水化热温度计算
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大体积混凝土水化热温度计算
绝热温升T max =（W×Q）/（C×r）
T max ——绝热温升（℃）
W—水泥用量（Kg/m3）
Q—水泥水化热（KJ/Kg）
C—混凝土比热，取0.96KJ/Kg
r—混凝土容量（Kg/m3）
经计算，T max =（418×257.6）/（0.96×2400）
=46.7（℃）
W—418 Kg/m3
Q—257.6 KJ/Kg
C—0.96 KJ/Kg
r—2400 Kg/m3
散热影响系数取0.7
46.7×0.7=32.7℃
假定混凝土入模温度约40℃，则混凝土内部最高温度为
40+32.7=72.7℃
通过计算，大体积混凝土3天龄期的内部温度达到72.7℃，符合混凝土结构技术规程CECS104：99的混凝土内部最高温度不宜大于75℃的规定。
天天天天天天天
大体积混凝土温升示意
图
温度℃
(新)混凝土热工计算
混凝土热工计算： 依据《建筑施工手册》（第四版）、《大体积混凝土施工规范》（GB_50496-2009）进行取值计算。 砼强度为：C40 砼抗渗等级为：P6 砼供应商提供砼配合比为： 水：水泥：粉煤灰：外加剂：矿粉：卵石：中砂 155: 205 : 110 : 10.63 : 110 : 1141 : 727 一、温度控制计算 1、最大绝热温升计算 T MAX= W·Q/c·ρ=(m c+K1FA+K2SL+UEA)Q/Cρ 式中： T MAX——混凝土的最大绝热温升； W——每m3混凝土的凝胶材料用量； m c——每m3混凝土的水泥用量，取205Kg/m3； FA——每m3混凝土的粉煤灰用量，取110Kg/m3； SL——每m3混凝土的矿粉用量，取110Kg/m3； UEA——每m3混凝土的膨胀剂用量，取10.63Kg/m3； K1——粉煤灰折减系数，取0.3； K2——矿粉折减系数，取0.5； Q——每千克水泥28d 水化热，取375KJ/Kg； C——混凝土比热，取0.97[KJ/（Kg·K）]； ρ——混凝土密度，取2400（Kg/m3）；
T MAX=（205+0.3×110+0.5×110+10.63）×375/0.97×2400 T MAX=303.63×375/0.97×2400=48.91（℃） 2、各期龄时绝热温升计算 Th（t）=W·Q/c·ρ（1-e-mt）= T MAX（1-e-mt）； Th——混凝土的t期龄时绝热温升（℃）； е——为常数，取2.718； t——混凝土的龄期（d）； m——系数、随浇筑温度改变。根据商砼厂家提供浇注温度 为20℃，m值取0.362 Th（t）=48.91（1-e-mt） 计算结果如下表： 3、砼内部中心温度计算 T1（t）=T j+Thξ（t） 式中： T1（t）——t 龄期混凝土中心计算温度，是该计算期龄混凝土 温度最高值； T j——混凝土浇筑温度，根据商砼厂家提供浇注温度为20℃； ξ（t）——t 龄期降温系数，取值如下表
大体积混凝土水化热计算
10.3 球磨机混凝土水化热温度计算 1、最大绝热温升 （1）Th=(mc+K·F)Q/c·ρ (2) Th=mc·Q/c·ρ(1-eˉ-mt) 式中 Th----混凝土最大绝热温升（℃） mc---混凝土中水泥用量(kg/m3) F----混凝土活性掺合料用量(kg/m3) K----掺合料折减系数.取0.25～0.30 Q----水泥28d水化热(kJ/kg)见下表 ρ—混凝土密度,取2400(kg/m3) e----为常数,取2.718 t-----混凝土的龄期(d) m----系数,随浇筑温度改变,见下表 T1（t）=Tj+ Th·ε(t) 式中 T1（t）----t龄期混凝土中心温度（℃） Tj--------混凝土浇筑温度（℃） ε(t)----t龄期降温系数,见下表
3、球磨机基础底板第一步混凝土浇筑厚度为1.6m，温度计算如下。 已知混凝土内部达到最高温度一般发生在浇筑后3-5天。所以取三天降温系数0.49计算Tmax。 混凝土的最终绝热温升计算： Tn=mc*Q/(c*p) (1) 不同龄期混凝土的绝热温升可按下式计算： Tt=Tn(1-e-mt) (2) 式中：Tt：t龄期时混凝土的绝热温升（℃）； Tn：混凝土最终绝热温升（℃）； M:随水泥品种及浇筑温度而异，取m＝0.362； T：龄期； mf：掺和料用量； Q：单位水泥水化热，Q=375kj/kg； mc：单位水泥用量；（430kg/m3） c：混凝土的比热，c=0.97kj/(kg*k); p:混凝土的密度，p=2400kg/m3;得混凝土最终绝热温升： 代入（1）得；Tn=mc*Q/(c*p)=430*375/（0.9*2400）=69.3℃ 代入（2）得: T3=69.3*0.662=45.88℃； T4=69.3*0.765=53.01℃； T5=69.3*0.836=57.93℃； T7=69.3*0.92=63.76℃； 4、球磨机底板混凝土内部最高温度计算： Tmax=Tj+Tt*δ=20+63.76*0.44=48.05℃ Tmax:混凝土内部最高温度（℃）； Tj：混凝土浇筑温度，根据天气条件下底板混凝土施工实测平均结果，假定为20℃； Tt：t龄期时的绝热温升；
