大体积混凝土热工计算表格
大体积混凝土自动计算书-excel版
Th= m c Q/C ρ(1-е-mt)式中:Th—混凝土的绝热温升(℃);m c ——每m 3混凝土的水泥用量,取3;Q——每千克水泥28d 水化热,取C——混凝土比热,取0.97[KJ/(Kg·K)];ρ——混凝土密度,取2400(Kg/m3);е——为常数,取2.718;t——混凝土的龄期(d);m——系数、随浇筑温度改变,取2、混凝土内部中心温度计算T 1(t)=T j +Thξ(t)式中:T 1(t)——t 龄期混凝土中心计算温度,是混凝土温度最高值T j ——混凝土浇筑温度,取由上表可知,砼第6d左右内部温度最高,则验算第6d砼温差2、混凝土养护计算混凝土表层(表面下50-100mm 处)温度,底板混凝土表面采用保温材料(阻燃草帘)蓄热保温养护,并在草袋上下各铺一层不透风的塑料薄膜。
地下室外墙1200 厚混凝土表面,双面也采用保温材料(阻燃草帘)蓄热保温养护,并在草袋上下各铺一层不透风的塑料薄膜。
计算结果如下表ξ(t)——t 龄期降温系数,取值如下表大体积混凝土热工计算1、绝热温升计算计算结果如下表:①保温材料厚度δ= 0.5h·λi (T 2-T q )K b /λ·(T max -T 2)式中:δ——保温材料厚度(m);λi ——各保温材料导热系数[W/(m·K)] ,取λ——混凝土的导热系数,取2.33[W/(m·K)]T 2——混凝土表面温度:23.9(℃)(Tmax-25)T q ——施工期大气平均温度:25(℃)T 2-T q —--1.1(℃)T max -T 2—21.0(℃)K b ——传热系数修正值,取δ= 0.5h·λi (T 2-T q )K b /λ·(T max -T2)*100=-0.32cm故可采用一层阻燃草帘并在其上下各铺一层塑料薄膜进行养护。
②混凝土保温层的传热系数计算β=1/[Σδi /λi +1/βq ]δi ——各保温材料厚度λi ——各保温材料导热系数[W/(m·K)]βq ——空气层的传热系数,取23[W/(m 2·K)]代入数值得:β=1/[Σδi /λi +1/βq ]=48.83③混凝土虚厚度计算:hˊ=k·λ/βk——折减系数,取2/3;λ——混凝土的传热系数,取2.33[W/(m·K)]hˊ=k·λ/β=0.0318④混凝土计算厚度:H=h+2hˊ= 1.66m ⑤混凝土表面温度T 2(t)= T q +4·hˊ(H- h)[T 1(t)- T q ]/H 2式中:T 2(t)——混凝土表面温度(℃)T q —施工期大气平均温度(℃)hˊ——混凝土虚厚度(m)H——混凝土计算厚度(m)式中: hˊ——混凝土虚厚度(m)式中:β——混凝土保温层的传热系数[W/(m 2·K)]T 1(t)——t 龄期混凝土中心计算温度(℃)不同龄期混凝土的中心计算温度(T 1(t))和表面温度(T 2(t))如下表。
大体积混凝土热工计算表格
绝热升温计算(为抗裂计算用) t(d) 3 6 48.58 9 51.86 12 52.84 15 53.12 18 53.21 21 53.23
Th(℃) 37.49
m值选用表 浇筑温度 m 5 0.295 10 0.318 15 0.340 20 0.362 25 0.384 30 0.406
不同龄期和浇筑厚度的ξ 值(温度为20~30选用) 浇筑厚 度(m) 1 1.25 1.5 2.5 3 4 不同龄期(d)的ξ 值 3 0.36 0.42 0.49 0.65 0.68 0.74 6 0.29 0.31 0.46 0.62 0.67 0.73 9 0.17 0.19 0.38 0.59 0.63 0.72 12 0.09 0.11 0.29 0.48 0.57 0.65 15 0.05 0.07 0.21 0.38 0.45 0.55 18 0.03 0.04 0.15 0.29 0.36 0.46 21 0.01 0.03 0.12 0.23 0.3 0.37 0.08 0.19 0.25 0.3 0.05 0.16 0.21 0.25 24 27
混凝土28天抗拉强度设计值(×104N/mm2) C40 2.39 C45 2.51 C50 2.64 C55 2.74 C60 2.85
均硬化温度15℃时 10℃时,表中数值
、火山灰质硅酸盐水 矿渣硅酸盐水泥的数
30
0.04 0.15 0.19 0.24
水泥水化热值(单位:KJ/Kg) 水泥品种 水泥强 度等级 42.5 普通硅酸盐水泥 矿渣硅酸盐水泥 32.5 42.5 混凝土龄期 3d 314 250 180 7d 354 271 256 28d 375 334 334
注: 1.本表数值是按平均硬化温度15℃时 编制的,当平均温度为7~10℃时,表中数值 按60%~70%采用; 2.当采用碳粉硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水 泥时,其水化热量可参考ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ渣硅酸盐水泥的数 值。
大体积混凝土热工计算表格
Th= W c Q/C ρ(1-е-mt)式中:Th—混凝土的绝热温升(℃);m c ——每m 3 混凝土的水泥用量,取3;Q——每千克水泥28d 水化热,取C——混凝土比热,取0.97[KJ/(Kg·K)];ρ——混凝土密度,取2400(Kg/m3);е——为常数,取2.718;t——混凝土的龄期(d);m——系数、随浇筑温度改变,取2、混凝土内部中心温度计算T 1(t)=T j +Thξ(t)式中:T 1(t)——t 龄期混凝土中心计算温度,是混凝土温度最高值T j ——混凝土浇筑温度,取由上表可知,砼第9d左右内部温度最高,则验算第9d砼温差3、混凝土养护计算1、绝热温升计算计算结果如下表ξ(t)——t 龄期降温系数,取值如下表大体积混凝土热工计算计算结果如下表:混凝土表层(表面下50-100mm 处)温度,混凝土表面采用保温材料(稻草)蓄热保温养护,并在稻草上下各铺一层不透风的塑料薄膜。
