大体积混凝土热工计算书
大体积混凝土热工计算
大体积混凝土热工计算本工程底板混凝土厚度为1.9m,面积580m2,混凝土浇筑量达1200m3,属大体积混凝土。
为控制混凝土内外温差和混凝土表面温度与大气温度之差在25℃之内,防止混凝土产生温度裂缝,事先对大体积混凝土进行计算。
一、相关数据混凝土的浇筑温度Tj=25℃底板施工期间平均气温Tq=20℃混凝土中水泥投量W=425Kg混凝土中粉煤灰投量W=75Kg混凝土用草垫子覆盖δ=6cm二、大体积砼温度计算公式1、最大绝热温升(1)Th =(mc+k·f)Q/C·ρ=(425+73×0.25)××2400)℃2砼中心温度计算T1(t) =Tj+Th·ζ(t)=25℃℃×℃3、砼表面温度(1)保护材料温度δ·λx(T2-Tq)kb/λ(Tmax-T2)××[0.14 ×20]×1.3/[2.33 ×25]=0.06m =6cm(2)保温层导热系数β(3)砼虚厚度h’=k·λ/β=(2/3)×(4)砼计算厚度H=h+2 h’×2(5)砼表层温度T2(t)=Tq+4h’(H- h’)[T1(t)- Tq]/H2T2(t)=20℃+4·×2℃4、砼平均温度℃℃。
未超过25℃℃,超过了25℃。
为了防止砼表面温度下降过快,温度应力将砼拉裂,采取在草垫子上铺一层塑料布和一层彩条布的办法与大气隔绝。
经验算此措施能将砼表面温度与大气温度之间的温度梯度控制在25℃以内。
大体积混凝土热工计算书
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℃。
大体积砼热工计算C35P8
混凝土热工计算一.混凝土(C35P8)施工配合比二.原材料1.水泥:选用大冶尖峰P.O42.5;2.掺合料1:安徽马钢嘉华新型建材有限公司S95矿粉;3.掺合料2:武汉华电粉煤灰开发公司F类Ⅱ级粉煤灰;4.掺合料3:中冶武汉冶金建筑研究院有限公司,CAS膨胀纤维抗裂剂;5.外加剂:鄂州市樊泰隆科技有限公司,聚羧酸高效减水剂SG-100;6.细集料:巴河中砂细度模数2.6---3.0;含泥量<2%;泥块含量<1%;7.粗骨料:黄石大冶5-31.5mm碎石;含泥量<1%;泥块含量<0.5%。
三、控制混凝土综合温差,降低裂缝可能性的方法1.提高优质Ⅱ级粉煤灰的掺量,以降低混凝土的水化速度,同时降低混凝土的水化升温;2.调整混凝土外加剂SG-100,延长混凝土凝结时间,控制混凝土的初凝时间在7-10小时;3.CAS膨胀剂有一定膨胀性能,抵消混凝土的部分收缩。
4.通过施工单位对混凝土表面的覆盖进行混凝土保温、保湿养护,以降低混凝土的内外温差;5.选用合格的原材料,尽量降低砂率,优化配合比,减少收缩;6.尽量降低混凝土的出机温度,不超过30℃。
四、混凝土质量控制1.严格按配合比生产混凝土,严格控制混凝土的单方用水量;严格控制砂、石料的含水率;严格控制原材料的温度在规定的范围内,同时混凝土入模不大于30℃;2.混凝土生产时严格按配合比计量,其计量偏差应符合GB50164-2011《混凝土质量控制标准》的规定,水泥误差应控制在2%以内,粗细骨料在3%以内,水及外加剂在2%以内;3.混凝土搅拌时间不低于40秒;4.合理安排车辆,严格控制混凝土的出站坍落度不大于200mm,使混凝土到现场坍落度满足工地施工要求,入泵坍落度180-190mm,入模坍落度不大于180mm;5.混凝土在现场或在运输期间绝对禁止加水;6.混凝土自出站后,必须在2.5个小时之内浇筑完毕。
7.混凝土振捣严格按规范要求,应避免过振和漏振现象;8.混凝土施工完毕后,应及时的做好保温、保湿措施,以提高混凝土的表面温度,从而降低混凝土的内外温差。
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。
热工计算书
御鑫城工程7#楼基础大体积砼养护热工计算书御鑫城工程7#楼基础为筏板基础,基础厚度最大为1.8m。
砼总量2700余m3。
砼强度级别为C35,用42.5#普通硅酸盐水泥配制。
一、混凝土拌合物的温度混凝土拌合物温度计算表混凝土的拌合物温度T0=∑Ti•W•c/(∑W•c)= 92951.77/2544.62=36.5℃二、混凝土浇筑温度(入模温度)混凝土的浇筑温度公式为T J=T0+(Tq-T0)(θ1+θ2+…+θn)T0——砼的拌合物温度Tq——浇筑时大气温度约250Cθ——温度损失系数θ1——砼运输时θ=At,t为运输时间,A=0.004。
t=2×60=120min θ1=0.004×120=0.48θ2——浇筑过程中A=0.003t, t为浇捣时间(min),t=2×60=120min θ2=0.003×120=0.36θ3——装料、转运和卸料,每次取0.032,t=3minθ3=0.032×3=0.096T J=36.5+(25-36.5)×(0.48+0.36+0.096)=25.7℃由于砼初期水化热上升较快,施工期间的初始温度可能和计算有出入,应在现场及时计算和调整措施,保证主体结构的质量。
三、混凝土的绝热温升1、胶凝材料的水化热总量由于本配合比采用粉煤灰和矿粉双掺工艺,所以胶凝材料的水化热总量公式为Q=kQ0式中:Q——胶凝材料水化热总量(kJ/kg)Q0——水泥水化热总量(kJ/kg),取Q0=461 kJ/kgk——不同掺量掺合料水化热调整系数,k=k1+k2-1k1——粉煤灰掺量对应的水化热调整系数,查表得k1=0.93k2——矿粉掺量对应的水化热调整系数,查表得k2=0.92所以Q=461×0.85=392 kJ/kg2、混凝土的绝热温升混凝土绝热温升公式为T(t)=WQ(1-e-mt)/Cρ式中:T(t) ——混凝土龄期为t时的绝热温升(℃)W——每m3混凝土的胶凝材料用量(Kg/m3)Q——胶凝材料水化热总量(kJ/kg)C——混凝土的比热,取0.97kJ/kg•℃ρ——混凝土的重力密度,取2400kg/m3m——与水泥品种、浇筑温度等有关和系数,取0.384t——混凝土龄期(d)各龄期砼水化热绝热温升计算表四、混凝土内部实际最高温升计算混凝土内部的中心温度计算公式为T max= T J + T max’·ζT max——砼内部中心最高温度(℃)T J——砼的浇筑温度(℃)T max’——砼的绝热温升最高值(℃)ζ——不同浇筑块厚度、不同龄期的降温系数,查表所得。