水化热讲解
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。
大体积混凝土水化热计算和混凝土抗裂验算(泰康人寿)
大体积混凝土水化热计算和混凝土抗裂验算 工程名称：泰康人寿工程 施工单位：中建一局集团建设发展有限公司 砼供应单位：北京铁建永泰新型建材有限公司 混凝土水化热计算 1 热工计算 1.1混凝土入模温度控制计算 （1）混凝土拌合温度宜按下列公式计算： T0=［0.92（m ce T ce＋m s T s＋m sa T sa＋m g T g）＋4.2T w（m w－ωsa m sa－ωg m g）＋C w（ωsa m sa T sa＋ωg m g T g）－C i（ωsa m sa＋ωg m g）］ ÷［4.2m w＋0.92（m ce＋m sa＋m s＋m g）］…………（1.1）式中T0 —混凝土拌合物温度(℃)； m w---水用量(Kg)； m ce---水泥用量(Kg)； m s---掺合料用量(Kg)； m sa---砂子用量(Kg)； m g---石子用量(Kg)； T w---水的温度(℃)； T ce---水泥的温度(℃)； T s---掺合料的温度(℃)； T sa---砂子的温度(℃)； T g---石子的温度(℃)； ωsa---砂子的含水率(%)； ωg---石子的含水率(%)； C w---水的比热容(Kj/Kg.K)； C i---冰的溶解热(Kj/Kg)； 当骨料温度大于0℃时, C w=4.2, C i =0； 当骨料温度小于或等于0℃时，C w=2.1, C i=335。
（2）C40P6混凝土配比如下: 根据我搅拌站的设备及生产、材料情况，取T w =16℃，T ce=40℃，T s=35℃，ωsa=5.0%，ωg=0%， T sa=10℃，T g=10℃，C1=4.2，C i =0 则T0=［0.92（280×40＋175×35＋723×10＋1041×10）＋4.2×16（165－ 5.0%×723－0%×1041）＋4.2（5.0%×723×10＋0%×1041×0）－0 （ωsa m sa＋ωg m g）］÷［4.2×165＋0.92（280＋175＋723＋1041）］=[0.92*(11200+6125+7230+10410)+67.2*(165-36.2-0)+4.2*(361.5+0)-0]/[693+ 0.92*2219] =[0.92*34965+67.2*128.8+4.2*361.5]/2734 =[32167.8+8655.4+1518.3]/2730=42341.5/2734=15.5℃ （3）混凝土拌合物出机温度宜按下列公式计算： T1=T0－0.16（T0－T i） 式中T1—混凝土拌合物出机温度（℃）； T i—搅拌机棚内温度（℃）。 取T i =16℃，代入式1.2得 T1=15.5-0.16（15.5-16） =15.4℃ （4）混凝土拌合物经运输到浇筑时温度宜按下列公式计算： T2=T1－（αt1＋0.032n）（T1-T a）（1.3） 式中T2—混凝土拌合物运输到浇筑时的温度（℃）； t1—混凝土拌合物自运输到浇筑时的时间（h）； n—混凝土拌合物运转次数； T a—混凝土拌合物运输时环境温度（℃）； α—温度损失系数（h-1） 当用混凝土搅拌车输送时，α=0.25； 取t1=0.3h，n=1，α=0.25 ，T a =15℃，代入式1.3得： T2=15.4－（0.25×0.3＋0.032×1）×(15.4-15) =15.4-0.107*（-0.4）≈15.4℃
热电偶测温原理及常见故障
热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一，热电偶工作原理是基于赛贝克(seeback)效应,即两种不同成分的导体两端连接成回路，如两连接端温度不同，则在回路内产生热电流的物理现象。其优点是： ①测量精度高。因热电偶直接与被测对象接触，不受中间介质的影响。 ②测量范围广。常用的热电偶从-50~+1600℃均可边续测量，某些特殊热电偶最低可测到-269℃（如金铁镍铬），最高可达+2800℃（如钨-铼）。 ③构造简单，使用方便。热电偶通常是由两种不同的金属丝组成，而且不受大小和开头的限制，外有保护套管，用起来非常方便。 1．热电偶测温基本原理 将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路，如图所示。当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时，两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工作的。 常用的热电偶材料有： 热电偶分度号热电极材料 正极负极 S 铂铑10 纯铂 R 铂铑13 纯铂 B 铂铑30 铂铑6 K 镍铬镍硅 T 纯铜铜镍 J 铁铜镍 N 镍铬硅镍硅 E 镍铬铜镍 2．热电偶的种类及结构形成
