1.基于对数正态分布的水泥恒温水化动力学模型 [J], 董继红;李占印
2.基于微观信息的水泥水化动力学模型研究 [J], 金贤玉;王宇纬;田野;金南国
3.基于各相矿物组成含量的水泥水化动力学模型 [J], 刘光宗;方水平;陈小燕
4.水泥恒温水化放热统一模型 [J], 李占印;董继红
5.基于水化动力学模型的水泥基材料温度效应 [J], 吕全红;肖莲珍
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水化热仿真模拟计算在大体积混凝土施工中的应用
水化热仿真模拟计算在大体积混凝土施工中的应用谭强【摘要】结合S230安乡长岭大桥工程实际，通过采用水化热仿真模拟计算、监测及相应的温度控制措施，避免了大体积承台混凝土施工期的温度裂缝。
该方法可以为大体积混凝土施工提供计算依据，为优化配合比设计、优化冷却水管布置提供计算依据，以达到提高施工质量、降低风险的目的。
【Abstract】Combined with the engineering practice of the S230Anxiang Changling Bridge，the temperature cracks in the mass bearing cap concrete during the construction period were avoided by using the hydration heat simulation calculation，monitoring and the corresponding temperature control measures.This method can provide the calculation basis for mass concrete construction，the optimization of mix design and the optimization of cooling water pipe layout，so as to achieve the purpose of improving the construction quality and reduce the risk.【关键词】有限元分析;大体积混凝土;水化热;温度监控【Keywords】finite element analysis;mass concrete;hydration heat; temperature monitoring【中图分类号】TU20【文献标志码】A【文章编号】1673-1069（2020）02-0173-041工程概况S230安鄉长岭大桥项目25#、26#墩属（35m+60m+35m）跨堤连续梁主墩，群桩配承台基础，承台宽18.6m，长8.6m，高3.5m，单个承台C30混凝土559.86m3，设计图纸分两次进行浇筑，为保证浇筑质量及节省工期，采用一次浇筑完成，属大体积混凝土施工。
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, m = 2. 997 87. 根据上述参数, 计算
了在 8 种不同 浇筑温度下绝热试件的 温度变化规 律 , 并与文献 [ 2] 提供的实测值进行了比较 , 结果见 表 1. 其中 , t0 = T 0 - 273. 15. 由表 1 可见 , 本文模型不仅能很好地拟合实测 数据( 最大偏差仅为 1 . 7 e ) , 而且能很好地预测在 其他浇筑温度下 ( 1、 15 e 等 ) 绝热试件的温度变化 规律( 最大偏差仅为 2. 2 e ) , 这说明本文提出的模 型能很好地反映温度和反应物浓度对水泥水化反应
*
Compariso n between co mputed and actual co ncr ete temperature
t0 / e 1 5* 10* 15 20* 25 30 35
20 26. 2( 25. 1) 28. 4( 30. 0) 35. 8( 35. 9) 42. 6( 41. 6) 49. 0( 47. 3) 55. 0( 52. 8) 60. 0( 58. 2) 65. 0( 63. 6)
表1 T ab. 1 计算温度与实测温度的比较 e
S/ d 3 10. 7( 12. 5) 17. 8( 18. 2) 26. 6( 25. 5) 33. 5( 32. 6) 39. 6( 39. 6) 45. 4( 46. 3) 51. 3( 52. 8) 57. 7( 59. 1) 6 17. 8( 17. 9) 23. 8( 23. 6) 30. 6( 30. 5) 37. 1( 37. 1) 43. 0( 43. 5) 49. 2( 49. 6) 54. 6( 55. 6) 61. 2( 61. 4) 10 21. 4( 21. 5) 26. 6( 26. 8) 33. 0( 33. 3) 39. 2( 39. 5) 45. 7( 45. 5) 51. 4( 51. 3) 57. 5( 57. 0) 63. 4( 62. 5)
Model for hydration heat of cement in concrete and its application
LING Dao - sheng , XU De - sheng , SH EN Yi yuan
1 1 1, 2
( 1 . College of Civil E ngineer ing and A r chitecture , Zhej iang Univer sity , H angz ho u 310027 , China; 2 . T he 12 th E ngi neer ing Bur eau of Sinohy d ro , H angz hou 310004 , China)
( 7) ( 8) ( 9)
式中: T 0 为混凝土浇筑时的热力学温度 , T 为混凝 土不同龄期的热力学温度, c 为混凝土比热容 , Q为 混凝土密度 . 由式( 6 ) ~ ( 9 ) 可知 , 在绝热温升试验中, 温度满 足如下方程 : dT T- T0 = Ac # ex p ( B # T ) # 1dS H] T | S= 0 = T 0 . 式中: A c= A / ( c # Q ) , 而 模型中的参数 A 、 B、 m和 H] 则可以直接利用最 小二乘法拟合一定数量的试 验数据来确定.