C40大体积混凝土热工计算
商混大体积混凝土热工计算一、基本计算数据:C40P8混凝土,每方立方原材料用量:水:163kg ; P.O42.5水泥:265kg 、S95级矿粉:100kg 、Ⅱ级粉煤灰:85kg 、中砂:708kg; 5-20mm 石子:1080kg 、聚羧酸泵送剂:10.1kg 。
二、底板最大厚度3.5m 。
三、最大绝热温升ρ∙∙+=c Q F K m T c h /)(h T —混凝土最大绝热温升(℃)c m —混凝土中水泥(包括膨胀剂)用量(3/m kg )F —混凝土活性掺和料用量(3/m kg ) K —掺合料折减系数。
取0.25。
Q —水泥28d 水化热(kJ/kg ),取310。
c —混凝土比热、取0.97)]/([K kg kJ ∙ ρ—混凝土密度、计算得24113/m kgh T =(265+0.25×(85+100))×310/(0.97×2411)=41.26℃四、混凝土中心计算温度)()(1t h j t T T T ξ∙+=)(1t T —t 龄期混凝土中心计算温度(℃) j T —混凝土浇筑温度,取28℃。
)(t ξ—t 龄期降温系数浇注层厚度3.5m 对应各龄期降温系数通过插值法取得。
见下表。
从上表中可知:3d 龄期时混凝土中心计算温度最大。
计算得:T 1(3d)= 28+0.71×41.26=57.29℃。
根据设计文件,应采取稳妥的保水养护措施。
拟定养护方法为:底板及顶板采用蓄水养护。
侧墙采用塑料薄膜洒水覆盖养护。
五、 蓄水养护深度计算:)28.0700/()(2max Q m T K T T M x h c j w b w ∙+∙-∙=λw h —养护水深度(m )x —蓄水养护时间。
取14天,336小时。
M —混凝土结构表面系数(1/m ),M=F/V;计算M =0.5 F —与大气接触的表面积(2m ) V —混凝土体积(3m )2max T T -—一般取20~25(℃),取20。
大体积混凝土热工计算
大体积混凝土热工计算确定施工配合比:(按图纸设计要求每立方混凝土掺入丹强丝0.9千克,不纳入大体积混凝土的热工计算内)为避免或减少大体积混凝土浇筑产生温度应力裂缝,应对施工阶段浇筑实体的温度应力进行计算,确保混凝土内外温差小于25℃,保证混凝土质量。
注:假设大气温度为30℃,砂含水率为6%,碎石含水率为0%。
1、混凝土拌合物温度为:To=74945.88/2654.31=28.23℃2、出机温度T1=28.23-0.16*(28.23-32)=28.83℃注:搅拌楼温度与大气温度略高,取32℃Tj=28.83-(0.25*0.67+0.032*3)(28.83-30)=29.14℃注:混凝土从运输到浇筑时的时间取40min,约0.67h,混凝土装卸温度损失系数为0.032,从出机到浇筑共装卸3次。
4、混凝土的绝热温升TtTt=[258+(49+79)*0.25]*334/(0.96*2414)=41.80℃水泥用量取258kg,混凝土比热取0.96KJ/kg·℃,混凝土密实度为2414kg/m3。
5、混凝土底板厚2m,估计3天时水化热温度较高,现计算3天的绝热温升。
混凝土内部最高温度T1:T1=Tj+Tt*§(降温系数:查有关资料混凝土厚度为2m时取0.57) =29.14+41.8*0.57=53.0℃6、混凝土的表面温度Tb(指混凝土表面下50-100mm处温度),建议用一层塑料薄膜(厚度0.0005m),两层草包(厚度0.05m)覆盖养护。
导热系数β(1)β=1/(0.0005/0.035+0.05/0.14+1/23)=2.44W/m2·K(2)h´=(2/3*2.3)/2.44=0.65m(混凝土的虚厚度)(3)H=2+2*0.65=3.3m(混凝土的计算厚度)计算混凝土虚厚度为0.65m,计算厚度为3.3mTb=30+4*0.65(3.3-0.65)*(53.0-30)/(3.3*3.3)=44.55℃内部最高温度与混凝土的表面温度之差为53.0-44.55=8.45℃<25℃混凝土表面温度与大气温差为44.55-30=14.55℃<25℃。
大体积混凝土热工计算书
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:东莞市累年各月平均气温表 (单位:℃)东莞市累年各月平均最高气温表 (单位:℃)本方案取7--8月份平均最高气温为36℃,平均气温28℃。
、砼的拌和温度砼搅拌后的出机温度,按照下式计算:C W T C W T c ••∑=•∑i式中:T c --- 砼的拌和温度(℃); W --- 各种材料的重量(kg ); C ---- 各种材料的比热(kJ/kg•K); T i --- 各种材料的初始温度(℃)混凝土拌和温度计算表注:1、表中砂、石的重量,应是扣除游离水份后的净重;2、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:26.2491.260268291.54==∑∑=WC WC T T i c ℃、砼的浇筑温度砼搅拌后的浇筑温度,按照下式计算:)()n 321c q c j -(A A A A T T T T +⋅⋅⋅+++•+=式中:T j --- 砼的浇筑温度(℃); T c --- 砼的拌和温度(℃);T q ---- 砼运输和浇筑时的室外气温,取28℃; A 1~A n --- 温度损失系数 砼装、卸和转运,每次A=;砼运输时,A=θτ ,τ为运输时间(min ); 砼浇筑过程中A=τ,τ为浇捣时间(min )。