（1）热电偶的种类 常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。所调用标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶，它有与其配套的显示仪表可供选用。非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶，一般也没有统一的分度表，主要用于某些特殊场合的测量。 标准化热电偶我国从1988年1月1日起，热电偶和热电阻全部按IEC国际标准生产，并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。 (2)热电偶的结构形式为了保证热电偶可靠、稳定地工作，对它的结构要求如下： ①组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固； ②两个热电极彼此之间应很好地绝缘，以防短路； ③补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠； ④保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。 3．热电偶冷端的温度补偿 由于热电偶的材料一般都比较贵重（特别是采用贵金属时），而测温点到仪表的距离都很远，为了节省热电偶材料，降低成本，通常采用补偿导线把热电偶的冷端（自由端）延伸到温度比较稳定的控制室内，连接到仪表端子上。必须指出，热电偶补偿导线的作用只起延伸热电极，使热电偶的冷端移动到控制室的仪表端子上，它本身并不能消除冷端温度变化对测温的影响，不起补偿作用。因此，还需采用其他修正方法来补偿冷端温度t0≠0℃时对测温的影响。 在使用热电偶补偿导线时必须注意型号相配，极性不能接错，补偿导线与热电偶连接端的温度不能超过100℃。 热电偶冷端补偿原理 热电偶测量温度时要求其冷端（测量端为热端，通过引线与测量电路连接的端称为冷端）的温度保持不变，其热电势大小才与测量温度呈一定的比例关系。若测量时，冷端的（环境）温度变化，将影响严重测量的准确性。在冷端采取一定措施补偿由于冷端温度变化造成的影响称为热电偶的冷端补偿。 热电偶的冷端补偿通常采用在冷端串联一个由热电阻构成的电桥。电桥的三个桥臂为标准电阻，另外有一个桥臂由（铜）热电阻构成。当冷端温度变化（比如升高），热电偶产生的热电势也将变化（减小），而此时串联电桥中的热电阻阻值也将变化并使电桥两端的电压也发生变化（升高）。如果参数选择得好且接线正确，电桥产生的电压正好与热电势随温度变化而变化的量相等，整个热电偶测量回路的总输出电压（电势）正好真实反映了所测量的温度值。这就是热电偶的冷端补偿原理。
大体积混凝土水化热计算
球磨机混凝土水化热温度计算 1、最大绝热温升 （1）Th=(mc+K·F)Q/c·ρ (2) Th=mc·Q/c·ρ(1-eˉ-mt) 式中 Th----混凝土最大绝热温升（℃） mc---混凝土中水泥用量(kg/m3) F----混凝土活性掺合料用量(kg/m3) K----掺合料折减系数.取～ Q----水泥28d水化热(kJ/kg)见下表 C---混凝土比热,取(kJ/kg·K) ρ—混凝土密度,取2400(kg/m3) e----为常数,取 t-----混凝土的龄期(d) m----系数,随浇筑温度改变,见下表 2、混凝土中心温度计算 T1（t）=Tj+ Th·ε(t) 式中 T1（t）----t龄期混凝土中心温度（℃） Tj--------混凝土浇筑温度（℃） ε(t)----t龄期降温系数,见下表
3、球磨机基础底板第一步混凝土浇筑厚度为，温度计算如下。 已知混凝土内部达到最高温度一般发生在浇筑后3-5天。所以取三天降温系数计算Tmax。 混凝土的最终绝热温升计算： Tn=mc*Q/(c*p) (1) 不同龄期混凝土的绝热温升可按下式计算： Tt=Tn(1-e-mt) (2) 式中：Tt：t龄期时混凝土的绝热温升（℃）； Tn：混凝土最终绝热温升（℃）； M:随水泥品种及浇筑温度而异，取m＝； T：龄期； mf：掺和料用量； Q：单位水泥水化热，Q=375kj/kg； mc：单位水泥用量；（430kg/m3） c：混凝土的比热，c=(kg*k); p:混凝土的密度，p=2400kg/m3;得混凝土最终绝热温升： 代入（1）得；Tn=mc*Q/(c*p)=430*375/（*2400）=℃ 代入（2）得: T3=*=℃； T4=*=℃； T5=*=℃； T7=*=℃； 4、球磨机底板混凝土内部最高温度计算： Tmax=Tj+Tt*δ=20+*=℃ Tmax:混凝土内部最高温度（℃）； Tj：混凝土浇筑温度，根据天气条件下底板混凝土施工实测平均结果，假定为20℃； Tt：t龄期时的绝热温升；
热电阻与热电偶的测量原理及区别
