大体积混凝土浇筑后温度变化的计算

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发布时间：2021-09-09

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大体积混凝土浇筑后温度变化的计算
朱为勇，娄宗科
(西北农林科技大学水利与建筑工程学院，712100，陕西杨凌)
摘要：从热传导的基本原理出发，分析了混凝土的边值条件以及大体积混凝土浇筑后的温度变化情况，根
据混凝土中水泥水化情况，将浇筑后的混凝土划分了水化热发生的阶段；无热源期，混凝土温度随内部热量逐渐
散发而降低；水泥水化热产生的初温消失三个阶段。进一步根据边值条件，计算了大体积混凝土在三个阶段的温
度变化，水泥的熟料组成、掺合料、混凝土的龄期会影响大体积混凝土温度变化，尽量降低内部热源散热量是控
制混凝土裂缝的关键。
关键词：热传导；水化热；边值条件；温度计算
中图分类号：TU 528 文献标识码：A 文章编号：1000—4726(2013)05—0402—04
CALCULATIoN oF TEM PERATURE VARIATIoN oF MASSIVE CoNCRETE AFTER POURING
ZHU Wei-yong，LOU Zong-ke
(College of Water Resources and Architectural Engineering，Northwest A culture＆ Forestry University，712100，Yangling，Shanxi，China)
Abstract：Accordin g to the basic principles of heat conduction，this paper analyzes the boundary value
conditions of concrete and temperature variation of massive concrete after pouring．Based on eement hydration
in concrete，concrete pouring is divided into three phases，among which hydration heat is generated in the first
phase，the second phase is a period without heat source where concrete temperature drops when the internal
heat is emitted，and the third phase is the period where the initial temperature generated by cement hydration
heat has disappeared．In addition，temperature variation of massive concrete is calculated respectively within the
three phases according to the bounda~ value conditions．It is f0und that cement clinker ingredients．aggregates
and concrete age may affect temperature variation of massive eoncrete， SO the key point for concrete crack
control is to reduce emission of internal heat source as much as possible．
Key words：heat conduction；hydration heat；boundary value condition；temperature calculation
随着现代化工业厂房、高层建筑以及水工建筑的
建设，越来越多的大体积混凝土在建筑工程中得到应
用。而大体积混凝土因其体积庞大，一次性浇筑量大及
工程条件复杂，所以在施工过程中如果措施控制不到
位，将产生各种裂缝，裂缝的存在会影响混凝土的耐久
性及力学性能。因此，在大体积混凝土结构施工中，对
混凝土内部温度随龄期变化情况研究显得尤为重要。
本文结合该问题，具体分析了大体积混凝土的温度随
龄期变化关系。
1 热传导原理
在某物体中取出体积为dxdydz的试件，设该物体
内有热源，单位时间，单位体积产生的热量为Q，在绝
n
热条件下，单位时间该物体的温度上升为，式中：c
cp
为材料比热容；P为材料密度。此外，又因所取试件的各
面与周围环境有热量交换，以dxdy~为例，坐标为放，
收稿日期：2013—1—13
作者简介：朱为勇(1987一)，男，安徽芜湖人，硕士研究生，e一啪il
767623012@qq．corn．
该面上的温度梯度为( 1：，d 寸间内流过该面的总热
量为 (警)出dyd ，在z+出面上，d 时间内流过该面的
总热量为 ( )础 df，故所取试件在方向的热量增
力口量 'OT
一㈢ ]dxdyd 警，因此
引起试件温度的变化为d d￡，即温度变化率
cp dz
为：警=刍警=。，同理可得另外两个面温度变化
率为。 OZT
，
02T
，
综上可得热传导方程为：OT：。[ 02+
Ox‘ d Ot Ox‘
熹+ Oz~] cp。
2 大体积混凝土浇筑后的导热方程
混凝土浇筑后，其温度随时间的变化大体可分为
A，B，C三个阶段[1]。A为有内热源期，即水化热发生的
阶段．一船为】个月 B为无热源期．混凝士的温度随内