砼出机拌和温度按照计算取值,为℃;砼运输和浇筑时的室外气温按照平均温度取值28℃;砼运输罐车运输时间为45min ,砼泵车下料时间约12min ,砼分层厚度为30cm ,每层砼()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 1= 运输:A 2=×45= 砼罐车卸料:A 3= 砼泵车下料:A 4=×12= 浇捣:A 5=×2×60=∑==51i i A故:)()n 321c q c j -(A A A A T T T T +⋅⋅⋅+++•+== +(-)× = ℃如不计入浇捣影响A 5,则:∑==41i i A此时:)()n 321c q c j -(A A A A T T T T +⋅⋅⋅+++•+== +(-)×= ℃ 、砼的绝热温升)()(ττ-m h e -1•=T T 式中:T (τ) --- 在τ龄期时砼的绝热温升(℃); T h ---- 砼的最终绝热温升(℃),ρC WQT =h ; e ----- 自然常数,取值为;m ----- 与水泥品种、浇捣时温度有关的经验系数,见下表, 取28℃时的m 值,内插求得m=;τ----- 龄期(d )计算水化热温升时的m 值W ----- 每m 3砼中水泥用量(kg/m 3);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 ----- 砼的比热,取值为(J/kg•K)(《查简明施工计算手册》第571页表10—38)ρ ----- 砼的容重,取为2400kg/m 3。
大体积热工计算
Q 0=391KJ/Kg根据公式Q 0=k 2— 矿渣粉掺量对应的水化热调整系数 (参照表2) k —不同掺量掺合料水化热调整系数 (表2)47/Q 7-3/Q 3将数据带入上面公式:4.1.2、当现场采用粉煤灰与矿渣粉双掺时,不同掺量掺合料水化热调整系数可按下式计算:k=k 1+k 2-1式中:k 1— 粉煤灰掺量对应的水化热调整系数 (参照表2) 根据建筑施工手册取得不同品种、不同等级水泥水化热 (表1)t —龄期(d ) 水泥的水化热为 4.1.1、水泥的水化热计算:水泥的水化热,按下列公式计算:47/Q 7-3/Q 3式中: Q 0—水泥水化热总量 (KJ/Kg)Q t —龄期t时的累积水化热(KJ/Kg) (参照表1)Q 0=四、大体积混凝土浇筑体施工阶段温度应力与收缩应力的计算: 4.1、混凝土的绝热温升 根据以上原则,强度等级C40P8(60R)配合比如下:k =0.86Q =337KJ/Kg3天时T (3)=37.2℃9天时T (9)=58.9℃15天时T (15)=62.6℃21天时T (21)=63.2℃27天时T (27)=63.3℃混凝土浇筑将数据带入公式:混凝土浇筑将数据带入公式: 混凝土浇筑将数据带入公式: 混凝土浇筑将数据带入公式: 根据公式 T (t)=WQ/Cρ(1-e -mt )混凝土浇筑将数据带入公式: e —常数公式中的参考数值 表3式中:T (t)—龄期为t时,混凝土绝热温升值(℃) W—每立方米混凝土的胶凝材料用量 (KJ/Kg) с—混凝土比热容,可取(0.92~1.0)KJ/(Kg.℃)ρ—混凝土的质量密度,可取(2400~2500) ㎏/m 3m —与水泥品种、浇筑温度等有关的系数,可取(0.3~0.5)d -1 t —龄期(d) k —不同掺量掺合料水化热调整系数根据公式 Q=kQ 0将数据带入上面公式: 4.1.4、混凝土绝热温升值计算:混凝土绝热温升值,按下列公式计算: T (t)=WQ/(Cρ)(1-e -mt )根据公式 k=k 1+k 2-1将数据带入上面公式:4.1.3、胶凝材料水化热总量应在水泥、掺合料、外加剂用量确定后根据实际配合比通过试验得出。
大体积混凝土热工计算书
大体积混凝土热工计算书一、工程概况本次计算所针对的大体积混凝土工程为_____基础底板,其尺寸为长_____m、宽_____m、厚_____m。
混凝土强度等级为_____,采用的水泥品种为_____,配合比如下:水泥_____kg/m³、砂_____kg/m³、石子_____kg/m³、水_____kg/m³、外加剂_____kg/m³。
施工时环境温度为_____℃。
二、热工计算依据1、《大体积混凝土施工规范》(GB 50496-2018)2、《混凝土结构工程施工规范》(GB 50666-2011)3、所用原材料的物理性能参数三、混凝土绝热温升计算混凝土的绝热温升是指在绝热条件下,混凝土内部由于水泥水化热而升高的温度。
其计算公式为:\T_{max} =\frac{WQ}{c\rho} (1 e^{mt})\其中:\(T_{max}\)为混凝土的绝热温升(℃);\(W\)为每立方米混凝土中水泥用量(kg/m³);\(Q\)为每千克水泥的水化热(kJ/kg);\(c\)为混凝土的比热容,取 097 kJ/(kg·℃);\(\rho\)为混凝土的质量密度,取 2400 kg/m³;\(m\)为与水泥品种、浇筑温度等有关的系数,一般取 03 05;\(t\)为混凝土的龄期(d)。