热电阻与热电偶的测量原理及区别 热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。其优点是： ①测量精度高。因热电偶直接与被测对象接触，不受中间介质的影响。 ②测量范围广。常用的热电偶从-50——+1600℃均可边续测量，某些特殊热电偶最低可测到-269℃（如金铁镍铬），最高可达+2800℃（如钨-铼）。 ③构造简单，使用方便。热电偶通常是由两种不同的金属丝组成，而且不受大小和开头的限制，外有保护套管，用起来非常方便。 1．热电偶测温基本原理 将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路。当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时，两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工作的。 2．热电偶的种类及结构形成 （1）热电偶的种类 常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。所调用标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶，它有与其配套的显示仪表可供选用。非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶，一般也没有统一的分度表，主要用于某些特殊场合的测量。标准化热电偶 我国从1988年1月1日起，热电偶和热电阻全部按IEC国际标准生产，并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。 （2）热电偶的结构形式为了保证热电偶可靠、稳定地工作，对它的结构要求如下： ①组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固； ②两个热电极彼此之间应很好地绝缘，以防短路； ③补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠； ④保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。 3．热电偶冷端的温度补偿 由于热电偶的材料一般都比较贵重（特别是采用贵金属时），而测温点到仪表的距离都很远，为了节省热电偶材料，降低成本，通常采用补偿导线把热电偶的冷端
大体积混凝土水化热计算公式
九、基础混凝土浇筑专项施工方案 江苏广兴建设集团有限公司 基础混凝土浇筑专项施工方案 工程名称：镇江新区平昌新城配套公建工程 编制： 审核： 批准：
江苏广兴建设集团有限公司 镇江新区平昌新城配套公建工程项目部 2012年3月14日 基础混凝土浇筑专项施工方案 第一节、工程概况 一、工程概况 【本方案针对重要施工技术措施节点的分部分项工程的特点及要求进行编写】镇江新区平昌新城配套公建工程；工程建设地点：镇江新区平昌新城平昌路；属于框剪结构；地上12层；地下1层；建筑高度：44.65m；标准层层高：3.6m ；总建筑面积：25000平方米；总工期：450天。 本工程由镇江瑞城房地产开发有限公司投资建设，常州市规划设计院设计，镇江市勘察设计院地质勘察，镇江兴华工程建设监理有限责任公司监理，江苏广兴集团有限公司组织施工；由胡金祥担任项目经理，周道良担任技术负责人。 本工程地下室基础为带人防核6防6、二级防水等级要求的人防地下室，地下室主体结构混凝土强度等级：基础底板为C35，地下室顶板、梁为C30，地下室墙、柱均为C40，地下车道底板混凝土为C35，侧壁为C40。地下室底板、外墙、地下车道底板及侧板、单层车库顶板、覆土顶板及水池围护结构均需采用P6抗渗混凝土，地下室底板、外墙、顶板采用补偿收缩混凝土，后浇带采用膨胀混凝土，地下室混凝土在混凝土中掺入抗裂纤维。本工程地下室底板厚度600mm/800mm （主楼位置），地下室板墙厚度分别为200mm/250mm/300mm/450mm（详见地下
结施13墙定位及配筋图），板墙浇筑高度3.8m/4.4m（详见顶板施工图）。 【本工程地下室基础混凝土标号众多，抗渗、膨胀、纤维等外加剂的参数以及使用位置，不同型号混凝土浇筑节点处的处理要严格参照图纸结构总说明中4.1.3要求进行施工】 二、施工要求 1、确保混凝土施工在浇筑时期内安全、质量、进度都达到优质工程标准。 2、本工程混凝土浇筑施工质量技术措施控制重点：（1）、大体积混凝土水化热的处理；（2）、地下室后浇带防水措施。 第二节、编制依据 《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002 《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119-2003 《地下工程防水做法》苏J02-2003 及江苏广兴集团有限公司以往类似工程的施工方案和本工程相关施工设计图纸等。 第三节、施工计划 材料与设备计划 本工程基础混凝土按后浇带划分三个区域：（1）以3#楼为主，2-F轴以北后浇带划分；（2）以2#楼为主，2-A轴以北后浇带划分；（3）以1#楼为主，2-A轴以南后浇带划分。 