cấu kiện tương đối mỏng, trong đó có sự tản nhiệt nhanh và nguy cơ nứt tại khu vực ranh giới giữa các đốt kết cấu xảy ra do các hiệu ứng co ngót [50]. Tiếp theo, một nghiên cứu về một kết cấu có kích thước lớn, trong đó, nhiệt độ trong lõi của khối lớn hơn ở bề mặt, dẫn đến xuất hiện ứng suất nén trong lõi nóng và ứng suất kéo ở bề mặt nguội hơn [41]. Trong thời gian làm nguội đến bằng nhiệt độ môi trường xung quanh, sự phân bố ứng suất nghịch đảo có thể xảy ra, với ứng suất nén ở bề mặt và ứng suất kéo trong lõi. Do sự chênh nhiệt giữa vùng gần bề mặt giữa lõi và bề mặt kết cấu, xảy ra trước khi lõi nguội thực sự, các vết nứt bề mặt hình thành trước đó có thể giảm độ rộng. Những vết nứt này thường gây ảnh hưởng cho tuổi thọ của bê tông. Trong các kết cấu đập khối lớn, việc làm mát theo nhiệt độ môi trường xung quanh có thể mất nhiều năm và các vết nứt có thể xuất hiện thậm chí nhiều năm sau khi xây dựng. Ví dụ, trong trường hợp xây dựng đập Orlik ở Cộng hòa Séc, 40 vết nứt bề mặt có chiều rộng tới 3 mm xuất hiện sau một năm kể từ khi thi công với nhiệt độ lõi và bề mặt lần lượt là 40°C và gần bằng 0°C, và độ sâu vết nứt 3m được báo cáo trong [37].
Nguy cơ nứt do nhiệt có thể được giảm thiểu nếu các biện pháp thích hợp được áp dụng ở giai đoạn xây dựng, do đó có thể yêu cầu phân tích cơ - nhiệt chi tiết (ví dụ: dựa trên phương pháp PTHH) được thực hiện trong quá trình thiết kế. Điều này đang dần được áp dụng cho các dự án cơ sở hạ tầng lớn [51]. Một trong những lý do hạn chế áp dụng là sự thiếu rõ ràng trong các hướng dẫn liên quan đến việc phân loại các kết cấu bê tông lớn. Ví dụ, ACI 116R [11] định nghĩa bê tông khối lớn là ‘‘bất kỳ khối lượng bê tông nào có kích thước đủ lớn để yêu cầu thực hiện các biện pháp để đối phó với sự sinh nhiệt từ quá trình thủy hóa xi măng và sự thay đổi thể tích để giảm thiểu nứt ”. Rõ ràng là khi thiết kế phải đưa ra một quyết định khó khăn về lựa chọn kích thước kết cấu, nếu không chính xác kích thước này thì nguy cơ có thể xảy ra nứt do nhiệt sau khi thi công.
Một trong những cách tiếp cận khá hoàn chỉnh để đánh giá kích thước của khối kết cấu là phương pháp xác định đặc trưng của sự khuếch tán nhiệt thủy hóa được đề xuất bởi Ulm và Coussy [55], phương pháp này xem xét cả kích thước của kết
cấu và các đặc tính dẫn nhiệt của nó. Một cách tiếp cận khác liên quan đến đặc trưng hình học của kết cấu. Thông thường, có thể đánh giá kích thước của kết cấu bằng cách liên hệ giữa thể tích của nó với diện tích các bề mặt. Thể tích kết cấu gây tác động đến độ lớn của nhiệt độ lõi, trong khi diện tích bề mặt gây tác động đến sự chênh lệch nhiệt độ. Cách tiếp cận như vậy để đánh giá kích thước khối được đề xuất bởi ACI 207.2R [12].
Tiếp đó, De Schutter và Taerwe [26] đã nghiên cứu các khái niệm của Viện bê tông Hoa Kỳ (ACI) về kích thước khối và đưa ra kết luận rằng không phải lúc nào cũng có một mối quan hệ duy nhất giữa kích thước kết cấu và nhiệt độ/ gradient nhiệt độ trong cấu kiện bộ phận bằng bê tông, đặc biệt là đối với các cấu kiện có hình học phức tạp. Do đó, họ đề xuất sử dụng độ dày tương đương làm thước đo kích thước của kết cấu deq =a.M , trong đó M là khối lượng của kết cấu và γa là hệ số hình dạng theo dòng nhiệt.
Một phân tích cơ- nhiệt sử dụng phương pháp PTHH để đánh giá độ an toàn kết cấu dựa trên FIB Model Code 2010 [24] bằng việc phân tích phi tuyến [23] để đánh giá độ an toàn cho bệ móng trụ điện gió sử dụng bê tông cường độ cao và các vỏ hầm bằng bê tông được gia cố hoặc không gia cố cốt sợi với sự hình thành nhiệt thủy hóa của xi măng ở tuổi sớm của bê tông.
Tiếp theo, một nghiên cứu thực nghiệm và mô phỏng [9] phân tích các hiệu ứng nhiệt trên kết cấu bê tông khối lớn ở vùng nhiệt đới như châu Phi. Một nghiên cứu về sự gia tăng nhiệt độ của khối bê tông thử nghiệm 1,1x1,1x1,1m không có cốt thép. Một mô hình PTHH đã được xác nhận đã được sử dụng để dự đoán sự phát triển nhiệt độ của khối bê tông này. Phân tích ứng suất nhiệt được thực hiện để đưa ra ước tính về ứng suất gây ra bởi gradient nhiệt tại các mặt cắt của khối bê tông và chỉ số vết nứt được sử dụng để xác định xác suất nứt do nhiệt thủy hóa xi măng. Một nghiên cứu này cũng chỉ ra ảnh hưởng của tỷ lệ diện tích bề mặt so với thể tích (SVR) của bê tông khối lớn đã được thực hiện để xác định gradient nhiệt tối đa cho phép cũng như ứng suất nhiệt có thể gây ra vết nứt nhiệt.