混凝土的热工计算
混凝土热工计算
混凝⼟热⼯计算混凝⼟热⼯计算:依据《建筑施⼯⼿册》(第四版)、《⼤体积混凝⼟施⼯规范》(GB_50496-2009)进⾏取值计算。
砼强度为:C40 砼抗渗等级为:P6砼供应商提供砼配合⽐为:⽔:⽔泥:粉煤灰:外加剂:矿粉:卵⽯:中砂155: 205 : 110 : 10.63 : 110 : 1141 : 727⼀、温度控制计算1、最⼤绝热温升计算T MAX= W·Q/c·ρ=(m c+K1FA+K2SL+UEA)Q/Cρ式中:T MAX——混凝⼟的最⼤绝热温升;W——每m3混凝⼟的凝胶材料⽤量;m c——每m3混凝⼟的⽔泥⽤量,取205Kg/m3;FA——每m3混凝⼟的粉煤灰⽤量,取110Kg/m3;SL——每m3混凝⼟的矿粉⽤量,取110Kg/m3;UEA——每m3混凝⼟的膨胀剂⽤量,取10.63Kg/m3;K1——粉煤灰折减系数,取0.3;K2——矿粉折减系数,取0.5;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);T MAX=(205+0.3×110+0.5×110+10.63)×375/0.97×2400T MAX=303.63×375/0.97×2400=48.91(℃)2、各期龄时绝热温升计算Th(t)=W·Q/c·ρ(1-e-mt)= T MAX(1-e-mt);Th——混凝⼟的t期龄时绝热温升(℃);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。
根据商砼⼚家提供浇注温度为20℃,m值取0.362Th(t)=48.91(1-e-mt)计算结果如下表:3、砼内部中⼼温度计算T1(t)=T j+Thξ(t)式中:T1(t)——t 龄期混凝⼟中⼼计算温度,是该计算期龄混凝⼟温度最⾼值;T j——混凝⼟浇筑温度,根据商砼⼚家提供浇注温度为20℃;ξ(t)——t 龄期降温系数,取值如下表T1(t)=T j+Thξ(t)=20+ Thξ(t)计算结果如下表:由上表显⽰,砼中⼼温度最⾼值出现在第三天。
(新)混凝土热工计算
混凝土热工计算:依据《建筑施工手册》(第四版)、《大体积混凝土施工规范》(GB_50496-2009)进行取值计算。
砼强度为:C40 砼抗渗等级为:P6砼供应商提供砼配合比为:水:水泥:粉煤灰:外加剂:矿粉:卵石:中砂155: 205 : 110 : 10.63 : 110 : 1141 : 727一、温度控制计算1、最大绝热温升计算T MAX= W·Q/c·ρ=(m c+K1FA+K2SL+UEA)Q/Cρ式中:T MAX——混凝土的最大绝热温升;W——每m3混凝土的凝胶材料用量;m c——每m3混凝土的水泥用量,取205Kg/m3;FA——每m3混凝土的粉煤灰用量,取110Kg/m3;SL——每m3混凝土的矿粉用量,取110Kg/m3;UEA——每m3混凝土的膨胀剂用量,取10.63Kg/m3;K1——粉煤灰折减系数,取0.3;K2——矿粉折减系数,取0.5;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);T MAX=(205+0.3×110+0.5×110+10.63)×375/0.97×2400T MAX=303.63×375/0.97×2400=48.91(℃)2、各期龄时绝热温升计算Th(t)=W·Q/c·ρ(1-e-mt)= T MAX(1-e-mt);Th——混凝土的t期龄时绝热温升(℃);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。
根据商砼厂家提供浇注温度为20℃,m值取0.362Th(t)=48.91(1-e-mt)计算结果如下表:3、砼内部中心温度计算T1(t)=T j+Thξ(t)式中:T1(t)——t 龄期混凝土中心计算温度,是该计算期龄混凝土温度最高值;T j——混凝土浇筑温度,根据商砼厂家提供浇注温度为20℃;ξ(t)——t 龄期降温系数,取值如下表T1(t)=T j+Thξ(t)=20+ Thξ(t)计算结果如下表:由上表显示,砼中心温度最高值出现在第三天。