1、混凝土浇筑以商品混凝土泵送浇捣，投入4台振动棒，2台平板振动器，1台混凝土收光机，水泵4台，自吸泵2台等其他小型工具。机修人员必须在机械使用前对所有机械进行检查养护，在浇筑混凝土过程中，安排人员进行定时检修。 2、养护混凝土使用的塑料薄膜以及覆盖用的草袋，水管等养护材料。 3、对预拌混凝土的要求 与预拌混凝土搅拌站签订供应合同，对原材、外加剂、混凝土坍落度、初凝时间、混凝土罐车在路上运输等作出严格要求。 A、对预拌混凝土坍落度的要求 混凝土搅拌站根据气温条件、运输时间、运输道路的距离、混凝土原材料（水泥品种、外加剂品种等）变化、混凝土坍落度损失等情况来适当地调整原配合比，确保混凝土浇筑时的坍落度能够满足施工生产需要，确保混凝土供应质量。 当气候变化时，要求混凝土预拌站提供不同温度下、单位时间内坍落度损失值，以便现场能够掌握混凝土罐车在现场的停置时间。并且可以根据混凝土浇筑情况随时调整混凝土罐车的频率。浇筑混凝土时，搅拌站派一名调度现场调配车辆。同时鉴于现场处的特殊地理位置，项目安排人员协调现场内外的交通问题。 对到场的混凝土实行每车必测坍落度，实验员负责对当天施工的混凝土坍落度实行抽测，混凝土工长组织人员对每车坍落度进行测试，负责检查每车的坍落度是否符合预定预拌混凝土坍落度的要求，并做好坍落度测试记录。如遇不符合要求的，退回搅拌站，严禁使用。 B、对预拌混凝土的添加剂的要求
热电偶测量温度原理
1、2两点的温度不同时，回路中就会产生热电势，因而?就有电流产生，电流表就会?发生偏转，这一现象称为热?电效应（塞贝克效应），产生的电势、电流分别叫热电?势、热电流。 热电偶温度计属于接触式温度测量仪表。是根据热电效应即塞贝克效应原理来测量温度的，是温度测量仪表中常用的测温元件。将不同材料的导体A、B接成闭合回路,接触测温点的一端称测量端,一端称参比端。若测量端和参比端所处温度t和t0 不同,则在回路的A、B之间就产生一热电势EAB(t，t0 ),这种现象称为塞贝克效应，即热电效应。EAB大小随导体A、B的材料和两端温度t和t0 而变,这种回路称为原型热电偶。在实际应用中，将A、B的一端焊接在一起作为热电偶的测量端放到被测温度t处，而将参比端分开，用导线接入显示仪表，并保持参比端接点温度t0稳定。显示仪表所测电势只随被测温度而t变化。 第一节热电偶的测温原理 在1821年德国医生塞贝克在实验中发现热电效应以来，经珀尔帖、汤姆逊以及开尔文等科学家的大量研究，热电效应理论得到了不断的发展，并日趋完善。热电偶是热电效应的具体应用之一，它在温度测量中得到了广泛的应用，热电偶具有结构简单、容易制造、使用方便和测量精度高等优点。可用于快速测温、点温测量和表面测量等，但是热电偶也存在着不足的地方，如使用的参考端温度必须恒定，否则将歪曲测量结果；在高温或长期使用中，因受被测介质或气氛的作用（如氧化、还原等）而发生劣化，降低使用寿命。尽管如此，热电偶仍在工业生产和科研活动中起着举足轻重的作用。下面我们从三个热电效应的阐述中来讨论热电偶的测温原理。 一、塞贝克效应和塞贝克电势 热电偶为什么能用来测量温度呢？这就是从热能和电能的相互转化的热电现象说起。在1821年，塞贝克通过实验发现一对异质金属A、B组成的闭合回路（如图1-1）中，如果对
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。 创新点 通过软件对混凝土内部水化热产生的温度进行模拟分析，并且通过不同的情况（有无冷水管）进行对比分析。
混凝土温度计算
作者：曹运周董佳佳王程锋赵永峰 【摘要】大体积混凝土工程由于结构截面大，混凝土浇注后，水泥放出大量水化热，混凝土温度升高，而且混凝土导热不良，相对散热较小。因此，混凝土内部水化热积聚不易散发，外部则散热较快，很容易由于温度的不均衡分布产生应力，故而产生温度裂缝。本文详细地介绍了大体积混凝土产生裂缝的机理，并从材料、设计、施工方面提出控制手段，引用具体实例进行论证。 【关键词】大体积混凝土施工；裂缝；温度应力；测温 1.前言 近几年来，全国各地工程规模日趋扩大，结构形式日益复杂，工业与民用建筑中对大体积混凝土需求越来越多。由于其体积大，表面小，水泥水化热释放比较集中，内部温升比较快，当混凝土内外温差较大时，会使混凝土产生温度裂缝，影响结构安全和正常使用，所以必须从根本上分析它，来保证施工的质量。 2.裂缝成因分析 大体积混凝土一般是指实体截面最小尺寸大于或等于1m的混凝土构件。它的表面系数比较小，水泥水化热释放比较集中，内部温升比较快。混凝土内外温差较大时，会使混凝土产生温度裂缝，影响结构安全和正常使用 混凝土裂缝分为以下几种类型：弯距剪力等外力荷载引起的裂缝；干燥收缩引起的裂缝；混凝土自身收缩引起的裂缝；温度裂缝。 大体积混凝土工程，水泥用量多，结构截面大，因此，混凝土浇注后，水泥放出大量水化热，混凝土温度升高。由于混凝土导热不良，体积过大，相对散热较小。因此，混凝土内部水化热积聚不易散发，外部则散热较快，依据热胀冷缩的原理，结构自身约束由伴随温度变化引起的建筑物体积变化产生应力，一但拉伸应力＞抗拉强度则混凝土产生裂缝。 