大体积混凝土施工中混凝土温度计算

大体积混凝土施工中混凝土温度计算

1、混凝土拌和温度

1.1混凝土不加冰拌和温度

设砼拌合物的热量系有各种原材料所供给，拌和前砼原材料的总热量与拌合后流态砼的总热量相等。 g

s w c g s g

g w s s w w w w c c c g g g s s s o m m m m T C T C m T C m T C m T C m T C T ωωωω++++++++++=

o T --砼拌和温度（℃）

w c g T T T T 、、、s --砂、石子、水泥、拌和用水的温度（℃） g s c m m m 、、--水泥、扣除含水量的砂及石子的重量（kg ） g s ωω、、w m --水及砂、石中游离水的重量（kg ）

w c g C C C 、、、s C --砂、石、水泥及水的比热容（kJ/kg ·K ） 若c g C C 、、s C 取0.84，w C 取4.2，则公式简化为：

g

s w c g s g

g s s w w c c g g s s o m m m m T T m T m T m T m T T ωωωω++++++++++=

)(22.0)(22.0

也可用表格计算法,∑∑=

mC

mC T T i

o

2、砂、石的重量是扣除游离水分后的净重。

1.2混凝土加冰拌和温度

为降低砼入模温度和砼的最高温度，常将部分水以冰屑代替，冰屑融解时要吸收335kJ/kg 的潜热（隔解热），可降低砼拌和温度。

g

s w c g s w

g g s s w w c c g g s s o m m m m Pm T T m T P m T m T m T T ωωωω+++++-++-+++=

)(22.080)1()(22.0

P —加冰率，实际加水量的%，经验加冰率一般控制在25%~75% 砼拌和水中加冰量也可根据需要降低水温按下式计算：

w

w wo T T T X +⨯-=

801000

)(

X —每吨水需加冰量(kg) T wo —加冰前水的温度（℃） T w --加冰后水的温度（℃） 2、混凝土出罐温度 3、混凝土浇筑温度

砼浇筑温度为砼拌和出机后，经运输平仓振捣等过程后的温度。

n o s o p T T T T θθθθ+⋅⋅⋅⋅⋅⋅+++-+=321)((

p T --砼浇筑温度 o T --砼拌和温度

⋅⋅⋅⋅n 321θθθθ、、--温度损失系数

4、混凝土绝热升温

假定结构四周无任何散热和热损失条件，水泥水化热全部转化成温升后的温度值，则砼的水化热绝对温升值：

)1()(mt c t e C Q m T --=

ρ )max ρ

C Q

m T c = )(t T --浇筑一段时间t ，砼的绝热温升值（℃） c m --每立方米砼水泥用量（kg/m 3

）

Q --每千克水泥水化热量（J/kg ）

C --砼的比热 在0.84~1.05kJ/kg ·K 之间，一般取0.96kJ/kg ·K

ρ--砼的质量密度。取2400 kg/m 3

e --常数为2.718

t --龄期（d ）

m --与水泥品种、比表面、浇捣时温度有关的经验系数，可查表，一般取0.2~0.4

max T --砼最大水化热温升值，即最终温升值 5、混凝土实际中心温度（混凝土水化热调整温升值）

实际大体积砼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，温升值比绝热状态计算的要小；再不同浇筑块厚度与砼的绝热温升亦有密切关系。当砼厚度在5m 以上，砼实际温升已接近绝热温升。故砼内部的中心温度：

ξ⋅+=)(max t o T T T

max T --砼内部中心最高温度

o T --砼浇筑入模温度

)(t T --在t 龄期时砼的绝热温升

ξ--不同砼厚度的温降系数，n

m T T

=ξ

n T --砼的最终绝热温升值 m T --砼由水化热引起的实际温升

不同浇筑厚度与砼绝热温升的关系（ξ值）

6、冷却循环水降温计算 6.1冷却水的热工计算

在基础砼底板内置循环冷却水管，循环水系统设容量为V (m 3/h)的水泵1台，考虑管道弯头水阻，取折减系数为80%，则冷却水量为0.8V 。 水的比热C 水=4.1868J/(kg ·K) 水的质量密度ρ水=1.0t/m 3

进出水温度差取t=15℃ 混凝土量砼V

每小时冷却水吸收的热量t ⨯⨯=水水ρC Q (J/h)

每小时每立方米砼被带走的热量（3天冷却水影响砼的体积占总体积的50%）

）砼2/1/(3⨯=V Q Q (J/h)

每小时每立方米砼被带走的热量（15天冷却水影响砼的体积占总体积的100%））砼1/(15⨯=V Q Q (J/h)

6.2使用冷却水后砼绝热温度降低值计算

6.2.1大体积砼温度峰值一般出现在砼浇筑完的3天后，使用冷却水3天后砼绝热温度降低值

按3天考虑，每立方米砼失去热量Q 3l =Q 3×24h ×3d

有冷却水时砼3天绝热升温T （3）=砼砼ρc e Q Wq mt l

)1)((3---

W —每立方米砼水泥用量 q —每公斤水泥水化热 c 砼—砼质量密度 e —常数为2.718

无冷却水时砼3天绝热升温T （3）l

=砼

砼ρc e Wq mt )

1(--

绝热温升差)3()3()3(T T T l

-=∆

6.2.2按15天考虑，每立方米砼失去热量 7、砼收缩值和收缩当量温差计算

7.1各龄期砼收缩值计算

砼在水泥水化、胶凝、硬化及随后的碳化过程中以及水分蒸发，必将引起体积的收缩，将产生一定的收缩变形。

在标准状态下砼最终收缩（即极限收缩）量，以结构相对收缩变形表示为： 460

1024.310324)(--⨯=⨯=∞y ε

各龄期砼的收缩变形随许多具体条件和因素的差异而变化，一般可用下列指数函数表达式进行收缩量的计算：