混凝土热工计算
一. 混凝土拌和温度的计算强度等级水泥用量258水泥温度60出机温度环境温度装料、转运、卸料21.62240.032时间:min 15θ:0.48总θ0.96二,混凝土浇筑温度计算:23.90T max =m c ×Q/(C×ρ)参数1C35参数2混凝土拌合物计算温度ρ――砼的质量密度,取2400Kg/m 3四,计算混凝土内部实际最高温度及实际最高温升值浇筑温度三。
计算混凝土最大水化热绝热温升值m c ――每立方米砼水泥用量(Kg)Q――每千克水泥水化热量(KJ/Kg),取330C――砼的比热,取0.96kJ/kg.KT(t)――砼浇筑完成t段时间,砼的绝热温升值(℃)。
t――砼浇筑后至计算时的天数(d)ξ——不同浇筑块厚度的温降系数1.4 MT(t)时间ξ16.8230.4614.6360.411.1290.3047.97120.2185.63150.1543.88180.1063.07210.0842.93240.081.83270.051.46300.04内部实际最高温度时间40.73338.53635.02931.881229.541527.781826.982126.832425.732725.3730混凝土内部实际最高温升值2.19T3-T63.51T6-T93.15T9-T122.34T12-T151.76T15-T180.80T18-T210.15T21-T241.10T24-T270.37T27-T30五、各龄期混凝土收缩值及收缩当量温差:ξy(t)=ξy0((1-e-0.01t)×M1×M2×…M10M1=1.00, M2=1.05 M3=1.00, M4=1.00, M5=1.20,M6=1.11 M7 =1.00, M8=1.40(水利半径倒数), M9=1.00, M10=0.80 (配筋率)M11M2 1.05M31M41M5 1.2M6 1.11M71M8 1.4M91M100.8M*M 1.566ξy 03.24E-04e-0.01tξy (t )5.08E-04*(1-e-0.01t)收缩值t(浇筑后计时天数)ξy (30) 1.32E-0430ξy (27) 1.20E-0427ξy (24) 1.08E-0424ξy(21)9.61E-0521ξy (18)8.36E-0518ξy (15)7.07E-0515ξy (12) 5.74E-0512ξy (9) 4.37E-059ξy (6) 2.96E-056ξy (3)1.50E-053Ty(t)收缩当量温差ξy(t)不同龄期收缩值α当量温度30d收缩值 1.32E-0413.1527d收缩值1.20E-0412.01T y (t)=ξy (t)/α =ξy(t)/1.0×10-5混凝土线性膨胀系数 取1.0*10-524d收缩值 1.08E-0410.8321d收缩值9.61E-059.6118d收缩值8.36E-058.3615d收缩值7.07E-057.0712d收缩值 5.74E-05 5.749d收缩值 4.37E-05 4.376d收缩值 2.96E-05 2.963d收缩值 1.50E-05 1.50当量温差t30-t27 1.15t27-t24 1.18t24-t21 1.22t21-t18 1.25t18-t15 1.29t15-t12 1.33t12-t9 1.37t9-t6 1.41t6-t31.46七、总综合温差11.7ΔTL α=1.0×10-518.5740000.00001计算书11.2εpaftρ1.080E-041.650.774f t ——混凝土抗拉设计强度,C35为1.65 N/mm 2εpa ——钢筋混凝土的极限拉伸;ρ——截面配筋率,计算取0.774%d——钢筋直径,取3.2cm九、钢筋混凝土极限拉伸计算:εpa=0.5ft(1+ρ/d)×10-4t 2-t 1——温度差,取25℃; 内外温差要计算八、混凝土温度变形值计算ΔT=L(t2-t1)αΔT——随温度变化而伸长或缩短的变形值(mm);L——结构长度(mm),为mm;六.