故控制大体积混凝土开裂必须从两方面入手。一方面，提高混凝土的抗拉强度，使其足够大，大到各种因素引起的开裂应小于它，另一方面，控制温度应力，使其尽可能小，永远小于混凝土的抗拉强度。 3.裂缝控制手段 要避免混凝土裂缝的产生需从材料、设计、施工上来进行控制。 3.1材料控制 (1)水泥：使用水化热较低的水泥以及尽量降低单位水泥用量；水泥在水化过程中要释放出一定的热量，而大体积混凝土结构断面较厚，表面系数相对较小，所以水泥发生的热量聚集在结构内部不易散失。这样混凝土内部的水化热无法及时散发出去，以至于越积越高，使内外温差增大。单位时间混凝土释放的水泥水化热，与混凝土单位体积中水泥用量和水泥品种有关，并随混凝土的龄期而增长。由于混凝土结构表面可以自然散热，普通混凝土内部的最高温度，多数发生在浇筑后的最初3~7天。 (2)掺合料和外加剂：在混凝土中掺入水泥用量0.25%的减水剂，可同时减少10%的水泥用量，从而降低水化热的产生；在混凝土中掺入粉煤灰，不仅可代替水泥用量，而且可大大改善混凝土的可泵性和工作性，从而降低水化热的产生；在混凝土中掺入膨胀剂，混凝土在硬化过程中产生体积膨胀，可以部分或全部补偿硬化过程中冷缩和干缩，减免混凝土的开裂。 (3)粗细骨料：在钢筋间距和泵车输送管的允许下，尽量选用粒径大的骨料，一般中、粗砂比使用细砂每平方米混凝土减少用水量20~25Kg左右，水泥相应也减少28~35Kg,从而降低混凝土的干缩，条件允许的情况下，可以采用设计毛石大体积混凝土基础。 (4)石子级配：石子级配对节约水泥及保证具有良好的和易性关系很大,大体积混凝土宜采用
实验三,热电偶与热电阻的温度测量
实验三热电偶与热电阻的温度测量 一、实验目的： 1、了解热电偶测量温度的原理与应用。 2、了解热电偶冷（自由）端温度补偿的原理与方法。 3、了解热电阻的测温原理与特性。 二、实验原理： 将两种不同的金属丝组成回路，如果二种金属丝的两个接点有温度差，在回路内就会产生热电势，这就是热电效应，热电偶就是利用这一原理制成的一种温差测量传感器，置于被测温度场的接点称为工作端，另一接点称为冷端(也称自由端)，冷端可以是室温值也可以是经过补偿后的0℃、25℃的模拟温度场。 热电偶是一种温差测量传感器。为直接反映温度场的摄氏温度值，需对其自由端进行温度补偿。热电偶冷端温度补偿的方法有：冰水法、恒温槽法、自动补偿法、电桥法，常用的是电桥法(图3-2)，它是在热电偶和测温仪表之间接入一个直流电桥，称冷端温度补偿器，补偿器电桥在0℃时达到平衡(亦有20℃平衡)。当热电偶自由端(a、b)温度升高时(>0℃)热电偶回路的电势Uab下降，由于补偿器中PN结呈负温度系数，其正向压降随温度升高而下降，促使Uab上升，其值正好补偿热电偶因自由端温度升高而降低的电势，达到补偿目的。 热电阻用于测温时利用了导体电阻率随温度变化这一特性，对于热电阻要求其材料电阻温度系数大，稳定性好、电阻率高，电阻与温度之间最好有线性关系。常用的有铂电阻和铜电阻，热电阻阻值Rt与温度t的关系为： Rt=R0(1+At+Bt2) 本实验采用的是Pt100铂电阻，它的R0=100Ω，A=3.9684×10-2/℃，B=5.847×10-7/℃2，铂电阻采用三线连接法，其中一端接二根引线主要为了消除引线电阻对测量的影响。 三、需用器件与单元： K型、E型热电偶、温度源、温度控制仪表、温度控制测量仪（9000型）。 温度传感器实验模板、冷端温度补偿器、直流±15V、外接+5V电源适配器。 Pt100铂热电阻。 四、实验步骤： 1、将热电偶插到温度源两个传感器插孔中任意一个插孔中，（K型、E型已装在一个护套内），K型热电偶的自由端接到主控箱面板上温控部分的Ek端，用它作为标准传感器，配合温控仪表用于设定温度，注意识别引线标记，K型、E型及正极、负极不要接错。 2、将E型热电偶的自由端接入温度传感器实验模板上标有热电偶符号的a、b孔上，作为被测传感器用于实验，按图3-1接线，热电偶自由端连线中带红色套管或红色斜线的一条为正端,接入“a”点。 图3-1 热电阻（偶）测温特性
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。 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，可以减少内外温差。 ? 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 | 内部约束产生的裂缝（放热时）| | 外部约束产生的裂缝（冷却时）|
大体积混凝土水化热计算及冷凝管布设方案