假设水泥的水化热\(Q\)为 330 kJ/kg,系数\(m\)取 03,计算 3d、7d、14d 的绝热温升:3d 绝热温升:\\begin{align}T_{max}(3) &=\frac{W \times Q}{c\rho} (1 e^{mt})\\&=\frac{_____ \times 330}{097 \times 2400} (1 e^{-03 \times 3})\\&=\underline{_____}℃\end{align}\7d 绝热温升:\\begin{align}T_{max}(7) &=\frac{W \times Q}{c\rho} (1 e^{mt})\\&=\frac{_____ \times 330}{097 \times 2400} (1 e^{-03 \times 7})\\&=\underline{_____}℃\end{align}\14d 绝热温升:\\begin{align}T_{max}(14) &=\frac{W \times Q}{c\rho} (1 e^{mt})\\&=\frac{_____ \times 330}{097 \times 2400} (1 e^{-03 \times 14})\\&=\underline{_____}℃\end{align}\四、混凝土内部实际最高温度计算混凝土内部的实际最高温度受混凝土的绝热温升、结构厚度、浇筑温度、散热系数等多种因素的影响。
大体积混凝土计算书
1 混凝土泵输出量和搅拌车数量计算1 泵车数量计算N=q nq max·η=120140∗0.6=2式中:q n-混凝土浇筑数量,取q n=120m3/h;q max-混凝土输送泵车最大排量,取q max=140m3/h;η-泵车作业效率,取η=0.6。
2 每台泵车需配备的混凝土搅拌车数量计算N=Q1V(LS+T t)=75.620(7.630+2060)=3式中:Q1-混凝土泵的实际输出量Q1=Q max·α·η=140*0.9*0.6=75.6m3/h;V-每台混凝土搅拌车容量,取V=20m3;S-混凝土搅拌车平均行车速度,取30km/h;L-搅拌桩到施工现场往返距离,取7.6km;T t-每台混凝土搅拌车总计停歇时间,取20min。
2 混凝土温升计算1 水泥水化热计算水泥水化热可按下式计算:Q0=4(3.1)7/Q7−3/Q3-在龄期3d 时的累积水化热(kJ/kg);式中:Q3-在龄期7d 时的累积水化热(kJ/kg);Q7Q-水泥水化热总量(kJ/kg)。
不同龄期水泥水化热见表3.1-1。
表3.1-1 水泥在不同期限内的发热量计算得Q=392.37kJ/kg。
2 胶凝材料水化热计算胶凝材料水化热可按下式计算:Q=(k1+k2−1)Q0(3.2)式中:Q-胶凝材料水化热总量(kJ/kg);k1-粉煤灰掺量对应的水化热调整系数,取值见表3.1-2。
k2-矿渣粉掺量对应的水化热调整系数,取值见表3.1-2。
表3.1-2 不同掺量掺合料水化热调整系数注:表中掺量为掺合料占总胶凝材料用散的百分比。
本项目承台C40混凝土粉煤灰掺量为14.9%,不掺矿渣。
故Q=0.955*Q=374.71kJ/kg。
3 混凝土绝热升温值计算混凝土绝热温升值可按下式计算:T(t)=WQCρ(1−e−mt)(3.3)式中: T(t)-混凝土龄期为t 时的绝热温升(℃);W-每立方米混凝土的胶凝材料用量(kg/m3);C-混凝土的比热容,可取0.92~1.00[kJ/(kg·℃)],取0.96kJ/(kg·℃);ρ-混凝土的质量密度,根据配合比取2417.4kg/m3;t-混凝土龄期(d),取3d、6d、9d、12d、15d、18d、21d;m-与水泥品种、用量和入模温度等有关的单方胶凝材料对应系数。
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。
大体积混凝土热工计算
大体积混凝土热工计算
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1. 引言
在大体积混凝土工程中,热工计算是一个重要的环节,它能够帮助我们评估结构的热传导性能,并提供合适的保温措施。
本文档旨在提供一个详细的热工计算流程,以帮助工程师进行准确的评估和设计。
2. 材料参数
2.1 混凝土配合比
2.2 混凝土的热导率
2.3 混凝土的比热容
2.4 混凝土的导热系数
2.5 其他材料参数(如保温材料)
3. 计算方法
3.1 热传导计算方法
3.1.1 热传导基本原理
3.1.2 热传导计算公式推导
3.2 温度场分析方法
3.2.1 一维温度场分析
3.2.2 二维温度场分析
3.2.3 三维温度场分析
4. 热工计算示例
4.1 地下混凝土储罐的热工计算 4.2 建筑墙体的热工计算
4.3 混凝土道路的热工计算
5. 结果分析与总结
5.1 温度分布图与曲线分析
5.2 热工计算结果的评估与对比
5.3 热工计算的应用前景与展望
6. 附件
6.1 相关图纸和计算表格
6.2 实测数据和模拟结果
7. 法律名词及注释
7.1 建筑法律名词及注释
7.2 热工计算相关法律名词及注释。
大体积混凝土的热工计算
大体积混凝土的热工计算关键信息项:1、混凝土配合比水泥品种及用量:____________________________骨料种类及用量:____________________________外加剂种类及用量:____________________________掺和料种类及用量:____________________________水灰比:____________________________2、混凝土浇筑温度初始温度:____________________________3、环境温度浇筑期间平均气温:____________________________昼夜温差:____________________________4、混凝土绝热温升计算参数水泥水化热:____________________________混凝土比热容:____________________________混凝土质量密度:____________________________5、散热系数表面散热系数:____________________________内部散热系数:____________________________11 引言本协议旨在规范大体积混凝土热工计算的方法和流程,确保计算结果的准确性和可靠性,为大体积混凝土施工过程中的温度控制提供科学依据。
