①澆筑混凝土時，水泥在水化過程中產生大量熱量會使混凝土的溫度升高。雖然隨時間的推移混凝土的溫度會慢慢冷卻，但結構各個位置的溫度下降速度不均勻，結構不同位置將發生相對溫差，此溫差會使混凝土發生溫度應力，產生裂縫。

       ②混凝土水化熱引起的應力可以分為內部約束應力和外部約束應力兩大類。

       混凝土內部不同溫度分布引起的不同體積變化而導致的應力稱為內部約束應力，如混凝土澆筑初期因內部溫度升高將發生膨脹，但混凝土表面的溫度下降較快，相對應變較小，從而使混凝土產生拉應力 ，此類拉應力裂縫主要發生在尺寸較大的結構。

        混凝土在冷卻時會發生收縮，但會受到與其接觸的原有的混凝土或地基的約束而產生拉力，這種受外部邊界約束而產生的應力為外部約束應力。

        ③水化熱分析主要分為熱傳導分析和熱應力分析。. 

        熱傳導分析主要計算水泥的水化過程中發熱、傳導、對流等引起的隨時間變化的節點溫度。

        將得到的節點溫度作為荷載加載后，計算隨時間變化的應力稱為熱應力分析。 

        ④大體積混凝土的溫度裂縫可以利用溫度裂縫指數(Crack Ratio, Icr) 來驗算。溫度裂縫指數要滿足結構的重要性、功能、環境條件等因素的要求。溫度裂縫指數受水泥的類型、澆筑溫度、養生方法等多因素的影響，所以需要對多種條件進行反復分析以找出最佳的澆筑方法。

水化熱分析的過程大致如下：

定義一般材料特性	彈性模量、比熱、熱傳導率
定義時間依存特性	收縮、徐變、彈性模量變化
建立結構模型	定義單元、邊界條件
水化熱分析控制	定義積分系數、初始溫度
定義環境溫度函數        對流系數函數        單元對流邊界	輸入外界溫度的變化函數和對流系數函數之后，定義單元（節點）的對流邊界
定義固定溫度	對于溫度不隨時間變化的部分輸入固定溫度
定義熱源函數           分配熱源	根據水泥種類和實驗數據定義熱源函數并將其分配給相應單元
管冷（考慮管冷情況）	考慮管冷時，輸入管冷相關數據
定義施工階段	定義各施工階段對應的單元和邊界條件
運行分析	進行熱傳導分析和熱應力分析
查看分析結果	查看各階段的溫度和應力

下面將做一個案例來熟悉下整個水化熱過程。

定義強度發展曲線：

環境溫度（20℃）：

對流邊界（或稱熱傳導邊界，通過對流系數定義各時刻與外部交換的熱量）：

環境溫度和對流系數賦予混凝土表面：

固定溫度邊界：

另外需要說明的是，我們通常采用1/2或者1/4模型時，對稱邊界屬于絕熱邊界，不對外扇熱，程序默認是絕熱邊界。

定義熱源函數：

混凝土的發熱特性應根據材料配合比條件不同會有所不同，所以對于實際工程項目要進行絕熱溫度上升試驗，然后在自定義類型里輸入實驗結果數據。

解析結果：

溫度：

某節點溫度時程結果：

某節點應力時程結果：

某節點應力與許容抗拉強度時程結果：

來源于微信號abaqus有限元仿真