①保温材料厚度δ= 0.5h·λi (T 2-T q )K b /λ·(T max -T 2)式中:δ——保温材料厚度(m);λi ——各保温材料导热系数[W/(m·K)] ,取λ——混凝土的导热系数,取2.33[W/(m·K)]T 2——混凝土表面温度:29.9(℃)(Tmax-25)T q ——施工期大气平均温度:12(℃)T 2-T q —-17.9(℃)T max -T 2—21.0(℃)K b ——传热系数修正值,取δ= 0.5h·λi (T 2-T q )K b /λ·(T max -T2)*100=4.75cm故可采用两层土工布并在其上下各铺一层塑料薄膜进行养护。
②混凝土保温层的传热系数计算β=1/[Σδi /λi +1/βq ]δi ——各保温材料厚度λi ——各保温材料导热系数[W/(m·K)]βq ——空气层的传热系数,取23[W/(m 2·K)]代入数值得:β=1/[Σδi /λi +1/βq ]= 1.01③混凝土虚厚度计算:hˊ=k·λ/βk——折减系数,取2/3;λ——混凝土的传热系数,取2.33[W/(m·K)]hˊ=k·λ/β=1.542④混凝土计算厚度:H=h+2hˊ=7.08m ⑤混凝土表面温度T 2(t)= T q +4·hˊ(H- h)[T 1(t)- T q ]/H 2式中:T 2(t)——混凝土表面温度(℃)T q —施工期大气平均温度(℃)hˊ——混凝土虚厚度(m)H——混凝土计算厚度(m)式中: hˊ——混凝土虚厚度(m)式中:β——混凝土保温层的传热系数[W/(m 2·K)]T 1(t)——t 龄期混凝土中心计算温度(℃)不同龄期混凝土的中心计算温度(T 1(t))和表面温度(T 2(t))如下表。
大体积混凝土热工计算书
附件:大体积混凝土热工计算书1、配合比概况水泥选择52.5硅酸盐水泥;碎石采用连续级配5~25mm石灰岩碎石,砂子采用中砂;外加剂采用苏博特外加剂厂高效减水剂JM-10;掺合料选用干排Ⅱ级粉煤灰;矿渣粉采用S95级矿渣粉。
2. 混凝土拌合温度根据目前气温情况,预计浇筑混凝土时原材料自然状态温度如下(℃)3. 混凝土出机温度边界条件如下:搅拌机棚内温度Tp=27℃,T1=T0-0.16(T0-Tp)= 24.8℃4. 混凝土浇筑温度边界条件如下:(1)混凝土自运输至浇筑成型完成的时间Tt取运输0.4h、取浇筑成型0.5h;Tt=0.9(2)混凝土装料、运输、卸料等运转次数n取4次;n=4(3)运输时的环境气温Ta取27℃;Ta=27℃(4)罐车运输的温度损失参数α取0.25h-1;α=0.25浇筑温度Tj为:Tj=T1-(αtt+0.032n)(T1- Ta)Tj=24.8-(0.25×0.9+0.032×4)×(24.8-27)Tj=25.55. 混凝土绝热温升边界条件如下:(1)混凝土比热容C取0.97kJ/kg·℃;C=0.97(2)52.5级纯硅水泥7天水化热取Q=310kJ/kg;Q=310(3)每m3混凝土水泥用量W取240kg/m3;W=240(4)混凝土容重ρ取2400kg/ m3;ρ=2400(5)每m3混凝土掺合料用量(F+SG)取100/m3混凝土最大绝热温升Th为:Th=(W.Q)/(c.ρ)+F/50=34.06. 承台混凝土中心温度不同浇筑龄期承台内部温度计算表边界条件如下:(1) 板厚高度h取2.5m(2) 混凝土导热系数λ取2.33W/m·℃(3) 设定养护保温层为草垫,其厚度δ取0.015m,导热系数λi取0.14W/m·℃(4) 空气层传热系数βq取23 W/m2·℃(5) 计算折减系数K取0.666(6)外界最低气温(℃)Tq=20混凝土传热系数β:β=1/(δ/λi+1/βq)( W/m2·℃) 承台混凝土虚厚度h’=K·λ/β承台混凝土计算厚度H=h+2 h’ΔT=(Tj+ξ·Th)-Tq= 27.6℃承台混凝土第三天龄期表面最低温度:T(3)= Tq +(4/H2)h'(H-h') △TT(3)=28.0℃8. 混凝土中心最高温度与表面最低温度之差(Tj+ξ·Th )- T(3)=19.6℃<25℃。
大体积混凝土热工计算表 实测可用
Th= m c Q/C ρ(1-е-mt)式中:Th—混凝土的绝热温升(℃);m c ——每m 3 混凝土的水泥用量,取3;Q——每千克水泥28d 水化热,取C——混凝土比热,取0.97[KJ/(Kg·K)];ρ——混凝土密度,取2400(Kg/m3);е——为常数,取2.718;t——混凝土的龄期(d);m——系数、随浇筑温度改变,取2、混凝土内部中心温度计算T 1(t)=T j +Thξ(t)式中:T 1(t)——t 龄期混凝土中心计算温度,是混凝土温度最高值T j ——混凝土浇筑温度,取由上表可知,砼第9d左右内部温度最高,则验算第9d砼温差2、混凝土养护计算1、绝热温升计算计算结果如下表ξ(t)——t 龄期降温系数,取值如下表大体积混凝土热工计算计算结果如下表:混凝土表层(表面下50-100mm 处)温度,底板混凝土表面采用保温材料(阻燃草帘)蓄热保温养护,并在草袋上下各铺一层不透风的塑料薄膜。
地下室外墙1200 厚混凝土表面,双面也采用保温材料(阻燃草帘)蓄热保温养护,并在草袋上下各铺一层不透风的塑料薄膜。