111 适用范围本协议适用于各类大体积混凝土结构的热工计算,包括但不限于基础底板、桥墩、大坝等。
112 计算目的通过热工计算,预测混凝土在浇筑和养护过程中的温度变化,评估混凝土内部可能出现的最高温度和温度梯度,以便采取有效的温控措施,防止混凝土因温度应力而产生裂缝。
12 混凝土配合比相关参数121 水泥品种及用量明确所使用的水泥品种,并准确记录其用量。
水泥的水化热特性对混凝土的温度升高有重要影响。
122 骨料种类及用量详细说明粗骨料和细骨料的种类、粒径和用量。
北京某工程基础厚板(1.4米)大体积混凝土热工计算书_secret
注意:红色表格是为了参考资料数据查表方便,实际计算书中应不含。
大体积混凝土温度计算已知条件:基础底板厚1.4m ,混凝土强度等级C40(抗渗等级S12),根据中国气象局编制的“中国气象资料”历年实测值,北京市3月份平均气温为10℃。
C40混凝土(抗渗等级S12)每立方米混凝土各种材料用量如下表:1、温度计算(1)混凝土最高绝热温升计算:c t f m 0.0445m C QT ρ+=式中:T t ─混凝土最高绝热温升(℃);m c —每m 3混凝土的水泥用量(kg/m 3)取321kg ;Q —每千克水泥水化热量(J/kg ),取377 J/kg ;C —混凝土的比热(kJ/kg ·K )一般0.84~1.05之间,取0.96 kJ/kg ·K ; ρ—混凝土密度取2411kg/m 3 ;m f —每m 3混凝土的粉煤灰用量(kg/m 3)取85kg 。
c t f m 0.0445m C QT ρ+==(321×377)/(0.96×2411)+0.0445×85 = 56.07(℃)(2)混凝土内部中心温度计算max 0t T T T ζ+=式中:T max —混凝土内部中心温度(℃);T 0 —混凝土浇筑温度(℃),一般为15~20℃,取20℃; T t ——混凝土最高绝热温升(℃);ζ—不同浇筑块厚度的降温系数,查表为3天0.49、6天0.46、9天0.38。
T 3=20+56.07×0.49=47.47(℃) T 6=20+56.07×0.46=45.79(℃) T 9=20+56.07×0.38=41.31(℃) (3)混凝土表面温度计算:b t q t 24h'h'T T H+∆()()=(H -)T 式中:T b (τ)—龄期τ时,混凝土的表面温度℃;T q —龄期τ时,大气的平均温度℃,取3月份取10℃; H —混凝土的计算厚度(m ),H = h + 2 h ′; h —混凝土的实际厚度(取1.4m );h ′—混凝土的虚厚度,h ′= K λ/β; λ—混凝土的导热系数,取2.33W/m K ; K —计算折减系数,取0.666;β—模板及保温层的传热系数(W/m 2K );i i q11βδλβ+∑=δi ——各种保温材料的厚度(m ),二层稻草被取0.030m ;λi ——各种保温材料的导热系数(W/m 2K ),稻草被取0.14 W/m 2K ;βq ——空气层穿热系数,取23 W/m 2K ;i i q11βδλβ+∑==1/[(0.03/0.14)+(1/23)]=3.9h ′= K λ/β=0.666×2.33/3.9=0.4 H = h + 2 h ′=1.4+2×0.4=2.2mΔT (τ)—龄期τ时,混凝土内中心的最高温度与外界气温之差, ΔT (3)= T 3-T q =47.47-10=37.47℃; ΔT (6)= T 6-T q =45.79-10=35.79℃; ΔT (9)= T 9-T q =41.31-10=31.31℃。
大体积混凝土热工计算样本
**生活区改造工程公寓楼混凝土冬施热工计算混凝土搅拌、运输、浇筑温度计算混凝土拌合物温度按下式计算:[*(***)*(**)*(****)*(**)]资料个人收集整理,勿做商业用途÷[**()]式中:——混凝土拌合物温度(℃)——水泥用量()——水用量()——砂用量()——石用量()——水地温度(℃)——水泥温度(℃)——砂温度(℃)——石温度(℃)——石含水率——砂含水率——水地比热容()——冰地溶解热()当骨料温度大于℃时,,;当骨料温度小于或等于℃时,;、混凝土拌合物出机温度按下式计算:()式中——混凝土拌合物出机温度(℃);——搅拌机室内温度(℃).、混凝土拌合物运输到浇筑时温度按下式计算:(*)*()——混凝土浇筑温度℃——混凝土运输至浇筑地时间,取小时——混凝土拌合物运转次数,取次——混凝土拌合物浇筑环境温度;——温度损失系数、考虑模板和钢筋地吸热影响,混凝土浇筑成型完成时地温度按下式计算:(******)÷(***) 资料个人收集整理,勿做商业用途——考虑模板和钢筋吸热影响,混凝土浇筑成型完成时地温度℃——混凝土地比热容();——模板地比热容();——钢筋地比热容();——每混凝土地重量();——每混凝土相接触地模板重量();——每混凝土相接触地钢筋重量();——模板地温度,未预热时可采用当时地环境温度(℃)——钢筋地温度,未预热时可采用当时地环境温度(℃)、设当日气温为℃,混凝土每立方米地材料用量为:水泥,水,砂子,碎石.原材料温度为:水℃,水泥℃,砂子℃,碎石℃,砂含水率,石含水率,搅拌机室内温度为℃.