各龄期混凝土收缩当量温差T=Ty(3-6)+Ty(6-9)+Ty(9-12)+Ty(12-15)+Ty(15式中: ——混凝土的弹性模量,一般近似取标准条件下养护28d 的弹性模量,可按表B.3.1-1取用;此处β=β1·β2 =0.99*1.02= 1.0098E(t)βE07.527E+03 1.0098 3.15E+041.327E+04 1.0098 3.15E+041.766E+04 1.0098 3.15E+042.101E+04 1.0098 3.15E+042.356E+04 1.0098 3.15E+042.551E+04 1.0098 3.15E+042.700E+04 1.0098 3.15E+042.814E+04 1.0098 3.15E+042.901E+04 1.0098 3.15E+042.967E+041.00983.15E+04十、各龄期混凝土弹性模量E(t)=βE0(1-e-0.09t)——混凝土龄期为t 时,混凝土的弹性模量(N/mm 2);β=β1·β2 (B.3.1-2)β——掺合料修正系数,该系数取值应以现场试验数据为准,在施工准备阶段和现场无试验数据时,可参 β1——粉煤灰掺量对应系数,取值参见表B.3.1-2; β2——矿粉掺量对应系数,取值参见表B.3.1-2;φ——系数,应根据所用混凝土试验确定,当无试验数据时,可近似地取φ=0.09)(t E 0E11、结构计算温差=混凝土内部实际最高温升值2.193.513.152.341.760.800.151.100.37相关参数:A 1A 2R 10.0237d -1 3.45167d -1(-0.067419d -1)e 为常数=2.718(混凝土内部实际最高温升值+各龄期混各龄期混凝土收缩当量温差1.51.31.21.21.11.41.41.31.3S(18)=0.252;S(15)=0.233;S(12)=0.215;S(9) =0.214;S(6) =0.208;S(3)=0.186此应力松弛系数可直接引用13、混凝土的内部温度应力计算12、各龄期混凝土应力松弛系数:S h(t )=1-A 1/R 1(1-e-R1t)-A 2/R 2(1-e-R2t)A 1,R 1,A 2,R 2 分别为经验系数S(30)=1.00;S(27)=0.57;S(24)=0.436;S(21)=0.301;L——基础长度 L=74000mmζ(t)=E (i)×α×T (i)×〔1-1/ch βL/2〕S i(t)ζ(t)——各龄期混凝土基础所承受的温度应力;E (i)——各龄期混凝土的弹性模量;(如3天和6天的平均值)T (i)——各龄期综合温度;(即结构计算温差)α混凝土线性膨胀系数1.0*10-5S i(t)——各龄期混凝土松弛系数;(如3天和6天的平均值)ch βL/2——双曲余弦函数,可由表查得;β——系数 β=(C X /HE (t))0.5ζ(t) (N/mm)E(i)α0.0499 1.040E+04 1.00E-050.0891 1.547E+04 1.00E-050.0918 1.933E+04 1.00E-050.0826 2.228E+04 1.00E-050.0769 2.454E+04 1.00E-050.0606 2.626E+04 1.00E-050.0544 2.757E+04 1.00E-050.1256 2.857E+04 1.00E-050.13122.934E+041.00E-05混凝土内部最大温度应力为0.7621N/mm2混凝土抗拉强度设计值为 1.65N/mm2抗裂安全度为0.462是否安全安全Tmax=T0+Q/10+F/5055.7840.73hλi λ1.40.14 2.3Tb Ta KT 0——混凝土浇筑温度,前面计算为X℃。
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。
混凝土结构热工计算技术规程