①保温材料厚度δ= 0.5h·λi (T 2-T q )K b /λ·(T max -T 2)式中:δ——保温材料厚度(m);λi ——各保温材料导热系数[W/(m·K)] ,取λ——混凝土的导热系数,取2.33[W/(m·K)]T 2——混凝土表面温度:39.6(℃)(Tmax-25)T q ——施工期大气平均温度:30(℃)T 2-T q —-9.6(℃)T max -T 2—21.0(℃)K b ——传热系数修正值,取δ= 0.5h·λi (T 2-T q )K b /λ·(T max -T2)*100=4.46cm故可采用两层阻燃草帘并在其上下各铺一层塑料薄膜进行养护。
②混凝土保温层的传热系数计算β=1/[Σδi /λi +1/βq ]δi ——各保温材料厚度λi ——各保温材料导热系数[W/(m·K)]βq ——空气层的传热系数,取23[W/(m 2·K)]代入数值得:β=1/[Σδi /λi +1/βq ]= 2.76③混凝土虚厚度计算:hˊ=k·λ/βk——折减系数,取2/3;λ——混凝土的传热系数,取2.33[W/(m·K)]hˊ=k·λ/β=0.5628④混凝土计算厚度:H=h+2hˊ= 3.63m⑤混凝土表面温度T 2(t)= T q +4·hˊ(H- h)[T 1(t)- T q ]/H 2式中:T 2(t)——混凝土表面温度(℃)T q —施工期大气平均温度(℃)hˊ——混凝土虚厚度(m)H——混凝土计算厚度(m)式中: hˊ——混凝土虚厚度(m)式中:β——混凝土保温层的传热系数[W/(m 2·K)]T 1(t)——t 龄期混凝土中心计算温度(℃)不同龄期混凝土的中心计算温度(T 1(t))和表面温度(T 2(t))如下表。
大体积混凝土热工计算
第五节大体积混凝土热工计算基础筏板混凝土配合比强度等级水水泥掺和料细骨料粗骨料外加剂1 外加剂2水胶比砂率C30P6175334647511038 5.97320.44 42.0% 注:掺入XD-F纤维0.9kg/m31、浇筑温度根据商品混凝土站的原材料情况和大气温度,推定混凝土运到工地后浇筑温度为Tj=22.0℃2、求混凝土的绝热温升Th=W*Q/(C*ρ) =334*314/(0.97*2400) =43.7℃其中W――混凝土中水泥用量Q――水泥水化热,P.O42.5水泥,为314KJ/㎏ρ――混凝土容重,取2400㎏/m3C――混凝土比热,取0.973、混凝土中心温度该筏板混凝土最厚为1.05m,查资料知龄期约为3天时中心温度最高,查表得此时混凝土温度系数ξ=0.36,则混凝土内部中心温度Tmax=Tj+Th×ξ=22.0+43.7×0.36=37.7℃4、混凝土表面温度假设混凝土表面覆盖一层塑料薄膜、一层草袋共厚0.03m,则β=1/[(δi/λi)+(1/βg)] = 1/[(0.03/0.14)+(1/23)] = 3.88W/m2.K其中δi――保温材料的厚度(m)λi――保温材料的导热系数(W/m.K)β――保温层传热系数(W/m2.K)βg――空气的传热系数(W/m2.K)混凝土虚拟厚度h'=K*λ/β=0.666*2.33/3.88=0.40(m)其中λ――混凝土的导热系数取2.33W/m2.KK――计算折减系数,依资料取0.666计算厚度H=h+2h'=1.05+2×0.40=1.85(m)混凝土表面温度Tb(t)=Tg+h'*(H-h')*ΔT(t)*4/H2Tg――龄期t时的大气平均温度,设为21℃ΔT――龄期t时混凝土中心温度与外界气温之差则龄期3天时Tb(3)=21+0.40×(1.85-0.40)×(37.7-21)*4/1.85=32.3℃5、计算温差混凝土中心与表面温度差ΔT1=Tmax-Tb(3)=37.7-32.3=5.4℃<25℃表面温度与大气温度差ΔT2=Tb(3)-Tg=32.3-21.0=11.3℃<25℃5、结论综上计算可知,ΔT1、ΔT2都满足规范规定的25℃标准,说明采取以上技术保证措施对降低混凝土温差,避免出现有害裂缝是有保证的。
大体积混凝土的热工计算
大体积混凝土热工计算1、主墩承台热工计算主墩承台的混凝土浇筑时正值夏季高温天气(7月〜8月),东莞市累年各月平均气温、平均最高气温见下表:C)本方案取7—8月份平均最髙气温为36。
6 平均气温281。
4.1.社的拌和温度栓搅拌后的出机温度,按照下式计算:7;》w・C =》7;・W・C式中:T c径的拌和温度(°C);W ---各种材料的重量(kg);C ——各种材料的比热(kJ/kg・K);h —-各种材料的初始温度(工)注:12、上表温度栏中水泥、粉煤灰、减水剂均为太阳直晒温度,拌合水、砂、碎石为采用降温措施后的温度。
由此可得出采取降温措施的混凝土拌和温度:XTWC _ 68291.54=26.24 °CXWC 2602.914.2、栓的浇筑温度栓搅拌后的浇筑温度,按照下式计算:斤=耳+ (7;+ 仏 + A + …+ 舎)式中:Tj ---- 栓的浇筑温度("C);亿一- •论的拌和温度(°C);T q——殓运输和浇筑时的室外气温,取281;A1〜An --- 温度损失系数栓装、卸和转运,每次A=0. 032;観运输时,A= o T , T为运输时间(min);卷浇筑过程中A=0. 003 T , T为浇捣时间(min)。
栓出机拌和温度按照计算取值,为26.241;栓运输和浇筑时的室外气温按照平均温度取值28£;栓运输罐车运输时间为45min,•论泵车下料时间约12min,稔分层厚度为30cm, 每层栓(57.4m:,)从振捣至浇筑完毕预计约2小时。
整个承台(分三次浇筑)每次浇筑完毕预计最大用时12小时。
