温度裂缝是新浇大体积混凝土发生破坏的主要形式,控制温度裂缝的产生成为保证大体积混凝土结构安全的重要课题。从原理上讲,控制温度裂缝产生实质的是控制混凝土内外的温度变化,大体积混凝土浇筑成型及后期养护阶段结构若产生较大里表温差(一般超过25℃),混凝土内外拉压应力会很快失衡,在突破极限抗拉强度后,表层混凝土首先产生微裂缝,而后甚至可能发展成为贯穿裂缝和深度裂缝。西北高寒地区冬季平均气温较低,昼夜温差巨大,大体积混凝土浇筑后采取严格的控温措施尤为关键。本文依托兰州新区某大体积混凝土冬季浇筑工程,基于有限单元模拟计算和现场测温试验,探究该地环境条件下新浇大体积混凝土内部温度场的变化规律,测试使用挤塑聚苯板(XPS板)和HHC-S型水化热抑制剂对新浇大体积混凝土进行温度调控的实际效果,寻找最高效、经济的温控措施。本文的主要内容如下:1、介绍了计算混凝土温度场的基本理论和方法,对有限元方法和蒙特卡罗方法进行了比较,认为有限元方法能够适应各种不规则结构的单元网格划分及计算,其在各因素耦合计算方面具有较大优势,而蒙特卡罗计算方法的优势在于具有较高的计算精度,且计算精度易控。本文选用有限元模拟软件MIDAS CIVIL对高寒地区复杂环境条件下的混凝土温度场进行了模拟计算;2、本文从“外保内控”的思路出发,使用XPS挤塑聚苯板对混凝土内外温度及散热进行调控,使用HHC-S型水化热抑制剂干预混凝土水化进程,以达到合理控温的目的。在室内进行了常温条件下水化热抑制剂的性能测试,试验结果表明,不管是掺入混凝土还是水泥净浆,水化热抑制剂都能起到抑制水泥水化反应过快进行,延缓温峰到达时间,降低温峰值的效果。3、使用MIDAS CIVIL模拟了现场试验环境条件下不同入模温度、不同保温层厚度混凝土试验墩内部温度场的变化情况,并从温升速率、温峰值、里表温差等方面分析了模拟结果,得出现场试验采用混凝土入模温度10℃、5cmXPS板厚度能够有效控制试验墩浇筑后产生过大里表温差的结论。使用室内试验测得的掺入水化热抑制剂后混凝土的绝热温升曲线模拟现场试验墩温度场,分析了模拟计算结果。4、在兰州新区某施工现场进行了2m×2m×2m大体积混凝土试验墩浇筑和测温试验。试验结果一方面证明了有限元模拟结果的高度可靠性,另一方面验证了两种控温措施的有效性,为该地区大体积混凝土施工提供了参照。