冬期施工中的混凝土因低温下水泥水化硬化过程缓慢、拌合水易结冰发生冻胀而导致其力学性能下降备受关注。养护不当不仅会造成混凝土出现裂缝、强度和耐久性不足等质量问题,还会导致发生工程事故的风险明显增加。因此，基于蓄热计算的养护方案制定是混凝土冬期施工需要着重解决的关键科学与技术问题。但现有的计算方法在科学性、精确度和计算效率等方面，仍存在一些问题有待改进和优化。
　　本文首先提出了一种基于Python程序的计算方法，用于计算冬期施工蓄热养护条件下，非大体积混凝土冷却温度随时间的关系。然后利用积分法计算成熟度，根据成熟度法对混凝土的抗压强度进行了预测。将基于瞬态传热理论的非大体积混凝土冷却温度计算和强度预测方法程序化，不仅节省了大量时间成本，也一定程度上避免了计算误差。而且提高了计算精确度，将计算精度从日平均温度提升至每小时的平均温度。
　　在此基础上，分别从透风系数、水泥水化速率常数和变负温计算的角度对原有算法进行优化。用对流换热系数取代了透风系数，对不同温度下的水泥水化速率常数进行了迭代计算，对环境温度实时取值以计算变负温条件下混凝土冷却温度和抗压强度。最后综合以上改进方法，优化了程序和软件的设计。
　　然后通过试验对上述优化的计算方法进行了验证，分别完成了实验室恒负温环境条件下和自然变负温环境条件下的混凝土养护试验。恒负温下混凝土温度与抗压强度试验的结果与计算温度和预测强度均具有较好的一致性，初步验证了本文中改进计算方法的可行性和适用性。变负温验证试验的结果表明，改进的计算方法还适用于预测混凝土温度的波动范围和早期的混凝土平均温度，以及估计变负温条件下的混凝土抗压强度。
　　考虑不同工况下养护材料厚度和导热系数、环境温度和初始混凝土温度、混凝土结构表面系数等参数变化，利用该算法探讨了混凝土冷却温度的演变规律。研究结果发现，当混凝土初始温度和环境温度越高，养护材料越厚，养护材料的导热系数越低，混凝土的表面系数越小时，混凝土温度降至0℃的时间越长，混凝土的早期和后期抗压强度越大。此外，在保温养护材料可选范围内，养护材料种类的选择对养护效果影响比较小。
　　综上所述，本研究可以在实际施工前，为混凝土的冷却温度和抗压强度预测提供理论分析和数值计算，有效地指导冬期养护施工方案的优化设计以及现场养护方案的及时响应与调整，提高混凝土强度预测的准确性和可靠性。