冬施混凝土热工计算

一、冬施墙体混凝土热工计算：
根据去年的统计资料，经实验室试验，按如下混凝土配合比和材料温度进行热工计算：（以C30计算）
沙子含水按5%，石子含水按0%
1、混凝土拌合物温度计算
T0＝｛0.92（mceTce+msaTsa+mgTg）+4.2Tw（mw-ωsamsa-ωgmg）+C1（ωsamsaTsa+ωgmgTg）-C2（ωsamsa+ gmg）｝÷｛（4.2mw+0.9（mce+msa+m g）｝
T0----------混凝土拌合物的温度（℃）
mce、msa、mg、mw----水泥、沙、石子、水的用量（Kg）
C1、C2-----水的比热容（kj/kg·K）和容热解（kj·kg）骨料温度＞0℃，C1=4.2，C2=0
Tce、Tw、Tsa、Tg----水泥、水、砂、石的温度（℃）
T0=｛0.92×（394×30+801×1+1020×2）+4.2×45×（185-5%×801+0.0%×1020）+4.2（5%×801×1+0%×1020×2）-0×（5%×801+0.0%×1020）｝÷｛4.2×185+0.9（394+801+1020）｝=14.82℃2、混凝土拌合物的出机温度
T1=T0-0.16×（T0-Td）
其中T1----混凝土拌合物的出机温度（℃）
Td-----搅拌机棚内温度（10℃）
T1=T0-0.16×（T0-Td）=14.82-0.16(14.82-10)=14.05℃
3、混凝土到达现场时的温度
T2=T1-（ɑt1+0.032n）（T1-Ta）
其中T2----混凝土成型时的温度（℃）
Ta----混凝土拌合物运输时在环境温度（取-10℃）
a---温度损失系数a＝0.25
n---混凝土拌合物的运转次数，n＝1
t1---混凝土拌合物自运输到浇筑时间（h）
t1＝0.5h
T2＝14.05-（0.25×0.5+0.032×1）×（14.05-(-10)）=10.27℃4、结论：冬季施工混凝土出机温度不宜小于10℃
混凝土入模温度不得小于5℃
根据计算，满足规范要求。

二、外墙大模板的保温：大模钢板厚度6㎜，入钢＝58W/（m.k）,肋板钢结构水平向为80㎜，垂直方向为-60×6㎜钢板；肋板区格（300×500㎜）中保温材料有50㎜厚聚苯板，入苯＝0.03，聚苯板外侧用5㎜厚纤维板覆盖，入纤维板＝0.23计算其总传热阻值R O和总传热系数K。

考虑冷桥的影响，按平行于热流方向将一个区格分为两部分如图：
F 1＝（0.297＋0.497）×2×0.003=0.0048㎡
F 2=0.297×0.497=0.1452㎡ 计算R 01、R 02，由R ＝
d 得：
R 钢板＝58
006.0＝0.0001
R 钢肋＝58
08.0＝0.00138
R 苯＝03
.005.0＝1.6667 R 纤维板＝
23
.005
.0＝0.0217
于是区域F 1处总热阻R 01＝R 钢板
+R
钢肋
＋R
纤维板
＝
0.0001+0.00138＋0.0217＝0.02318（㎡.K/W ）
F 2处的总传热阻R 02＝R 钢板
+ R 苯＋R
纤维板
＝0.0001＋1.6667
＋0.0217＝1.6885
R W ＝0.043（㎡.K/W ） ϕx =0.775
将F 1、F 2、R 01、R 02、R 01、R 02、ϕx 代入公式：
Rm=⎥⎥⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎢⎢
⎣⎡++6885.11452.002318
.00048.01452
.00048.0×0.775=0.512×0.775=0.397K/W
R O = Rm ＋R W =0.397＋0.043=0.44
K=
R 1=
44
.01=2.27KJ/㎡.h.k
由于保温层在使用过程中有损坏，以及钢材的冷桥作用，为安全起见，对K 的实际取值宜乘以2-3的系数，该工程取值为10KJ/㎡.h.k 。