附件七： 大体积混凝土水化热计算及冷凝管布设方案根据对往年同季节气温进行统计，本地区9月16日~10月15日每天高温一般不超过25℃，10月16日~11月15日每天高温一般不超过15℃。根据本工程施工进度计划，49#和54#两个机位处于9月16日~10月15日期间进行大体积混凝土承台施工，50#~53#机位处于10月16日~11月15日期间进行施工。因此，考虑混凝土水化热环境因素时，49#和54#两个机位按照25℃大气温度进行计算，50#~53#机位按照15℃大气温度进行计算。计算时，考虑海水对流，按照海水温度低于大气温度5℃进行计算。 1、单位系统 质量单位：kg；力的单位：kgf；能量单位：kcal，1kcal=4.186kcal，考虑使用海水降温，使用kcal作为能量单位更利于计算；长度单位：m；温度单位：℃；时间单位：h。 2、混凝土参数 比重：2500kg/m3；导热系数：2.02kcal/(m.h.K)；对流系数：19.84kcal/(㎡.h.K)；比热容：0.23kcal/(kg.K)。 根据以往施工经验，考虑自拌C45混凝土现场养护条件28天强度等级为 50Mpa，达到70%强度（31.5Ma）所需时间为25℃3天，15℃7天。考虑采用普通硅酸盐水泥，胶凝材料根据发热量全部折合成水泥掺量为450kg/m3。C45混凝土在25℃和15℃天气环境下的强度发展曲线如下图左图和右图所示。（备注：图中强度单位为kgf/㎡。）
3、温度要求 （1）混凝土表里温差不得超过25℃，表层温度取混凝土面以内5cm位置，内部温度取混凝土内部最高温度；混凝土表层温度和环境温度差不得超过20℃。降温速度不宜超过2℃/d。 使用midas软件建立模型计算模型。为更加直观的观察混凝土部的温度应力，建模时采用只建立1/2模型，但进行整体对称计算的方式。为简化计算，直接将承台模型简化成圆柱结构。建立的模型如下图所示。 使用软件进行计算，混凝土在25℃、15℃环境下内外温度发展曲线如下图所示。 25℃
水化热公式
以厚度为1m的工程底板为例。 已知混凝土内部达到最高温度一般发生在浇筑后3-5天。所以取三天降温系数0.36计算Tmax。 混凝土的最终绝热温升计算： Tn=mc*Q/(c*p)+mf/50 (1) 不同龄期混凝土的绝热温升可按下式计算： Tt=Tn(1-e-mt) (2) 式中：Tt：t龄期时混凝土的绝热温升（℃）； Tn：混凝土最终绝热温升（℃）； M:随水泥品种及浇筑温度而异，取m＝0.318； T：龄期； mf：掺和料用量； Q：单位水泥水化热，Q=375kj/kg； mc：单位水泥用量； c：混凝土的比热，c=0.97kj/(kg*k); p:混凝土的密度，p=2400kg/m3; 代入（1）得混凝土最终绝热温升： Tn=57.5℃； 代入（2）得: T3=57.5*0.615=35.4℃； T4=57.5*0.72=41.4℃； T5=57.5*0.796=45.77℃； T7=57.5*0.892=51.3℃； 底板按1m厚度计算： Tmax=Tj+Tt*δ Tmax:混凝土内部最高温度（℃）； Tj：混凝土浇筑温度，根据天气条件下底板混凝土施工实测平均结果，假定为10℃； Tt：t龄期时的绝热温升； δ：降温系数，取0.36； 按照混凝土最终绝热温升57.5℃代入： Tmax=10+57.5*0.36=30.7℃ 4、实测混凝土表面温度Tb 混凝土的内部最高温度为30.7℃，根据现场实测表面温度Tb，计算内外温差，当温差超过25℃时，需进行表面覆盖保温材料，以提高混凝土的表面温度，降低内外温差。 5、混凝土表面保温层厚度计算 δi=K*0.5hλi(Tb-Tq)/ λ(Tmax-Tb)
大体积混凝土水化热及温度计算
大体积混凝土水化热及温度计算 水泥：334kg/m3； 水：190kg/m3；大气温度在30℃，水温在27℃ 粗骨料：1010 kg/m3； 细骨料：731kg/m3； 粉煤灰：78kg/m3； 缓凝型减水剂：1%。 3) 混凝土温度计算 a 搅拌温度计算和浇筑温度 混凝土拌和温度计算: T c=∑T i*W*c/∑W*c=89405.4/3426.1=26.1℃。 考虑到混凝土运输过程中受日晒等因素，入模温度比搅拌温度约高4℃。混凝土入模温度约T j =30.1℃。 b 混凝土中心最高温度 Tmax=T j+T h*ξ
T j=33.04℃(入模温度)，ξ散热系数取0.70 混凝土最高绝热温升T h=W*Q/c/r=350*377/0.973/2321=50.43℃ 其中350 Kg为水泥用量；377KJ/Kg为单位水泥水化热；0.973KJ/Kg.℃为水泥比热；2321Kg/m3为混凝土密度。 则Tmax=T j+T h*ξ=33.04+50.43*0.70=70.94℃。 c 混凝土内外温差 混凝土表面温度(未考虑覆盖)： T b=T q+4h’(H-h’)△T/H2。 H=h+2h’=3+2*0.07=3.14m， h’=k*λ/β＝0.666*2.33/22＝0.07m 式中T bmax--混凝土表面最高温度(℃)； T q--大气的平均温度(℃)； H－一混凝土的计算厚度； h’--混凝土的虚厚度； h--混凝土的实际厚度； ΔT－－混凝土中心温度与外界气温之差的最大值； λ--混凝土的导热系数，此处可取2.33W／m·K； K--计算折减系数，根据试验资料可取0.666； β--混凝土模板及保温层的传热系数(W/m*m·K)，取22 T q为大气环境温度，取30℃，△T= Tmax-T q=40.94℃ 故T b=33.73℃。 混凝土内表温度差：△T c=Tmax-T b=70.94-33.73=37.21℃＞20℃ 2.温度应力计算 计算温度应力的假定： ①混凝土等级为C30，水泥用量较大311 kg/m3；