温度损失系数值:装料:A产0.032运输:Az=0. 0042X45=0. 189殓罐车卸料:A3=0. 032殓泵车下料:A L O. 0042X12=0. 05 浇捣:As=O. 003X2X60=0. 36 f 4 =°- 663 故:T j=7;.+(7;-7;)*(A1+A2 + A34-... + A n)=26.24+ (28.0-26. 24) X0. 663 = 27.41 °C如不计入浇捣影响A“则:X A'=0- 303此时:7}=7^+(7^-7;)^(A l+A2+A3+ - +A o)=26.24+ (28.0-26. 24) X0. 303= 26. 77 °C4.3、论的绝热温升7;rt=T h.(l-e-mf)式中:T(T)— -在T龄期时栓的绝热温升(9);Th ------ 栓的最终绝热温升(°C ) , T h = -;Cpe ------- 自然常数,取值为2.718;m ——与水泥品种、浇捣时温度有关的经验系数,见下表,取289时的m值,内插求得沪0.397;T ------- 龄期(d)(kg/m)Q ------ 每kg水泥水化热量(J/kg),取值335J/kg;(《查简明施工计算手册》第572页表10-39)C ------ 栓的比热,取值为0.96 (J/kg. K)(《查简明施工计算手册》第571页表10—38)P ------- 栓的容重,取为2400kg/m:J o采用本配合比时栓的最终绝热温升:350x335 =5Q g9.cCp 0.96 x 24003天时水化热温度最大,故计算龄期3天的绝热温升,则有:=7;•(l-e mf)=50. 89 X (1-0. 2043) =40. 49°C4.4、栓内部温度栓内部的中心温度,按照下式计算:几)max =7j +丁⑴式中:T(T)nax ---在T龄期时,栓内部中心的最高温度(工);Tj ------ 栓的浇筑温度("C);T <t) --- 在t龄期时混凝土的绝热温升(oC);4 ~不同浇筑块厚度,在不同龄期T时的温降系数(工);主墩承台分三次浇筑,即浇筑厚度分别是:2.0m. 1.5 m, 1.5m,取2.0m的厚度进行计算,根据下表内插计算E⑶=0.57由此计算龄期3天的栓内部中心温度:7;r)max=7;+7;•鑰二27. 41+40. 49X0. 57=50. 4994.5、殓表面温度栓的表面温度,按照下式计算:4人厂人+庐^(HZ式中:T h<o 一-龄期T时,栓的表面温度(工);T q—龄期T时,大气的平均温度(工);AT(t)一-龄期T时,栓中心温度与外界气温之差LC);h' ------- 栓的虚厚度(m) , h* = k•—;PX 一-牡的导热系数,取值为2. 23 W/m* K;B -一殓模板及保温层的传热系数(W/m2. K), /7 = —L—L D 165—各种保温材料的厚度(m);Xi —各种保温材料的导热系数(w/m・K): Bq ---空气层传热系数,取值为23 W/m2> K;k ---计算折减系数,取值为0.666;H -一栓的计算厚度,H = h + 2h,;h ---観的实际厚度(m) o混凝土采用表面灌注0.2m厚、四周0. 75m厚从承台栓冷凝管中流出的温水进行保温。
C40P12大体积混凝土热工计算,自动计算,带公式
五、 外约
龄期(d) E(t)(×104)
混凝土各 个龄期弹 性模量
3
0.770
7 1.522
9 1.807
14 2.332
21 2.764
Et T 1
(t)
S ht
பைடு நூலகம்
RK
式中:E(t)-各龄期混凝土弹性模量 α-混凝土线膨胀系数 1×10-5/℃ ΔT(t)-各龄期混凝土最大综合温差 μ-混凝土泊松比,取定0.15 Rk-外约束系数,取定0.35 Sh(t) -各龄期混凝土松弛系数
一、各龄期混凝土收缩变形值:
M1 1.10
M2 1.10
M3 1.11
M4 1.45
M6 0.88
M7 1.05
M8 0.68
M9 1.30
M10 0.88
M11 1.01
积 1.41
n
y(t)
0 y
(1
e
0.01t
)
Mi
i 1
龄期(d) M5
3 1.09
7 1.00
9 0.96
14 0.93
21 0.93
0.056604 3.564025 42.43286
3.15*104 N/mm2 2000 mm
100*10-2 N/mm3 1*10-5
2*10-4
3.15*1010 N/m2 2m
100*107 N/m3 1*10-5
2*10-4
0.578996
14
21
Ty(t)(℃) T(t)(℃)
1.81 58.8
ΔT(℃)
41.5
3.81 63.7 46.7
4.65 64.1 47.8
混凝土热工计算书
灌注桩C35混凝土每方用水泥为285kg,砂为818kg,石子1041kg,水156kg,外加剂3.6kg,粉煤灰70kg,矿渣粉45kg。
机棚和水泥温度都按10℃,混凝土自运输至浇筑成型完成的时间按2小时计算,不同温度的拌和水所拌制的混凝土的理论、出机及入模温度见下表:
混凝土施工温度计算表
外界气温T(℃)
水温T(℃)
理论温度T(℃)
出机温度T1(℃)
入模温度T2(℃)
5
5
13
12
8
0
15
17
16
7
-5
20
21
19
6
-10
30
33
30
9
-15
35
38
33
8
-20
40
42
37Байду номын сангаас
7
注:表中温度为拌合用水的最低温度要求,实际拌合时,为确保混凝土温度满足要求,需升高10℃左右。
综上所述,为保证冬季混凝土施工质量,室外温度小于5℃时拌和用水需加热至15~40℃。
混凝土热工计算excel表
强度等级
混凝土拌和温度的计算
C35
水泥用量 参数1
258 水泥温度 参数2
60
混凝土拌合物计算温度
出机温度 21.62
环境温度 24
时间:min θ:
总θ
装料、转运、卸料 0.032
15 0.48
0.96
温度损失系数
二,混凝土浇筑温度计算:
浇筑温度 23.90
三。计算混凝土最大水化热绝热温升值
Tmax=mc×Q/(C×ρ) mc――每立方米砼水泥用量(Kg) Q――每千克水泥水化热量(KJ/Kg),取330 C――砼的比热,取0.96kJ/kg.K ρ――砼的质量密度,取2400Kg/m3