当用混凝土搅拌车运输时,温度损失系数;与每立方米混凝土相接触地钢筋为,模板为;混凝土地比热容();模板地比热容();钢筋地比热容();混凝土容重为资料个人收集整理,勿做商业用途代入公式,混凝土拌合物理论温度为:[*(***)*(**)*(****)*(**)] ÷[**()]资料个人收集整理,勿做商业用途÷℃混凝土拌合物出机温度为:* ()*()℃混凝土拌合物运输到浇筑时地温度:(*)*()(**)*()℃考虑到模板和钢筋地吸热影响,混凝土浇筑成型完成时温度为:(******)(***)资料个人收集整理,勿做商业用途℃混凝土浇筑成型完毕后温度为℃,符合冬施规程入模不低于℃要求.、设当日气温为℃,混凝土每立方米地材料用量为:水泥,水,砂子,碎石.原材料温度为:水℃,水泥℃,砂子℃,碎石℃,砂含水率,石含水率,搅拌机室内温度为℃.当用混凝土搅拌车运输时,温度损失系数;与每立方米混凝土相接触地钢筋为,模板为;混凝土地比热容();模板地比热容();钢筋地比热容();混凝土容重为.资料个人收集整理,勿做商业用途代入公式,混凝土拌合物理论温度为:[*(***)*(*资料个人收集整理,勿做商业用途*)*(****)*(**)] ÷[**()]资料个人收集整理,勿做商业用途÷℃混凝土拌合物出机温度为:* ()*()℃混凝土拌合物运输到浇筑时地温度:(*)*()(**)*()℃考虑到模板和钢筋地吸热影响,混凝土浇筑成型完成时温度为:(******)(***)资料个人收集整理,勿做商业用途℃混凝土浇筑成型完毕后温度为℃,符合冬施规程入模不低于℃要求.**建材有限公司**年**月**日个人收集整理-ZQ**生活区改造工程公寓楼混凝土冬施热工计算编制:审核:审批:**建材有限公司**年**月**日。
大体积砼热工计算
混凝土的热工计算1)最大绝热温升:根据计算公式,T h=m c Q/cp(1-e-mt)其中:T h—混凝土最大绝热温升值m c—每m3水泥用量,取370Q—每公斤水泥水热(3),取Q=375E—常数,e=2.718m—与水泥品种、浇筑时与温度有关的经验系数,取0.340t—混凝土浇筑后至计算时的天数(d)取3d(3d时水化热温度最大)c—混凝土的热比,取c=0.97kJ/(kg.k)p—混凝土质量密度,取R=2400kg/m3。
T h=370×375/0.97×2400×1 =59.6(℃)2)混凝土中心计算温度:○1混凝土浇筑温度按5℃考虑:T1(t)=T j+T h·ξ(t) =5+59.6×0.522=36.1(℃) ○2混凝土浇筑温度按10℃考虑:T1(t)=T j+T h·ξ(t) =10+59.6×0.522=41.11(℃) 其中:T j————混凝土浇筑温度(℃)ξ(t)——t龄期降温系数c混凝土表层温度混凝土表面保温层的传热系数β=1/(∑Si/λi+1/βq)=1/(0.03/0.14+1/23)=3.88 3)混凝土虚厚度h1=K(λ/β)=0.666×(2.33/3.88)=0.4 混凝土计算厚度砼计算厚度:H=h+2h1=1.4+2×0.4=2.2m采用保温材料厚度2cm4)混凝土表层温度○1施工期间大气平均温度5℃考虑:T2(t)=T q+4h’(H-h’)[T1(t)-T q]/H2=5+4×0.4×1.8×[41.11-5]/2.2×2.2=26.5(℃)○2施工期间大气平均温度按10℃考虑:T2(t)=T q+4h’(H-h’)[T1(t)-T q]/H2=10+4×0.4×1.8×[41.11-10]/2.2×2.2= 31.5 (℃)T2(1)———混凝土表层(表面下50~100㎜处)温度T q ———施工期间大气平均温度h’———混凝土虚厚度(h’=k×λ/β)T1(t)———混凝土中心温度根据计算当混凝土浇筑温度按10℃考虑,施工期间大气平均温度按5℃考虑时混凝土中心计算温度与混凝土表层温度之间最大温差为41.11℃-26.5℃=14.6℃小于25℃。
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。
大体积混凝土热工计算书
大体积混凝土热工计算书大体积混凝土是指体积较大,一般厚度大于3米,体积大于1000立方米的混凝土结构。
大体积混凝土在工程中应用广泛,如桥梁基础、高层建筑基础等。
大体积混凝土与其他混凝土相比,具有结构厚、体积大、钢筋密集等特点,因此其施工过程中的热工计算尤为重要。
本计算书将根据相关规范和理论,对大体积混凝土施工过程中的热工问题进行计算和分析。
《混凝土结构工程施工规范》(GB-2011)《混凝土外加剂应用技术规范》(GB-2013)《民用建筑热工设计规范》(GB-2016)混凝土材料:采用C30混凝土,密度为2400kg/m³,比热容为92kJ/(kg·℃),导热系数为33W/(m·℃)。
钢筋材料:采用HRB400钢筋,密度为7850kg/m³,比热容为5kJ/(kg·℃),导热系数为80W/(m·℃)。
施工环境:考虑混凝土浇筑时的温度为25℃,环境温度为20℃。
体积表面系数计算:根据混凝土立方体尺寸,计算立方体表面积与体积之比,即体积表面系数。
混凝土内部温度计算:根据混凝土材料比热容和导热系数,结合环境温度和浇筑温度,计算混凝土内部温度。
表面温度计算:根据混凝土表面与环境之间的热交换,计算表面温度。
温度应力计算:根据混凝土内部温度和表面温度之差,计算温度应力。
体积表面系数计算结果:根据计算,该大体积混凝土的体积表面系数为85。
该系数较大,说明混凝土表面积较大,散热较快。
因此,在施工过程中应采取相应的措施,如通水冷却、表面保温等,以控制混凝土内部温度。
混凝土内部温度计算结果:根据计算,该大体积混凝土的内部温度最高可达35℃。