热电偶与热电阻均属于温度测量中的接触式测温
热电偶与热电阻均属于温度测量中的接触式测温,尽管其作用相同都是测量物体的温度,但是他们的原理与特点却不尽相同. 首先,介绍一下热电偶,热电偶是温度测量中应用最广泛的温度器件,他的主要特点就是测吻范围宽,性能比较稳定,同时结构简单,动态响应好,更能够远传4-20mA电信号,便于自动控制和集中控制。热电偶的测温原理是基于热电效应。将两种不同的导体或半导体连接成闭合回路,当两个接点处的温度不同时,回路中将产生热电势,这种现象称为热电效应,又称为塞贝克效应。闭合回路中产生的热电势有两种电势组成;温差电势和接触电势。温差电势是指同一导体的两端因温度不同而产生的电势,不同的导体具有不同的电子密度,所以他们产生的电势也不相同,而接触电势顾名思义就是指两种不同的导体相接触时,因为他们的电子密度不同所以产生一定的电子扩散,当他们达到一定的平衡后所形成的电势,接触电势的大小取决于两种不同导体的材料性质以及他们接触点的温度。目前国际上应用的热电偶具有一个标准规范,国际上规定热电偶分为八个不同的分度,分别为B,R,S,K,N,E,J 和T,其测量温度的最低可测零下270摄氏度,最高可达1800摄氏度,其中B,R,S属于铂系列的热电偶,由于铂属于贵重金属,所以他们又被称为贵金属热电偶而剩下的几个则称为廉价金属热电偶。热电偶的结构有两种,普通型和铠装型。普通性热电偶一般由热电极,绝缘管,保护套管和接线盒等部分组成,而铠装型热电偶则是将热电偶丝,绝缘材料和金属保护套管三者组合装配后,经过拉伸加工而成的一种坚实的组
合体。但是热电偶的电信号却需要一种特殊的导线来进行传递,这种导线我们称为补偿导线。不同的热电偶需要不同的补偿导线,其主要作用就是与热电偶连接,使热电偶的参比端远离电源,从而使参比端温度稳定。补偿导线又分为补偿型和延长型两种,延长导线的化学成分与被补偿的热电偶相同,但是实际中,延长型的导线也并不是用和热电偶相同材质的金属,一般采用和热电偶具有相同电子密度的导线代替。补偿导线的与热电偶的连线一般都是很明了,热电偶的正极连接补偿导线的红色线,而负极则连接剩下的颜色。一般的补偿导线的材质大部分都采用铜镍合金。 其次我们介绍一下热电阻,热电阻虽然在工业中应用也比较广泛,但是由于他的测温范围使他的应用受到了一定的限制,热电阻的测温原理是基于导体或半导体的电阻值随着温度的变化而变化的特性。其优点也很多,也可以远传电信号,灵敏度高,稳定性强,互换性以及准确性都比较好,但是需要电源激励,不能够瞬时测量温度的变化。工业用热电阻一般采用Pt100,Pt10,Cu50,Cu100,铂热电阻的测温的范围一般为零下200-800摄氏度,铜热电阻为零下40到140摄氏度。热电阻和热电偶一样的区分类型,但是他却不需要补偿导线,而且比热点偶便宜。
混凝土计算时的常用公式
混凝土计算时的常用公式 混凝土温度计算公式 1．最大绝热温升（二式取其一） （1）Th＝（mc＋k·F）Q/c·ρ （2）Th＝mc·Q/c·ρ（1－e-mt） 式中Th——混凝土最大绝热温升（℃）； mc——混凝土中水泥（包括膨胀剂）用量（kg/m3）；F——混凝土活性掺合料用量（kg/m3）； K——掺合料折减系数。粉煤灰取0.25~0.30；Q——水泥28d水化热（kJ/kg）查表； c——混凝土比热、取0.97［kJ/（kg·K）］； ρ——混凝土密度、取2400（kg/m3）； e——为常数，取2.718； t——混凝土的龄期（d）； m——系数、随浇筑温度改变。 T1（t）＝Tj＋Th·ξ（t） 式中T1（t）——t龄期混凝土中心计算温度（℃）；Tj——混凝土浇筑温度（℃）； ξ（t）——t龄期降温系数 3．混凝土表层（表面下50~100mm处）温度 1）保温材料厚度（或蓄水养护深度）
δ＝0.5h·λx（T2－Tq）Kb/λ（Tmax－T2） 式中δ——保温材料厚度（m）； λx——所选保温材料导热系数[W/（m·K）] T2——混凝土表面温度（℃）； Tq——施工期大气平均温度（℃）； λ——混凝土导热系数，取2.33W/（m·K）； Tmax——计算得混凝土最高温度（℃）； 计算时可取T2－Tq＝15~20℃ Tmax＝T2＝20~25℃ Kb——传热系数修正值，取1.3~2.0 T2——混凝土表面温度（℃）； Tq——施工期大气平均温度（℃）； λ——混凝土导热系数，取2.33W/（m?K）； Tmax——计算得混凝土最高温度（℃）； 计算时可取T2－Tq＝15~20℃ Tmax＝T2＝20~25℃ Kb——传热系数修正值，取1.3~2.0 传热系数修正值 保温层种类K1K2 1纯粹由容易透风的材料组成（如：草袋、稻草板、锯末、砂子）2.63.0 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2.02.3