大体积混凝土的热工计算

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1、大体积混凝土的热工计算混凝土施工前，必须进行温度和温度应力的计算，并预先采取相应的技术措施控制温度差值，控制裂缝的开展，做到心中有数，科学指导施工，确保大体积混凝土的施工质量。a.温度计算⑴计算依据①根据施工经验，参考相同季节内，国内施工经验数值，现场搅拌的混凝土每立方米各项原材料用量及温度如下:水泥:402kg砂子:730kg，含水率为3%石子:1083kg，含水率为2%水:195kg粉煤灰:35kg外加剂:27kg②根据调研建设当地的气象状况，建设当地最高温度30.5℃、最低温度15.4℃，平均大气温度23℃。在承台浇筑时，提前采取了适当的保温、遮阳措施后，混凝土原材料中水、水泥、外加

2、剂的温度可以达到平均大气温度23℃，砂石等骨料的温度取最高温度30℃。为了计算简便，粉煤灰和外加剂的重量均计算在水泥的重量内。⑵混凝土拌合物的温度T0=[0.9(mceTce+msaTsa+mgTg)+4.2Tw(mw-msa-ωgmg)+c1(ωsamsaTsa+ωgmgTg)-c2(ωsamsa+ωgmg)]÷[4.2mw+0.9(mce+msa+mg)]式中：T0--混凝土拌合物的温度(℃)。mw、mce、msa、mg--水、水泥、砂、石的用量(kg)。Tw、Tce、Tsa、Tg--水、水泥、砂、石的温度(℃)。ωsa、ωg--砂、石的含水率(%)。c1、c2--水的比热容(kJ/k

3、g.K)及溶解热(kJ/kg)。当骨料温度>0℃时,c1=4.2,c2=0;≤0℃时,c1=2.1,c2=335。为了计算简便,粉煤灰和外加剂的重量均计算在水泥的重量内。T0=[0.9(429×23+730×30+1083×30)+4.2×23(195-3%×730-2%×1083)+4.2(3%×730×30+2%×1083×30)-0]÷[4.2×195+0.9(429+730+1083)]=27.5℃⑶混凝土拌合物的出机温度T1=T0-0.16(T0-Ti)式中：T1--混凝土拌合物的出机温度(℃);Ti--搅拌棚内温度(℃)。T1=27.5-0.16（27.5-30）=27.9℃⑷

4、混凝土拌合物浇筑完成时的温度T2=T1-(αtt+0.032n)(T1-Ta)式中：T2--混凝土拌合物经运输至浇筑完成时的温度(℃)tt--混凝土自运输至浇筑完成时的时间(h)n--混凝土转运次数Ta--运输时的环境气温(℃)α--温度损失系数(h-1)当用混凝土搅拌输送车时，α=0.25；当用开敞式大型自卸汽车时，α=0.20；当用开敞式小型自卸汽车时，α=0.30；当用封闭式自卸汽车时，α=0.10；当用手推车时，α=0.50。本工程采取灰斗运输混凝土，可以近似于封闭式自卸汽车。混凝土自运输至浇筑完成时的时间为0.2小时T2=27.9-(0.10×0.2+0.032×1)[27.9-

5、30]=28℃⑸承台混凝土养护期间热工计算由于承台CT-11断面最大，厚度为2.98m，分两次浇筑，浇筑厚度分别为800mm、2180mm。计算时混凝土厚度取2180mm。混凝土强度等级C30，材料425#普通硅酸盐水泥，每立方米计划用量429公斤。入模温度28℃。大气平均温度取23℃。计算公式及数据取自《高层建筑施工手册》（中国建筑工业出版社出版，1992年第一版，杨嗣信主编）。①混凝土的绝热温升假定承台结构四周没有任何散热和热损失条件，水泥水化热全部转化为温升后的温度值，则混凝土的水化热绝对温升值一般按下式进行计算：T1=CQ÷CP×(1-e-mt）根据经验，混凝土在浇筑三天后，水泥水

6、化热最大，故计算3天的绝热温升。T1=CQ÷CP×(1-e-mt）=429×377÷(0.97×2400)×0.694=49.7℃②混凝土内部最高温度上式计算的水化热温度为绝热状态下的混凝土温升值，实际上承台混凝土并非完全处于绝热状态，而是处于散热条件下，上下表面一维散热，温升值比按绝热状态计算的要小。因此混凝土内部的中心温度按下式进行计算：Tmax=T2+Tt×ξ其中：Tmax--混凝土内部中心最高温度（℃）T2--混凝土的浇筑入模温度ξ--不同浇筑厚度的温降系数（℃）Tmax=T2+Tt×ξ=28+49.7×0.602=58℃③混凝土最高温度与大气平均温度之差58-23=35（℃）规范

7、规定:对大体积混凝土的养护，应根据气候条件采取控温措施，并按需要测定浇筑后的混凝土表面和内部温度，将温差控制在设计要求的范围内以内；当设计无具体要求时，温差不宜超过25℃。由于混凝土内部最高温度理论计算为58℃，因此将混凝土表面的温度控制在35℃左右，这样混凝土内部温度与环境温度之差不超过25℃。由于混凝土内部温度与环境温度之差超过了35（℃），因此混凝土表面应覆盖一层保温进行混凝土保温，使混凝土表面温度达到35（℃）。