混凝土冬期施工热工计算 (终版)

冬施混凝土保温养护热工计算

一、混凝土保温养护方案

本标段工程在2015～2016年度冬期施工的工程主要都是地下结构部分，混凝土采用鲁冠搅拌站的冬季施工配比商品砼，用混凝土罐车运送到施工现场的过程中，对罐车覆盖保温，减少热量损失。混凝土浇注完成后采用蓄热法养护，用塑料薄膜+棉被+彩条布进行覆盖。

二、热工计算

1. 计算依据

(1) 《建筑工程冬期施工规程》.JGJ104-97

(2) 《混凝土结构工程施工质量验收规范》.GB50204-2002

2. 热工计算

C40冬施配合比砼。其配比：水泥305kg，水151kg，砂798kg，碎石976kg，粉煤灰用量85kg，矿粉60 kg，防冻剂9kg，膨胀剂9kg，水灰比0.42，砂率39%。采用高效防冻剂，受冻温度-15℃。

(1) 混凝土拌和物经运输到浇筑时温度T2

本工程所有混凝土均采用商品混凝土，根据生产厂商提供的数据混凝土拌和物出机温度都不低于15℃，计算时按最不利情况考虑取T1=15℃。

T2=T1−(αt1+0.032n)(T1−T a)

=15-(0.25×0.5+0.032×1)(15-0)

=12.65℃

式中T2——混凝土拌合物运输到浇筑时温度（℃）；

t1——混凝土拌合物自运输到浇筑时的时间（h）；取30分钟

n——混凝土拌合物动转次数；（动转1次）。

T a——混凝土拌合物运输时环境温度（取0℃）；

α——温度损失系数（h-1），取0.25

当用混凝土搅拌车输送时，α=0.25；（本工程采用运输方式）

当用开敞式大型自卸汽车时，α=0.20；

当用开敞式小型自卸汽车时，α=0.30；

当用封闭式自卸汽车时，α=0.1；

当用手推车时，α=0.50。

根据以上计算数据可以得出混凝土入模温度为12.65℃，满足设计及施工规范要求。

(2) 混凝土浇筑成型完成时温度T3

T3=C c m c T2+C f m f T f+C s m s T s

C c m c+C f m f+C s m s

=0.96×2500×12.65+2.1×50×0+0.46×4.65×0

0.96×2500+2.1×50+0.46×4.65

=12.11℃

式中T3——考虑模板和钢筋吸热影响，混凝土成型完成时的温度（°C）；

C c——混凝土的比热容（0.96kJ/kg.K）；

C f——模板的比热容（2.1kJ/kg.K）；

C s——钢筋的比热容（0.46kJ/kg.K）；

m c——每m3混凝土的重量（2500kg）；

m f——每m3混凝土相接触的模板重量（50kg）；

m s——每m3混凝土相接触的钢筋重量（4.65kg）；

T f——模板的温度，未预热时可采用当时的环境温度（取0℃）；

Ts——钢筋的温度，未预热时可采用当时的环境温度。

当当模板温度为-5℃时，浇筑完成后砼的温度为11.13℃。

根据以上计算得知，中板大体积砼浇筑完成时的温度能够达到5℃以上，本工程混凝土冬期施工养护方法采用综合蓄热法养护能够满足混凝土养护需要。

(3) 混凝土冷却时间

①结构表面系数

M=A

V

=

1219.06

351

=3.47m−1

②结构围护层总传热系数

K=

3.6

0.04+∑

d i

K i

n

i=1

=

3.6

0.04+(

0.04

0.3+

0.0002

0.2+

0.0005

0.2)

=20.36kJ m2∙h∙K

⁄

③综合参数

φ=

V ce∙Q ce∙m ce

V ce∙C c∙ρc−ω∙K∙M

=

0.013×330×305

0.013×0.96×2430−1.45×20.36×3.47

=18.15

式中ρc——混凝土质量密度（2430kg m3

⁄）；

m ce——每m3混凝土水泥用量（305kg）；

C c——混凝土的比热容（0.96kJ/kg.K）；

Q cE——水泥水化累积最终放热量（330kJ/kg）；

V cE——水泥水化速度系数（0.013h-1）；

ω——透风系数（1.45）；

M——混凝土结构表面系数(3.47m-1)；

K——结构围护层总传热系数(20.36kJ m2∙h∙K

⁄)。

④混凝土冷却至0℃所需的时间

φT m,a =

18.15

1

=18.15≥1.5

且KM=20.36×3.47=70.65≥50

根据《建筑工程冬期施工规程》.JGJ104-97附录B.2.4条，混凝土蓄热法养护冷却至0℃的时间可按下式计算。

t0=

1

V ce

ln

φ

T m,a

=

1

0.013

ln18.15=223h=9.3d

式中T m,a——混凝土养护开始到任一时刻t的平均气温（1℃）；

根据冷却时间计算，C40砼达到40%强度所需时间约72小时，大体积砼顶部覆盖塑料薄膜+棉被+彩条布，采取蓄热法能够满足要求。