三、确定冷却阶段的此保温过程的可行范围（Tm.a 的最低值）
Tm.a ≥10［ln
ξ
)-0.0022.mce ］
其中:L=K ×M=10×8.5=85,查表6-32得ξ＝1.72
Mce=394kg
则：Tm.a ≥10［ln
ξ
)-0.0022.mce ］
＝10｛ln ［85/（106×1.72)-0.0022×394］ ＝10 ln （0.466-0.867）
＝10 ln （-0.401）＝-10×0.91＝-9.1o
C 采用综合蓄热法在冷却阶段平均气温应高于或等于-9.1 o
C 四、计算砼冷却至O O
C 时的时间to 、Tm 、f
假设施工早期三天平均气温Tm.a=-7o
C,结构表面系数M ＝8.5采用普通硅酸盐水泥，水泥用量m ce =394kg/m 3
水泥水化
速度系数Vce=0.0092h -1
ρ
c=2500kg/m 3 Qce=295KJ/kg ω=1.35 To=10o
C
Cc=0.96KJ/kg.k 解：
1、首先计算三个综合参数：
=
⨯⨯⨯⨯=
KM 2500
96.00092.05.81035.1V ceCcpc
ωθ＝
5.2
=⨯⨯-⨯⨯⨯⨯=
-5
.81035.1250096.00092.0394
2950092.0KM
VceCcpc VceQcemce ωϕ＝
-11.54
ϕ
η+-a Tm To .＝＝10-（-7）+（-11.54）＝5.46
2、计算冷却时间to 公式：T=ηe
a Tm e
Vcet
Vcet
.+---ϕθ
式中T 为砼蓄热养护开始至任一时刻t 的温度，
T ＝5.46e
-5.2×0.0092t
+11.54e
-0.0092t
-7
将t ＝60h 代入上式中得：
T ＝5.46×0.057+11.54×0.576－7＝-0.042o
C 3、计算平均温度： Tm=Vce.t
1(ϕ.e
-Vce.t
-η/θ.e
-θ.Vce.t
＋η/θ-ϕ)＋Tm.a =
60
0092.01
⨯(-11.54×e
-0.0092×60
-5.46/5.2×e
-5.2×0.0092×60
＋5.46/5.2＋11.54)-7 =
60
0092.01⨯(-6.645-1.05×0.0567＋1.05＋11.54)-7
=1.81×5.886-7=3.65o
C 计算结果： to=60h ,Tm=3.65 o
C
4、计算60h 时砼的强度： 先计算成熟度：
M ＝∑（T+10）to ＝（3.65+10）×60＝819O
Ch f=K(M-200), 查表7-31：K ＝0.019
f=K(M-200)＝0.019×（819-200）＝11.76MPa 五、计算墙体模的拆模时间：
估算t=15h 时墙体砼的强度： 1、计算平均温度： Tm=Vce.t
1(ϕ.e
-Vce.t
-η/θ.e
-θ.Vce.t
＋η/θ-ϕ)＋Tm.a =
15
0092.01
⨯(-11.54×e
-0.0092×15
-5.46/5.2×e
-5.2×0.0092×15
＋5.46/5.2＋11.54)-7 =
15
0092.01⨯(-11.54×0.87-1.05×0.488＋1.05＋
11.54)-7
=7.25×（-10.04-0.51＋1.05+11.54）-7 ＝7.25×2.04-7＝7.79O
C 2、计算成熟度：
M ＝∑（T+10）to ＝（7.79+10）×15＝266.85O
Ch 3、计算t=15h 时墙体砼的强度 f=K(M-200), 查表7-31：K ＝0.015
f=K(M-200)＝0.015×（266.85-200）＝1.0Mpa 墙体砼养护15h 后可使模板轻轻脱离砼再立即合上继续养护至f ≥f 临.
六、计算临界强度f 临
1、计算平均温度：
Tm=Vce.t
1(ϕ.e
-Vce.t
-η/θ.e
-θ.Vce.t
＋η/θ-ϕ)＋Tm.a =
30
0092.01
⨯(-11.54×e
-0.0092×30
-5.46/5.2×e
-5.2×0.0092×30
＋5.46/5.2＋11.54)-7 =
30
0092.01⨯(-11.54×0.76-1.05×0.24＋1.05＋
11.54)-7
=3.62×（-8.77-0.252＋1.05+11.54）-7 ＝3.62×3.57-7＝5.92O
C 2、计算成熟度：
M ＝∑（T+10）to ＝（5.92+10）×30＝477.6O
Ch 3、计算t=30h 时墙体砼的强度 f=K(M-200), 查表7-31：K ＝0.015
f=K(M-200)＝0.015×（477.6-200）＝4.16Mpa 墙体砼养护30h 后砼能达到临界强度。