混凝土极限拉伸值εp=εpa+εn εpa——混凝土的瞬时极限拉伸值 εn——混凝土的徐变变形 εpa =0.5ft(1+μ/d)×10-4 lnt/ ln28 εp=εpa+εn εn——混凝土的徐变变形
t2=表面温度+2/3*(实际中心温度-表面温度) 表面温度取
ft ——混凝土抗拉设计强度,C35为1.65 N/mm2 1.65
0.5——指中心温度向两边散热的距离,为结构厚度的一半;
K——传热系数的修正值,采用塑料布和保温被时,取2.3;
T0——混凝土浇筑温度,前面计算为X℃。
Q——每立方米混凝土中水泥(矿渣)的用量(kg/m3); F——每立方米混凝土中粉煤灰的用量(kg/m3);
Tmax=T0+Q/10+F/50
此列中混凝土最大温度计算法温度=
β=β1·β2
(B.3.1-2)
β 1——粉煤灰掺量对应系数,取值参见表B.3.1-2;
β 2——矿粉掺量对应系数,取值参见表B.3.1-2;
大体积砼热工计算
大体积混凝土热工计算1.底板混凝土单次混凝土浇筑厚度最大为2850mm,混凝土强度等级为C35/P12,理论上该处混凝土内部温度最高,容易产生裂缝,所以将此部位混凝土作为范例进行热工计算。
根据C35/P12混凝土配合比为:P.O42.5级水泥227kg,水162kg,中砂761kg,石子1051kg,粉煤灰:102kg,S95级磨细矿渣48kg。
2.预计施工浇筑时间为5月份,查气象历史数据,月最高平均气温为28°。
3.水泥水化热:q=286.6KJ/kg7.1混凝土表面温度裂缝控制计算大体积混凝土结构施工应该使混凝土中心与表面温度、表面温度与大气温度之差在允许范围内,则可控制混凝土裂缝的出现。
7.1.1混凝土的绝热温升水泥水化热引起的混凝土内部实际最高温度与混凝土的绝热温升有关。
混凝土的绝热温升:T i=W×Q×(1-e-mt)/(C×ρ)式中:T h—混凝土的绝热温升(℃)W—每立方混凝土的胶凝材料用量(kg/m3),W=227+102+48=377kg/m3Q—每公斤水泥的水化热,本工程为P.O42.5水泥,查计算手册,Q为335k J/kg C—混凝土比热0.994k J/(kg·K);ρ—混凝土容重2400㎏/m3;t—混凝土龄期(天);m—常数,与水泥品种、浇筑时温度有关,取0.406;e—常数,e=2.718自然对数的底;T(3)=WQ(1-e-mt)/Cρ=377×335×(1-e-0.406×3)/(0.994×2400)=38.198°C;经过计算,得到3天,5天,7天,14天混凝土最高水化热绝热温升:Th3=38.198℃,Th5=47.122℃,Th7=51.076℃,Th14=54.06℃。
7.1.2混凝土的内部最高温度Tmax(t) =Tj+Ti×ζ(t)式中Tmax(t)—混凝土t龄期内部最高温度(℃);分别取3、5、7、14天计算;Tj—混凝土浇筑温度(℃),混凝土浇筑入模温度取35℃;ζ—混凝土t龄期的散热系数,3天,5天,7天,14天分别计算得ζ(3)=0.55,ζ(5)=0.51,ζ(7)=0.351,ζ(14)=0.183;T max =Ti+T(7)ζ=35+38.198×0.55=51°C;按上式计算,3天,5天,7天,14天的结果为T max3=56℃,T max5=59.03℃,T max7=52.93℃,T max14=44.89℃7.1.3砼表层(表面下50~100mm)温度(1)、保温材料厚度(麻袋)δ=0.5h.λx (T2-Tq)Kb/λ(Tmax-T2)=0.5×2.85×0.05×20×1.3/2.33×25=0.0318mδ-保温材料厚度λx-所选保温材料导热系数,材料选麻袋,考虑薄膜保温作用按0.05(T2-Tq)本工程取20℃(Tmax -T2)最高温度与表面温度差,本工程取25℃Kb–传热系数修正值,选1.3。
大体积混凝土计算
安园综合楼大体积混凝土热工计算1、大体积混凝土各组份含量通过与力天混凝土搅拌站工程技术人员协商,拟采用P.O 42.5水泥配置C40混凝土,因设计要求降低水化热对混凝土的影响,故混凝土配比将降低水泥用量,增加掺合料其配合比可按以下常规配合比计算2、计算常数取值水泥水化热:Q=461J/kg 混凝土密度:ρ=2400kg/m 3混凝土比热:C=0.96常数e= 2.718常数m=0.3(控制入模温度10℃以下)标准状态下最终收缩值:=0.000324混凝土线膨胀系数:α=0.00001混凝土最终弹性模量:E 0=32500N/mm 2混凝土外约束系数:R=0.32泊松比:v=0.15混凝土稳定时温度:T h =29℃验算时间:3,7,28,60h混凝土水化热绝热温升值:m c 为每立方米混凝土中水泥用量T(3)=38.59ΔT=38.59℃T(7)=57.06ΔT=18.48℃T(28)=65.01ΔT=7.95℃T(60)=65.03ΔT=0.01℃0y ε()()m tc t e C qm T --=1ρ3、各龄期混凝土收缩变形值计算M1=M2=M3=M9=1M4=1.3M5=0.9M6=1.1M7=0.54M8=1E a A a /E b A b =0.031577 M10=0.9 =5.99E-06 =1.37E-05 = 4.95E-05 =9.14E-054、各龄期混凝土收缩当量温差计算:=-0.60℃ =-1.37℃ =-4.95℃ =-9.14℃5、各龄期混凝土弹性模量计算:计算公式: =7689.47N/mm 2 =15189.64N/mm 2 =29884.38N/mm 2 =32353.13N/mm 26、混凝土初始温度计算必要时,可采取一定降低水温的措施nt y y m m m e t ⋅⋅⋅⨯⨯-=-2101.00)1()(εε)3(y