混凝土结构热工计算技术规程一、前言混凝土结构在建筑中应用广泛,其热工计算是保证建筑物节能性能的关键。
本文旨在提供混凝土结构热工计算的详细技术规程,包括热阻计算、温度场分析、水热耦合分析等方面的内容。
二、热阻计算热阻计算是混凝土结构热工计算的基础,其计算公式为:R = d/λ其中,R为热阻,单位为K·m²/W;d为材料厚度,单位为m;λ为材料的导热系数,单位为W/(m·K)。
在热阻计算中,需要准确获取混凝土结构不同部位的厚度和导热系数。
在实际计算中,常使用标准值作为导热系数,需要注意的是,不同标准值适用于不同的混凝土品种和密度等级。
三、温度场分析温度场分析是混凝土结构热工计算中的重要内容,其目的是预测混凝土结构在不同温度下的变形和应力状态,为结构设计和施工提供依据。
温度场分析可以分为静态分析和动态分析两种。
静态分析适用于稳态温度场下的分析,可以通过解析方法或有限元方法来实现。
动态分析适用于非稳态温度场下的分析,通过数值模拟方法来实现。
在温度场分析中,需要准确获取混凝土结构的材料参数、边界条件和温度载荷等信息。
同时,需要选择合适的分析方法和计算软件,进行模型建立、计算参数设置和结果分析等工作。
四、水热耦合分析水热耦合分析是混凝土结构热工计算中的高级内容,其目的是预测混凝土结构在水热耦合作用下的变形和应力状态,为结构设计和施工提供更为精确的依据。
水热耦合分析需要考虑混凝土结构内部的水分传输、热传输和化学反应等过程,同时还需要考虑外部环境的影响。
在水热耦合分析中,需要使用相应的数值模拟方法和计算软件,进行模型建立、计算参数设置和结果分析等工作。
在水热耦合分析中,需要准确获取混凝土结构的材料参数、边界条件和水热载荷等信息。
同时,需要进行模型验证和参数敏感性分析等工作,以提高模型的准确性和可靠性。
五、结论混凝土结构热工计算是保证建筑物节能性能的关键,其热阻计算、温度场分析和水热耦合分析等方面的技术规程对于混凝土结构的设计和施工具有重要的意义。
混凝土热工计算公式
冬季施工混凝土热工计算步骤冬季施工混凝土热工计算步骤如下:1、混凝土拌合物的理论温度:T0=【0.9(mceTce+msaTsa+mgTg)+4.2T(mw+wsamsa-wgmg)+c1(wsamsaTsa+wgmgTg)-c2(wsamsa+wgmg)】÷【4.2mw+0.9(mce+msa+mg)】式中T0——混凝土拌合物温度(℃)mw、mce、msa、mg——水、水泥、砂、石的用量(kg)T0、Tce、Tsa、Tg——水、水泥、砂、石的温度(℃)wsa、wg——砂、石的含水率(%)c1、c2——水的比热容【KJ/(KG*K)】及熔解热(kJ/kg)当骨料温度>0℃时,c1=4.2,c2=0;≤0℃时,c1=2.1,c2=335。
2、混凝土拌合物的出机温度:T1=T0-0.16(T0-T1)式中T1——混凝土拌合物的出机温度(℃)T0——搅拌机棚内温度(℃)3、混凝土拌合物经运输到浇筑时的温度:T2=T1-(at+0.032n)(T1-Ta)式中T2——混凝土拌合物经运输到浇筑时的温度(℃);tt——混凝土拌合物自运输到浇筑时的时间;a——温度损失系数当搅拌车运输时,a=0.254、考虑模板及钢筋的吸收影响,混凝土浇筑成型时的温度:T3=(CcT2+CfTs)/( Ccmc+Cfmf+Csms)式中T3——考虑模板及钢筋的影响,混凝土成型完成时的温度(℃);Cc、Cf、Cs——混凝土、模板、钢筋的比热容【kJ/(kg*k)】;混凝土取1 KJ/(kg*k);钢材取0.48 KJ/(kg*k);mc——每立方米混凝土的重量(kg);mf、mc——与每立方米混凝土相接触的模板、钢筋重量(kg);Tf、Ts——模板、钢筋的温度未预热时可采用当时的环境温度(℃)。
根据现场实际情况,C30混凝土的配比如下:水泥:340 kg,水:180 kg,砂:719 kg,石子:1105 kg。
砂含水率:3%;石子含水率:1%。
混凝土结构热工计算标准
混凝土结构热工计算标准一、引言混凝土结构热工计算标准是混凝土结构设计中的重要组成部分,其目的是为了保证混凝土结构在使用过程中的能耗和热舒适性。