由于大体积混凝土厚度较大,热量传递至表面需要一定时间,因此内部温度较高。
在施工过程中应采取相应的措施,如分层浇筑、控制水泥用量等,以降低内部温度。
表面温度计算结果:根据计算,该大体积混凝土的表面温度为24℃。
由于大体积混凝土表面积较大,与环境之间的热交换较为明显。
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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:东莞市累年各月平均气温表 (单位:℃)东莞市累年各月平均最高气温表 (单位:℃)本方案取7--8月份平均最高气温为36℃,平均气温28℃。
4.1、砼的拌和温度砼搅拌后的出机温度,按照下式计算:C W T C W T c ••∑=•∑i式中:T c --- 砼的拌和温度(℃); W --- 各种材料的重量(kg ); C ---- 各种材料的比热(kJ/kg•K); T i --- 各种材料的初始温度(℃)混凝土拌和温度计算表注:1、表中砂、石的重量,应是扣除游离水份后的净重;2、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:26.2491.260268291.54==∑∑=WC WC T T i c ℃4.2、砼的浇筑温度砼搅拌后的浇筑温度,按照下式计算:)()n 321c q c j -(A A A A T T T T +⋅⋅⋅+++•+=式中:T j --- 砼的浇筑温度(℃); T c --- 砼的拌和温度(℃);T q ---- 砼运输和浇筑时的室外气温,取28℃; A 1~A n --- 温度损失系数 砼装、卸和转运,每次A=0.032;砼运输时,A=θτ ,τ为运输时间(min ); 砼浇筑过程中A=0.003τ,τ为浇捣时间(min )。
砼出机拌和温度按照计算取值,为26.24℃; 砼运输和浇筑时的室外气温按照平均温度取值28℃;砼运输罐车运输时间为45min ,砼泵车下料时间约12min ,砼分层厚度为30cm ,每层砼(57.4m 3)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 1=0.032运输:A 2=0.0042×45=0.189 砼罐车卸料:A 3=0.032砼泵车下料:A 4=0.0042×12=0.05 浇捣:A 5=0.003×2×60=0.36∑==51i i A 0.663故:)()n 321c q c j -(A A A A T T T T +⋅⋅⋅+++•+== 26.24+(28.0-26.24)×0.663 = 27.41 ℃ 如不计入浇捣影响A 5,则:∑==41i i A 0.303此时:)()n 321c q c j -(A A A A T T T T +⋅⋅⋅+++•+== 26.24+(28.0-26.24)×0.303= 26.77 ℃ 4.3、砼的绝热温升)()(ττ-m h e -1•=T T 式中:T (τ) --- 在τ龄期时砼的绝热温升(℃); T h ---- 砼的最终绝热温升(℃),ρC WQT =h ; e ----- 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28℃时的m 值,内插求得m=0.397;τ----- 龄期(d )计算水化热温升时的m 值W ----- 每m 3砼中水泥用量(kg/m 3);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 ----- 砼的比热,取值为0.96(J/kg•K)(《查简明施工计算手册》第571页表10—38)ρ ----- 砼的容重,取为2400kg/m 3。
采用本配合比时砼的最终绝热温升: ρC WQ T =h =240069.0335503⨯⨯=50.89℃ 3天时水化热温度最大,故计算龄期3天的绝热温升,则有:)()(ττ-m h e -1•=T T =50.89×(1-0.2043)=40.49℃ 4.4、砼内部温度砼内部的中心温度,按照下式计算:)()(ττξ•+=)(t j maxT T T 式中:T (τ)max --- 在τ龄期时,砼内部中心的最高温度(℃); T j ---- 砼的浇筑温度(℃);T (t ) ----在t 龄期时混凝土的绝热温升(oC );ξ(τ) ----不同浇筑块厚度,在不同龄期τ时的温降系数(℃);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ξ(3)=0.57不同龄期水化热温升与浇筑块厚度关系表由此计算龄期3天的砼内部中心温度:)()(ττξ•+=h j max T T T =27.41+40.49×0.57=50.49℃ 4.5、砼表面温度砼的表面温度,按照下式计算:)()(ττT H H T T ∆''+=h -h 42q b式中:T b (τ) --- 龄期τ时,砼的表面温度(℃); T q --- 龄期τ时,大气的平均温度(℃);ΔT (τ)--- 龄期τ时,砼中心温度与外界气温之差(℃); h' --- 砼的虚厚度(m ),βλ•='k h ; λ --- 砼的导热系数,取值为2.23 W/m•K; β --- 砼模板及保温层的传热系数(W/m 2•K),qi i 11βλδβ+∑=;δi --- 各种保温材料的厚度(m );λi --- 各种保温材料的导热系数(W/m•K); βq --- 空气层传热系数,取值为23 W/m 2•K; k --- 计算折减系数,取值为0.666; H --- 砼的计算厚度,h 2h '+=H ; h --- 砼的实际厚度(m )。
