大体积混凝土水化热计算和混凝土抗裂验算(泰康人寿)

大体积混凝土水化热计算和混凝土抗裂验算

工程名称：泰康人寿工程

施工单位：中建一局集团建设发展有限公司

砼供应单位：北京铁建永泰新型建材有限公司

混凝土水化热计算

1 热工计算

1.1混凝土入模温度控制计算

（1）混凝土拌合温度宜按下列公式计算：

T0=［0.92（m ce T ce＋m s T s＋m sa T sa＋m g T g）＋4.2T w（m w－ωsa m sa－ωg m g）＋C w（ωsa m sa T sa＋ωg m g T g）－C i（ωsa m sa＋ωg m g）］

÷［4.2m w＋0.92（m ce＋m sa＋m s＋m g）］…………（1.1）式中T0 —混凝土拌合物温度(℃)；

m w---水用量(Kg)；

m ce---水泥用量(Kg)；

m s---掺合料用量(Kg)；

m sa---砂子用量(Kg)；

m g---石子用量(Kg)；

T w---水的温度(℃)；

T ce---水泥的温度(℃)；

T s---掺合料的温度(℃)；

T sa---砂子的温度(℃)；

T g---石子的温度(℃)；

ωsa---砂子的含水率(%)；

ωg---石子的含水率(%)；

C w---水的比热容(Kj/Kg.K)；

C i---冰的溶解热(Kj/Kg)；

当骨料温度大于0℃时, C w=4.2, C i =0；

当骨料温度小于或等于0℃时，C w=2.1, C i=335。

（2）C40P6混凝土配比如下:

根据我搅拌站的设备及生产、材料情况，取T w =16℃，T ce=40℃，T s=35℃，ωsa=5.0%，ωg=0%，

T sa=10℃，T g=10℃，C1=4.2，C i =0

则T0=［0.92（280×40＋175×35＋723×10＋1041×10）＋4.2×16（165－

5.0%×723－0%×1041）＋4.2（5.0%×723×10＋0%×1041×0）－0

（ωsa m sa＋ωg m g）］÷［4.2×165＋0.92（280＋175＋723＋1041）］=[0.92*(11200+6125+7230+10410)+67.2*(165-36.2-0)+4.2*(361.5+0)-0]/[693+

0.92*2219]

=[0.92*34965+67.2*128.8+4.2*361.5]/2734

=[32167.8+8655.4+1518.3]/2730=42341.5/2734=15.5℃

（3）混凝土拌合物出机温度宜按下列公式计算：

T1=T0－0.16（T0－T i）

式中T1—混凝土拌合物出机温度（℃）；

T i—搅拌机棚内温度（℃）。

取T i =16℃，代入式1.2得

T1=15.5-0.16（15.5-16）

=15.4℃

（4）混凝土拌合物经运输到浇筑时温度宜按下列公式计算：

T2=T1－（αt1＋0.032n）（T1-T a）（1.3）

式中T2—混凝土拌合物运输到浇筑时的温度（℃）；

t1—混凝土拌合物自运输到浇筑时的时间（h）；

n—混凝土拌合物运转次数；

T a—混凝土拌合物运输时环境温度（℃）；

α—温度损失系数（h-1）

当用混凝土搅拌车输送时，α=0.25；

取t1=0.3h，n=1，α=0.25 ，T a =15℃，代入式1.3得：

T2=15.4－（0.25×0.3＋0.032×1）×(15.4-15)

=15.4-0.107*（-0.4）≈15.4℃

1.2混凝土温差控制计算 （1）有关数据：

据该大体积混凝土要求选取计算模型为：砼入模温度15.4℃，大气平均温度15℃，底板最大厚度1.0m ，其它有关数据依据相应的数通过查表。

（2）混凝土水化热绝热温升

)1(mt h e c Q

W T --⋅⋅=

ρ

式中：W ——混凝土中胶凝材料用量（kg/m 3）；

Q ——胶凝材料水化热总量（kJ/kg ）

，42.5#普通水泥取375kJ/kg ； c ——混凝土比热，一般为0.92~1.00，取0.97 kJ/kg ·K ；

ρ——混凝土的质量密度，取2400kg/m 3；

m ——随水泥品种、浇筑温度改变的系数，取0.35d -1； t ——龄期（d ）。

Q =k Q 0=（k 1+k 2-1）Q 0

Q 0——水泥水化热（kJ/kg ）

，42.5#普通水泥取375kJ/kg ； k 1、k 2——掺合料水化热调整系数，查表分别取：0.95、0.93 计算得：

（3）混凝土不同龄期温升：

ξ⋅=h t T T

式中:t T ——砼不同龄期的绝热温升；

ξ—不同龄期水化热温升与砼厚度有关值，如下表所示。

（3）混凝土内部实际最高温度计算：

t j T T T +=max

式中:max T ——不同龄期砼中心最高温度（℃）； 计算得：

（4）混凝土表面温度计算

)(//

2)()(4t q t b T h H h H

T T ∆-+

= 式中:)(t b T ——龄期t 时,混凝土的表面温度（℃）；

q T ——大气的平均温度（℃）；

H ——混凝土的计算厚度(m)，/2h h H +=； h ——混凝土的实际厚度(m)；

/h ——混凝土的虚厚度（m ）

，βλ//⋅=k h λ——混凝土的导热系数，取2.33W/m ·K ；

k ——计算折减系数，可取2/3；

β——模板及保温层的传热系数（W/m ·K ）；

∑+=

q

i i β

λδβ1

1

i δ——保温材料的厚度（m ）；无需覆盖养护，厚度为0m

i λ——保温材料的导热系数，阻燃草帘的导热系数为0.14W/m ·K ； q β——空气层传热系数，取23W/m ·K 。 无草帘被覆盖养护，大气平均温度为15℃。

2323

1

011

1

=+

=

+=

∑q

i i β

λδβ（W/m ·K 。

） )(067.023

33

.232//m k h =⨯=

⋅=βλ