本文将从热传导计算、热容计算、热辐射计算等方面详细阐述混凝土结构热工计算标准的具体内容。
二、热传导计算标准热传导计算是混凝土结构热工计算的重要环节。
其计算方法可以采用有限元方法、有限差分法等多种方式进行,但在进行计算时需要遵循以下标准:1. 混凝土的导热系数应根据具体材料进行计算,并考虑其随温度的变化。
2. 建筑内外空气的温度应按照当地气象数据进行确定,考虑不同季节、不同时间段的变化。
3. 建筑结构的表面温度应根据室内温度和空气流动情况进行计算。
4. 计算过程中应考虑建筑结构不同部位的热传导系数差异,如墙体、屋顶、地面等。
三、热容计算标准热容计算是混凝土结构热工计算的另一个重要环节。
其计算方法可以采用经验公式、实验测定法等多种方式进行,但在进行计算时需要遵循以下标准:1. 混凝土的比热容应根据具体材料进行计算,并考虑其随温度的变化。
2. 建筑结构的热容应根据结构的质量、厚度等因素进行计算。
3. 计算过程中应考虑建筑结构不同部位的热容差异,如墙体、屋顶、地面等。
4. 建筑内外空气的温度应按照当地气象数据进行确定,考虑不同季节、不同时间段的变化。
四、热辐射计算标准热辐射计算是混凝土结构热工计算的另一个重要环节。
其计算方法可以采用经验公式、实验测定法等多种方式进行,但在进行计算时需要遵循以下标准:1. 建筑内外的热辐射应根据当地气象数据进行确定,考虑不同季节、不同时间段的变化。
2. 建筑结构的表面温度应根据室内温度和空气流动情况进行计算。
3. 计算过程中应考虑建筑结构不同部位的热辐射差异,如墙体、屋顶、地面等。
4. 热辐射计算还应考虑建筑结构的反射率、吸收率等因素。
五、综合计算标准混凝土结构热工计算的综合计算是将以上三个环节的计算结果综合起来进行分析,以确定建筑结构的能耗和热舒适性。
混凝土热工计算步骤及公式
冬季混凝土施工热工计算步骤1:出机温度T1应由预拌混凝土公司计算并保证,现场技术组提出混凝土到现场的出罐温度要求。
计算入模温度T2:(1)现场拌制混凝土采用装卸式运输工具时T2=T1-△T y(2)现场拌制混凝土采用泵送施工时:T2=T1-△T b(3)采用商品混凝土泵送施工时:T 2=T 1-△T y -△T b其中,△T y 、△T b 分别为采用装卸式运输工具运输混凝土时的温度降低和采用泵管输送混凝土时的温度降低,可按下列公式计算:△T y=(αt 1+0.032n )×(T 1- T a)式中:T 2——混凝土拌合物运输与输送到浇筑地点时温度(℃)△T y ——采用装卸式运输工具运输混凝土时的温度降低(℃) △T b ——采用泵管输送混凝土时的温度降低(℃)△T 1——泵管内混凝土的温度与环境气温差(℃),当现场拌制混凝土采用泵送工艺输送时:△T 1= T 1- T a ;当商品混凝土采用泵送工艺输送时:△T 1= T 1- T y - T aT a ——室外环境气温(℃)t 1——混凝土拌合物运输的时间(h )t 2——混凝土在泵管内输送时间(h )n ——混凝土拌合物运转次数C c ——混凝土的比热容[kj/(kg ·K)]ρc ——混凝土的质量密度(kg/m 3) 一般取值2400λb ——泵管外保温材料导热系数[W/(m ·k )]d b ——泵管外保温层厚度(m )D L ——混凝土泵管内径(m )D w ——混凝土泵管外围直径(包括外围保温材料)(m )ω——透风系数,可按规程表A.2.2-2取值α——温度损失系数(h -1);采用混凝土搅拌车时:α=0.25;采用开敞式大型自卸汽车时:α=0.20;采用开敞式小型自卸汽车时:α=0.30;采用封闭式自卸汽车时:α=0.1;采用手推车或吊斗时:α=0.50步骤2:考虑模板和钢筋的吸热影响,计算成型温度T3 T3=ss f f c c s s s f f f c c m C m C m C T m C T m C T m C ++++2 C c ——混凝土比热容(kj/kg ·K )普通混凝土取值0.96C f ——模板比热容(kj/kg ·K )木模2.51,钢模0.48C