各种保温材料的导热系数表(W/m•K)混凝土采用表面灌注0.2m 厚、四周0.75m 厚从承台砼冷凝管中流出的温水进行保温。
4.5.1 混凝土的虚铺厚度: 各个参数取值:δi —砼顶面蓄水保温厚度取20cm ;砼四周水的保温层厚度取75cm ; λi —水的导热系数取0.58W/m ·k ; Βq —空气层传热系数取23 W/m 2·k 水、钢模板保温层的传热系数β: 0.595)23158.075.058.02.0(111=++=+∑=qi i βλδβ则有:m 2.50 2.23/0.5950.666 k h =⨯=•='βλ4.5.2 混凝土的计算厚度:h 2h '+=H =2.0+2×2.50=7.0m龄期为3天时,砼中心温度与外界气温之差 ΔT (4)=50.49-28.0=22.49(℃);龄期为3天时,大气的平均温度Tq=28.0℃; 龄期为3天时,计算得出砼的表面温度:)()(ττT H H T T ∆''+=h -h 42q b49.22)2.57.0(2.57.0428.02⨯-⨯⨯+==48.65 ℃龄期为3天时,砼中心温度与表面温度之差为: 50.49-48.65=1.84℃ < 25℃龄期为3天时,混凝土表面温度T b(τ)与大气温度Tq 之差为: 48.65-28.0=20.65℃ < 25℃4.6、采取降温措施后的砼温度计算根据设计要求,主墩承台分三次浇筑,每次浇筑设置一层冷却管,高度方向距混凝土顶面100cm ,水平方向间距100cm (第一次浇筑厚度为2.0m,为最不利情况);冷却管材料选用钢管光-32-YB234-63黑铁管,外径42.25mm ,壁厚3.25mm 。
冷却管总量968.88m/3028.7kg ,单根冷却管总量161.48m/504.8kg冷却管自浇筑砼时即通入冷水,并连续通水14天,出水口流量10--20 l/min ,进水水温与砼内部温差小于20℃,冷却管内进出水温度差小于10℃,每隔1--2小时测温并记录一次。
在每次承台浇筑完毕后,利用冷却管流出的温水对承台进行蓄水保温养护。
蓄水高度0.2m ,主墩承台钢套箱内壁同样蓄水,高于承台面0.5m 。
本方案只计算主墩承台的冷却管降温参数,采用冷却管通水后降低砼内部的最高温度,表面蓄水进行保温,防止砼表面的温度与大气温度的温差过大。
相关计算参数为:水泥用量:350kg/m 3;浇筑温度28.0℃,浇筑后平均气温28.0℃; 冷却水初始水温15℃,水的比热C=4.2KJ/kg•K,ρs =1000kg/m 3,流量q s =15l/min=(15*60)/1000m 3/h=0.9m 3/h ;单根冷却管总长L=161.48m ;砼导热系数λ=3.15W/m•K,导温系数a=0.115m 2/d ,比热C=0.96KJ/kg•K,容重ρ=2400kg/m 3。
根据冷却管布置方案,计算冷却管冷却圆柱体的直径为:21S S 1.21=D = 1.001.001.21⨯=1.21m1.457log28.6394.225121log d log===D 0.1581.45720.115log28.639log100aa =⨯=='(此数据为化引的砼导温系数m 2/d )τττ0.1081.210.158D a 22==' 0.4840.910004.248.1613.153.6q L 3.6s s s =⨯⨯⨯⨯=⨯ρλC查参考图例(《斜拉桥建造技术》P339图3-2-64)得冷却水管散热残留比X 值,见下表相关数据:τ(d )0.5 1.5 2.5 3.5 4.5 5.5 2a D τ'0.054 0.162 0.27 0.378 0.486 0.594 X0.970.880.850.570.490.4ρC WQ T =h =240069.0335503⨯⨯=50.89℃ )()(ττ-m h h e-1T T =,其中m=0.397(1/d ) τττ0.00460.50.115h a 220=⨯==F 砼的绝热温升见下表: 龄期τ(d ) 1 2 3 4 5 6 砼绝热温27.8935.4240.4943.9046.1947.73升(℃)查参考图例(《斜拉桥建造技术》P341图3-2-66)得C a2值,见下表相关数据:通过表面和冷却管同时散热后的水化热温升,利用下述公式计算得出下表相关数值:计算公式为:[]∑=++••=ττττττχ10.5)i -(0.5)i -(21)-h()h()()T -(T i a r C Tτ 1 2 3 4 5 6 T τ27.8935.4240.4943.946.1947.73τ(d ) 0.5 1.5 2.5 3.5 4.5 5.5 F 0 0.0023 0.007 0.0115 0.0161 0.0207 0.0253 C a2 0.920.850.80.770.730.71ΔT τ 27.89 7.53 5.07 3.41 2.29 1.54 (C a2)0.5 0.92 0.85 0.8 0.77 0.73 0.71 X 0.5 0.97 0.88 0.85 0.57 0.49 0.4 (C a2X)0.5D 0.89 0.75 0.68 0.44 0.36 0.28 Σ 1d 24.89 24.89 2d 20.86 5.63 26.49 3d 18.97 5.12 3.45 27.53 4d 12.24 3.30 2.23 1.50 19.27 5d 9.98 2.69 1.81 1.22 0.82 16.52 6d7.922.141.440.970.650.4413.56从上表可以看出,最高温升发生在第3天,第3天时的0.01380.00460==τF ,查参考图例(《斜拉桥建造技术》P340图3-2-65)得C a1=0.0625值。