ε)7(y ε)28(y ε)60(y ε)3(y T aT t y y /)()(ε-=)7(y T )28(y T )60(y T )1()(09.00t e E t E --=)3(E )7(E )28(E )60(E混凝土拌合物理论值式中:T 0--混凝土拌合物温度(℃)T s 、T g --砂石的温度(℃)T c 、T w --水泥、拌合用水的温度(℃)m c 、m s 、m g 、m w --水泥、砂、石、水的重量(kg)C c 、C s 、C g 、C w --水泥、砂、石、水的热容(kj/kg.k)=20.86℃混凝土拌合物出机温度计算其中T 1--混凝土拌合物出机温度T i --搅拌机棚内温度则T 1=22.00℃混凝土拌合物浇筑温度计算式中T2--混凝土拌合物运输到浇筑时温度t 1--从运输到浇筑的时间n--混凝土拌合物运转次数T a --运输时环境温度--温度损失系数0.0042则T 2=22.87℃7、混凝土最大综合温差:(℃)混凝土水化热:Q=461kJ/kg则混凝土最高水化热温度=(325×260)/(0.96×2500)=65.03℃混凝土1、2、7d的水化热绝热温度基础底板厚度1800mm)/()(0w c g s w w w c c c g g g s s s m m m m m T C m T C m T C m T C T ++++++=0T )(16.0001i T T T T --=))(032.0(1112T T n t T T -++=αααh T查降温系数 可求得不同龄期的水热温升及中心温度:其中T 0 --混凝土浇筑入模温度T(t) --浇筑完t 时后的绝热温升T h --混凝土浇筑稳定后的温度,一般为当地平均气温(℃):28则ΔT (3)=19.31℃ΔT (7)=16.18℃ΔT (28)= 4.16℃ΔT (60)=5.75℃因混凝土核心与大气温差为23度,故,核心与表面温差及表面与大气温差均小于25度8、混凝土松驰系数=0.57=0.502=0.336=0.2889、混凝土收缩应力计算其中--混凝土拉应力(N/mm2) --混凝土弹性模量 --混凝土热膨胀系数 --混凝土截面中心与表面之间的温差--混凝土的泊松比,取0.15)3(h S )7(h S )28(h S )60(h S t σα1T ∆ν)(t E )1(09.00)(t t e E E ⨯--=ht y t T T T T T -++=∆)()(032αε)()(t y t y T -=RS T E t ct )()(1⋅-∆-=νασζS (t) --考虑徐变影响的松弛系数:R 混凝土外约束系数0.32则 σ3 =0.32N/mm 2σ7 =0.46N/mm 2σ28 =0.16N/mm 2σ60 =0.20N/mm 210、最大拉应力计算大体积混凝土分块最大尺寸:32m×24m厚度1800mmCx=0.03(考虑垫层与基础地板同步伸缩)最大温度收缩拉应力:其中σ(t)--各龄期混凝土承受的温度应力cosh --双曲余弦函数β --约束状态系数L --大体积混凝土长度β3 =4.66E-05 =0.744897β7 =3.31E-05 =0.529994β28 =2.36E-05 =0.377852β60=2.27E-05=0.36315查双曲函数表得3d = 1.437d = 1.2128d = 1.160d = 1.08σ3 =0.299478约束状态影响系数ν)(t xE H C ⋅=β∑=∆⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⋅⋅--=ni n t i t i t i t S T E l )()()()(2cosh 111βνασ2L⋅β2L⋅β2L⋅β2L ⋅β2cosh L ⋅⋅β2cosh L ⋅⋅β2cosh L ⋅⋅β2cosh L ⋅⋅βσ7 =0.251968σ280.04463σ600.04668=0.642756N/mm 2混凝土抗拉强度设计值取1.1N/mm 2,则抗裂安全度:K= 1.7113804>1.15满足抗裂条件故不会出现裂缝。
大体积混凝土水化热计算单
目录1.工程概况 (1)2.大体积混凝土的温控计算资料 (1)2.1.计算依据及温控要求 (1)2.2承台混凝土物理及热性能参数 (1)3.大体积混凝土的温控计算 (2)1.工程概况中渡长江大桥是主桥为主跨600m双索面悬索桥,桥跨布置为50+600+65m,桥面宽32.5m,双向六车道,主跨加劲梁采用扁平型钢箱梁,桥塔采用门式框架结构,南岸采用重力式锚碇,北岸采用隧道式锚碇。
南、北岸主塔跨度为600m,承台靠近防洪堤,远离通航航道,有利船舶通行和桥塔自身的安全。
矩形承台平面尺寸为22.5m×16.5m,承台高为6m,采用C35混凝土。
混凝土的开裂可以由很多不同情况引起,并且开裂范围可以从施加适当应力而产生的内部微裂缝至由于环境的不良作用、不恰当的结构使用或者结构处理方面等原因而产生的较大裂缝。
在极端的情况下,混凝土的结构完整性可以受到严重的影响。
对大体积混凝土而言,混凝土开裂最主要的原因是干缩和温度应力。
本承台混凝土施工按照大体积混凝土施工工艺进行,采取循环冷却水管和保温养护等一系列技术措施,冷却水管在浇注混凝土时即开始浇注冷水,施工过程中监控温度变化情况。
控制混凝土内部因水化热引起的绝热温升,防止内外温差过大产生的有害裂纹,确保大体积混凝土质量。
2.大体积混凝土的温控计算资料2.1.计算依据及温控要求(1)计算依据《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2011)《重庆市工程建设标准》(DBJ50-086-2008)(2)温控要求A.最高温度不大于75℃,内表温差不大于25 ℃。