s ——钢筋比热容(kj/kg ·K )0.48m c ——每m 3混凝土重量(kg )2500m f ——每m 3混凝土相接触的模板重量(kg )m s ——每m 3混凝土相接触的钢筋重量(kg )T f ——模板的温度,未预热时可采用当时的环境温度(℃)T s ——钢筋的温度,未预热时可采用当时的环境温度(℃)步骤3:计算T=0℃时的t 3T 4——混凝土蓄热养护开始到任一时刻的温度(℃)T m,a ——混凝土蓄热养护开始到任一时刻t 的平均气温(℃)t 3——混凝土蓄热养护开始到任一时刻的时间(h )V ce ——水泥水化速度系数(h -1)ηθϕ——综合系数cc ce C V M K ρωθ∙∙∙∙= M k C V m Q V c c ce ce ce ce ∙∙-∙∙∙∙=ωρϕ ϕη+-=a m T T ,3 ρc ——混凝土的质量密度(kg/m 3) 一般取值2400Q ce ——水泥水化累积最终放热量(kj/kg )ω——透风系数M ——结构表面系数(m -1) M=A/V=表面积/体积k ——结构围护层的总传热系数(kj/m2·h ·K )d i ——第i 层围护层厚度(m )λi ——第i 层围护层的导热系数[W/(m ·k )]此时的已知条件:T m,a 、V ce 、ρc 、Q ce 、ω、M 、k设T=0℃,计算出t 3步骤4:计算出T=0℃时的平均养护温度a m t V t V ce m T t V T ce ce ,3331+⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-=∙∙-∙-ϕθηθηϕθ 由步骤3中计算出的t 3,带入求出T m 。
混凝土热工计算书
混凝土热工计算书一、冬期施工的已知条件工程使用的全部是顺城搅拌站商品砼,所以要求混凝土经过运输成型后的温度为10℃—20℃。
二、热工计算:1、当施工现场温度为-5℃时混凝土因钢模板和钢筋吸热后的温度:T3=(G n C n T2+G m C m T m)/(G n C n+G m C m)=(2400×1×10+279×0.48×5)/(2400×1+279×0.48)=9.2℃T3:混凝土在钢模板和钢筋吸收热量后的温度(℃)G n:1m³混凝土为2400KgG m:1m³混凝土相接触的钢模板和钢筋的总重量为279KgC n:混凝土比热,取1KJ/KgKC m:钢材比热,取0.48 KJ/KgKT2:混凝土经过搅拌、运输、成型后的温度(℃)T m:钢模板、钢筋的温度,即当时大气温度(℃)混凝土浇筑完毕后的温度为9.2℃经计算得:(1)当混凝土经过运输成型后的温度为10℃当施工现场温度为0℃时,混凝土浇筑完毕后的温度为9.47℃当施工现场温度为-5℃时,混凝土浇筑完毕后的温度为9.2℃当施工现场温度为-10℃时,混凝土浇筑完毕后的温度为8.94℃当施工现场温度为-15℃时,混凝土浇筑完毕后的温度为8.67℃(2)当混凝土经过运输成型后的温度为15℃当施工现场温度为0℃时,混凝土浇筑完毕后的温度为14.79℃当施工现场温度为-5℃时,混凝土浇筑完毕后的温度为14.53℃当施工现场温度为-10℃时,混凝土浇筑完毕后的温度为14.27℃当施工现场温度为-15℃时,混凝土浇筑完毕后的温度为14.01℃(3)当混凝土经过运输成型后的温度为20℃当施工现场温度为0℃时,混凝土浇筑完毕后的温度为18.94℃当施工现场温度为-5℃时,混凝土浇筑完毕后的温度为18.68℃当施工现场温度为-10℃时,混凝土浇筑完毕后的温度为18.41℃当施工现场温度为-15℃时,混凝土浇筑完毕后的温度为18.15℃2、设:室外平均气温t p=-5℃,室外最低温度-15℃,砼浇灌后的初始温度t0=10℃。
混凝土构件热工计算与应用技术
混凝土构件热工计算与应用技术一、引言混凝土作为一种主要的建筑材料,在建筑和工程领域中得到广泛的应用。
为了保证混凝土构件的热工性能,必须进行热工计算和应用技术的研究。
本文将介绍混凝土构件热工计算和应用技术的相关知识。