( 1. 浙江大学 建筑工程学院 , 浙 江 杭州 310027; 2. 中国水利水电第十二工程局 , 浙江 杭州 310004) 摘 要 : 大体积混凝土结构水化热温度场分析的关键是混 凝土中水泥水 化反应放热 模型的确 定 . 基 于化学反应 动
力学原理 , 提出了一种物理意义明确 , 考虑了温度和化学反 应物浓 度对化 学反应 速率影 响的混凝 土中水 泥水化 反 应放 热模型 , 并将其应用于有限元分析 . 算例分析表明 , 该模 型能很 好地拟合 了混凝 土绝热 温升的 实测数 据 , 较 精 确地预测了在不同浇筑温度下混凝土绝热温升的变化规律 . 关键词 : 水泥水化反应 ; 水化热 ; 绝热温升 ; 大体积混凝土 ; 有限元方 法 中图分类号 : T U 528. 1 文献标识码 : A 文 章编号 : 1008 973X( 2005) 11 1695 04
第 39 卷
式中 : H为绝热温升, H ] 为最终绝热温升 , T 为混凝 土温度, S 为混凝土龄期 , a、 b、 c 为待定参数 . 张子明 [ 3] 等人 提出了有效时间的概念 , 建立了如下双曲线 表达式: H ( te ) = H ] t e / ( M + te ) . 式中 : te = ( 2)
i= 1 m Fc i ( X i ) , m = n i= 1 [ 4]
Q
S
T dt . B 0
,
( 10)
Em.
i
n
( 3)
式中 : k( T ) 为与温度有关的速率常数 , c( X i ) 为反应 物 X i 的浓度 , m i 为反应物 X i 的反应级数, m 为该 化学反应的总反应级数. 在混凝土水泥水化反应过程中, 影响化学反应 速率的关键因素是水泥的浓度 . 反应速率越快 , 热量 产生的速率就越快 , 而且反应过程中产生的热量与 已经参与化学反应的水泥量成正比 . 因此, 可以认为 单位体积混凝土中水泥的放热量满足 dQ Q = k( T ) # 1. 0- ] . ( 4) dS Q 式中: Q 为单位体积混凝土中水泥水化反应释放的 热量 , Q ] 为单位体积混凝土中水泥水化反应的最终 放热量. 1 . 0- Q/ Q ] 反映了水泥水化反应的完成程 度, 即伴随水泥水化反应的进行, 反应物浓度的降低 对化学反应速率的影响. Arrhenius 在试验基础上研究化学反应速率和 温度的定量关系时指出, 化学反应的速率常数 k( T ) 和热力学温度 T 成指数关系 [ 4] : - Ea k( T ) = A # ex p . ( 5) RT 式中: A 为频率因子, E a 为活化能, R 为理想气体常 数. 式 ( 5) 较复杂, 且在温度较高时 Arrhenius 函数 低估了温度对绝热温升的影响. 张子明等人
[ 1]
合考虑温度和化学反应物浓度对混凝土中水泥水化 反应速率影响的水泥水化反应放热模型 , 从机理上 分析水泥水化反应放热过程 , 以便利用少量试验数 据确定模型参数, 并更好地模拟在各种条件下实际 大体积混凝土的温度变化.
,但
这些表达式没有考虑温度对水泥水化反应速率的影 响, 因此很难模拟工程实际中温度场的变化. 朱伯芳 等人[ 2, 3] 通过对绝热温 升的试验研究 , 提出了 考虑 温度对水泥水化反应速率影响的绝热温升表达式 , 他们的工作对混凝土水化热的研究起到了很大的促 进作用. 本文从化学反应动力学原理出发, 提出了综
第 39 卷第 11 期 2005 年 11 月
Journal o f Zhejiang U niv ersity ( Engineer ing Science)
浙
江
大
学
学
报( 工学版)
V ol. 39 N o. 11 N ov. 2005
混凝土中水泥水化反应放热模型及其应用
凌道盛1 , 许德胜1 , 沈益源1, 2
[ 3] m
2
绝热温升算例
算例 1 利用文献 [ 2] 中的绝热温升试验数据
( 见表 1) , 对本文模型中的试验参数进行拟合分析. 由于在同一浇筑温度下提供的试验数据较少 , 本文 采用混凝土初始浇筑温度为 5、 10、 20 e 的 3 组试验 数据共 12 个试验点进行拟合分析, 经计算得到模型 参数取值为 H ] = 30. 68 e , A c= 5. 158 23 e / d , B = 0. 055 88 e
注 : 1) 括号内的值为本文模型计算值 ; 2) 上标 为参数拟合采 用 的浇筑温度 ; 3) 表中数值为混凝土浇筑温度与绝热温升之和 .
Abstract: T he key of t emperat ur e field analy sis in m assive co ncret e is t he model f or hydration heat of ce m ent . Based on t he theory of chemical r eact ion kinet ics, a new m odel w as proposed t o sim ulat e t he hydra t ion heat of cem ent in concret e. T he m odel takes the influences o f temperature and react ant concentr at ion int o acco unt , and each paramet er in t he model has def init e physical meaning. T he m odel can be easily ap plied t o f init e element analy sis. Num er ical simulatio n indicat es t hat t he model not only can f it w ell t he t em perature o bt ained fro m t he co ncrete adiabatic t em perat ur e rise experiment , but also can g iv e accurat e esti m at e o f t he t emper at ure - t ime relat io nship under diff er ent curing t em perature. Key words: hydrated react ion of cem ent ; hy drat ion heat ; adiabatic t emperat ure rise; massive co ncrete; finite element met ho d 大体积混凝土的广泛使用 , 以及混凝土结构中 温度裂缝的产生使得预测大体积混凝土结构的温度 场越来越重要, 而绝热温升模型是大体积混凝土结 构温度场分析的关键 . 双曲线式、 指数式、 复合指数 式是目前常见的描述绝热温升的表达式形式