B.入模温度不低于5 ℃,不高于28℃。
C.降温速率不大于2 ℃/d。
2.2承台混凝土物理及热性能参数主桥承台采用C35混凝土,每方混凝土水泥用量按300kg计算。
承台采用商品混凝土,拌和站集中拌和,混凝土泵输送混凝土至模内。
混凝土主要物理及热性能参数如下表所示:表2.1 混凝土主要物理及热性能参数表3.大体积混凝土的温控计算承台大体积混凝土计算采用Midas Civil 2010大型有限元软件。
大体积热工计算
热工计算:混凝土配合比计算 咨询搅拌站,提供一个配合比,以下热工计算暂按此配比计算,实验室配合比出来后,再从头验算。
一、混凝土拌合温度计算混凝土拌合物的温度可按以下公式计算:T 0=ΣTimC/ΣmCT 0=ΣTimC/ΣmC :T 0=62966/2526.72=24.92℃ 取25℃二、混凝土拌合物的出机温度计算:T1=T0-0.16(T0-T1)式中:T1——混凝土的出机温度(℃)T0——混凝土拌合物的温度(℃)T i——搅拌机内温度(℃)搅拌设备为全封锁式T0= Ti代入公式:T1=T0-0.16(T0-T1) =25-0.16*0=25℃3、混凝土的浇筑温度:Tp=To+(Ta-To)(θ1+θ2+θ3---+θn)其中:Tp—混凝土浇筑温度To—混凝土拌合温度Ta—混凝土运输和浇筑时的室外温度,取35℃θ—温度损失系数,取0.4带入公式:Tp=25+(35-25)*0.4=29℃,取30℃计算依照以上计算能够保证混凝土浇筑温度操纵在30度以下。
4、基础底板大体积混凝土温差计算:混凝土的水化绝热温升值T h=mc Q(1-e-mt)/C.ρ式中:Th—混凝土的绝热温升(℃)mc—每立方混凝土的水泥用量(kg/ m3),取345 kg/ m3 Q—每千克水泥28天的累计水化热,Q0=377J/kg加入外掺料后水化热的调整系数因此,Q取377*0.95=358 J/kgC—混凝土比热0.97kJ/(kg•K0);ρ—混凝土容重2400 ㎏/ m3;t—混凝土龄期(天);m—常数,0.406;e—常数,e=2.718自然对数的底;混凝土最高绝热温升:T max=mc Q/C.ρ=345*358/(0.97*2400)=53℃代入公式T h=mcxQ(1-e-mt)/C.ρ五、混凝土内部中心温度T1(t)=T j+T(h)ξ(t)式中:T1(t)——混凝土中心温度T j——混凝土浇筑温度,取30℃T(h)——在t龄期时混凝土的绝热温升ξ(t)——不同浇筑厚度的温降系数,按下表取值:不同龄期混凝土内部中心温度T1(t)如下表六、混凝土表面温度T2(t)=T q+4hˊ(H-hˊ)ΔT(t)/H2式中:T2(t)——龄期为t时混凝土表面温度T q——龄期为t时大气平均温度,取35度H¬——混凝土计算厚度,H=h+2h’h——混凝土实际厚度(h1=3,h2=2.4,h3=2,h4=1米)hˊ——混凝土虚厚度,h’=KΣλ/βλ—混凝土导导热灵敏度,取2.33w/MΣKK—计算折减系数,取2/3β—模板及保温层传热系数,β=1/(Σδi/λi+1/βq)——各类保温材料厚度,一层阻燃草棉被的厚度取0.04m;本方案采纳二层阻燃草棉被。
大体积混凝土温度自动计算表
47.78 45.97 44.17 37.13
8.44 8.31 8.19 8.06 7.77 7.47 7.17 6.80 6.42 6.05 4.59
保温层合 理
8.混凝土 各龄期的 弹性模量 计算
E(t) E0 (1 e t )
式中:
E0--混凝土 的弹性模 量,一般取
28d的弹性
量
φ--系数, 取0.09
K1
由易透风材料组成,但在混凝土面层上再铺一层 不透风材料
2
在易透风保温材料上铺一层不易透风材料
1.6
1.3
K2 2.3 1.9
在易透风保温材料上下各铺一层不易透风材料 1.3
1.5
由不易透风的材料组成
注:K1值为 风速不大于 4m/s的情 况,其余为 K2
保温层材料计划用一层塑料薄膜
加一层棉被
δ1=
(kg/m3) C--混凝土
的ρ比--热混,凝一土
的重力密 m---与水泥
品种、浇筑
温度等有关
的系数,
0.3-0.5取
0.4(d-1)
t---混凝土
龄期(d)
正常取值t=
∝
则Tmax=
72.67
3.混凝土 各龄期内 部实际温 度
T1(t) Tj Tmax (t)
TJ=
25 ℃
则
T1(3)=
64.10 0.54 T1(13)= 48.13 0.32
2.695
μ(6)=
2.129
μ(9)=
1.838
μ(21)=
1.358
20% 1.03 1.13 1.01 1.00
30% 0.97 1.09
1.15
满足抗裂条件 满足抗裂条件 满足抗裂条件 满足抗裂条件
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大体积混凝土热工计算
1、绝热温升计算
Th= m c Q/Cρ(1-е-mt)
式中:
Th—混凝土的绝热温升(℃);
m c——每m3 混凝土的水泥用量,取270Kg/m3;
Q——每千克水泥28d 水化热,取375KJ/Kg;
C——混凝土比热,取0.97[KJ/(Kg·K)];
ρ——混凝土密度,取2400(Kg/m3);
е——为常数,取2.718;
t——混凝土的龄期(d);
m——系数、随浇筑温度改变,取0.295;
计算结果如下表:
t(d) 36912
Th(℃)25.5 36.1 40.4 42.2
2、混凝土内部中心温度计算
T1(t)
=T j+Thξ(t)
式中:
T1(t)——t 龄期混凝土中心计算温度,是混凝土温度最高值
T j——混凝土浇筑温度,取20℃(可采取浇筑当日的询平均气温)
ξ(t)——t 龄期降温系数,取值如下表
底板厚度h(m)
不同龄期时的ξ值
36912
1.50.490.460.380.29
计算结果如下表
t(d)36912 T1(t)(℃)32.5 36.6 35.4 32.2
由上表可知,砼第 6 d左右内部温度最高,则验算第 6 d砼温差
2、混凝土养护计算
混凝土表层(表面下50-100mm 处)温度,底板混凝土表面采用保温材料(阻燃草帘)蓄热保温养护,并在草袋上下各铺一层不透风的塑料薄膜。
地下室外墙1200 厚混凝土表面,双面也采用保温材料(阻燃草帘)蓄热保温养护,并在草袋上下各铺一层不透风的塑料薄膜。
①保温材料厚度
δ= 0.5h·λi(T2-T q)K b/λ·(T max-T2)
式中:
δ——保温材料厚度(m);
λi——各保温材料导热系数[W/(m·K)] ,取0.0267(阻燃草帘);λ——混凝土的导热系数,取2.33[W/(m·K)]
T2——混凝土表面温度:14.4 (℃)(Tmax-25)
T q——施工期大气平均温度:20(℃)
T2-T q—--5.6 (℃)
T max-T2—21.0 (℃)
K b——传热系数修正值,取 1.3;
δ= 0.5h·λi(T2-T q)K b/λ·(T max-T2)*100=-0.30 cm
故可采用一层阻燃草帘并在其上下各铺一层塑料薄膜进行养护。
②混凝土保温层的传热系数计算
β=1/[Σδi/λi+1/βq]
式中:β——混凝土保温层的传热系数[W/(m2·K)]
δi——各保温材料厚度
λi——各保温材料导热系数[W/(m·K)]
βq——空气层的传热系数,取23[W/(m2·K)]
代入数值得:β=1/[Σδi/λi+1/βq]=######
③混凝土虚厚度计算:
hˊ=k·λ/β
式中: hˊ——混凝土虚厚度(m)
k——折减系数,取2/3;
λ——混凝土的传热系数,取2.33[W/(m·K)]
hˊ=k·λ/β=-0.107
④混凝土计算厚度:H=h+2hˊ= 1.29 m
⑤混凝土表面温度
T2(t)= T q+4·hˊ(H- h)[T1(t)- T q]/H2
式中:
T2(t)——混凝土表面温度(℃)
T q—施工期大气平均温度(℃)
hˊ——混凝土虚厚度(m)
H——混凝土计算厚度(m)
T 1(t)——t 龄期混凝土中心计算温度(℃)
不同龄期混凝土的中心计算温度(T 1(t))和表面温度(T 2(t))如下表。
混凝土温度计算结果表
t(d)36912
T 1(t)(℃)32.5 36.6 35.4 32.2T 1- T q (℃)12.5 16.6 15.4 12.2T 2(t)(℃)
20.7 20.9 20.8 20.7T 1(t)- T 2(t)
11.8 15.7 14.5 11.6
由上表可知,混凝土内外温差<25℃,符合要求。
抗裂计算
1、各龄期混凝土收缩变形
式中:
--龄期t时砼的收缩变形值;
--标准状态下最终收缩值,3.24×10-4e
常数e = 2.718;
M1、M2、M3…Mn--各种不同条件下的修正系数;混凝土收缩变形不同条件影响修正系数
M1M2M3M4M5M6M7M8M9M10积M 1.0
1.0
1.0
1.06
1.0
1.09
1.25
1.4
1.0
1.0
2.02
各龄期砼收缩变形值如下表
龄期(d)
3
6
9
12
15
18
21
(×10-5)
1.94 3.82 5.64 7.41 9.13 10.79 1
2.41
2、 各龄期砼收缩当量温差
ξy(t):不同龄期混凝土收缩相对变形值;α:混凝土线膨胀系数取1×10-5/℃;
各龄期收缩当量温差
龄期(d)
3
6
9
12
15
18
21
)t y (e ()(
)e e y t y
t
n
e
M i
=--=å000111
1.e y 0
e y 0()()a
e t y t y T =
3、各龄期混凝土最大综合温度
T j :砼浇筑温度,取30℃
T (t):龄期t的绝热温升T y(t):龄期T时的收缩当量温差T q :砼浇筑后达到稳定时的温度,取
20℃
混凝土最大综合温差
龄期(d)3
6
9
12
15
18
21
ΔT
25.0930.2431.3230.7529.5228.0626.53
4、混凝土各龄期弹性模量
E 0:砼最终弹性模量(Mpa ),c40取定E 0
3.25×104 N/mm 2混凝土各龄期弹性模量(×104N/mm 2)
龄期(d)3
6
9
12
15
18
21
E (t)
0.77 1.36 1.80 2.15 2.41 2.61 2.76
5、外约束为二维时温度应力计算
E (t):各龄期砼弹性模量
α:混凝土线膨胀系数 1×10-5/℃ΔT (t):各龄期混凝土最大综合温差
μ:砼泊松比,取定0.15 0.15R k :外约束系数,取定0.40.4
S h(t) :各龄期砼松弛系数
混凝土松弛系数如下表
龄期(d)36
9
12
15
18
21
S h(t)
0.57
0.5240.4820.4170.4110.3830.369
()()q
t y t j T T T T T -++=D 32
()()
E E e t t =--00091.()()K
t h t t R S T E ××-D -=
m
a s 1)
(
外约束为二维时温度应力(N/mm 2)
龄期(d)3
6
9
12
15
18
21
б
-0.52-1.01-1.28-1.29-1.37-1.32-1.27
6、验算抗裂度是否满足要求
根据经验资料,把砼浇筑后的15d 作为砼开裂的危险期进行验算。
(抗裂度验算)
f ct =
2.39Mpa (28天抗拉强度设计值)
同条件龄期15天抗拉强度设计值(达28天强度的75%)龄期15天温度应力1.04MPa
0.7669≤1.05,抗裂度满足要求
()
05.1£ct
t f s ()
=ct
t f
s。