二、混凝土构件的热工性能混凝土构件的热工性能是指在一定的温度和湿度条件下,混凝土构件所表现出的热传导和储热性能。
热传导性能是指混凝土在温度梯度作用下的热传递能力,即混凝土的导热系数。
储热性能是指混凝土在储存热量时的能力,即混凝土的比热容和热惯性。
三、混凝土构件热工计算方法混凝土构件的热工计算方法有很多种,以下介绍几种常用的方法。
1. 稳态热传导计算方法稳态热传导计算方法是指在热传导过程中,任何时刻热流量和温度梯度都不随时间变化的计算方法。
该方法适用于单层板、多层板和复合材料等结构的热工计算。
2. 非稳态热传导计算方法非稳态热传导计算方法是指在热传导过程中,热流量和温度梯度随着时间变化的计算方法。
该方法适用于混凝土墙板、地板和屋顶等结构的热工计算。
3. 有限元法有限元法是一种数值计算方法,它将复杂的混凝土结构分解成若干个小单元,然后通过计算每个小单元的热传导系数和热容量等参数,得到整个混凝土结构的热工计算结果。
该方法适用于各种形状和结构的混凝土构件的热工计算。
四、混凝土构件热工应用技术混凝土构件的热工应用技术主要包括以下几个方面。
1. 混凝土墙体的保温技术混凝土墙体的保温技术是指通过在墙体内部或外部增加保温材料,使墙体具有更好的保温性能。
常用的保温材料有聚苯乙烯泡沫板、岩棉板、玻璃棉板等。
采用保温技术可以大大降低墙体传热系数,减小室内温度变化,提高建筑的能源利用效率。
2. 混凝土地板的地暖技术混凝土地板的地暖技术是指通过在地板下铺设地暖管道,将热能传递到地面上,提高室内舒适度。
地暖管道常用的材料有聚乙烯、交联聚乙烯等,可根据不同的地面材料和温度要求进行选择。
3. 混凝土屋顶的绿化技术混凝土屋顶的绿化技术是指在屋顶上种植植物,形成绿色屋顶,达到增加屋顶保温性能、减少雨水径流、改善城市生态环境等目的。
混凝土结构热工计算技术规程
混凝土结构热工计算技术规程一、前言混凝土结构在实际工程中广泛应用,对于混凝土结构的热工计算,是保证混凝土结构建筑物的安全性、耐久性、经济性的关键。
本文将介绍混凝土结构热工计算技术规程,包括热传导计算、热辐射计算、热对流计算三个方面。
二、热传导计算热传导计算是混凝土结构热工计算的重要部分。
热传导计算的目的是确定混凝土结构中的温度场分布和热流分布。
热传导方程的一般形式为:$$\frac{\partial T}{\partial t}=\nabla(\lambda\nabla T)+Q$$其中,$\lambda$为热导率,$T$为温度场,$Q$为热源。
在混凝土结构中,热源主要来自于环境温度、太阳辐射、人体散热等因素。
1. 热导率的确定热导率是热传导计算中的重要参数,它决定了混凝土结构中热流的传递速度。
热导率的确定需要考虑混凝土的材料性质、含水率、温度等因素。
一般来说,混凝土的热导率随着含水率的增加而降低,随着温度的升高而增加。
混凝土的热导率可以通过实验测定或者参考相关标准确定。
2. 温度场分布的计算温度场分布的计算是热传导计算的核心内容。
在混凝土结构中,由于混凝土的热容量较大,热传导速度较慢,因此温度场的计算需要考虑时间因素。
一般采用有限元方法进行计算,将混凝土结构分割成若干个小单元,对每个小单元进行热传导计算,最终得到整个混凝土结构中的温度场分布。
3. 热流分布的计算热流分布的计算是热传导计算的另一个重要内容。
混凝土结构中的热流主要来自于环境温度、太阳辐射、人体散热等因素。
在热传导计算中,需要将这些热流作为热源加入到热传导方程中,计算出混凝土结构中的热流分布。
三、热辐射计算热辐射计算是混凝土结构热工计算中的另一个重要部分。
热辐射计算的目的是确定混凝土结构表面的辐射热流密度分布。
热辐射计算的关键是确定混凝土结构表面的辐射系数和表面温度。
1. 辐射系数的确定辐射系数是热辐射计算中的重要参数,它反映了混凝土结构表面的辐射特性。
混凝土热工计算书
混凝土热工计算书首先,热传导是指热量在材料内部的传递过程。
混凝土是一种多孔材料,其热导率与材料中的孔隙率、颗粒状填料等相关。
常用的热传导计算方法有斯迈诺夫公式和法拉第定律。
斯迈诺夫公式适用于计算混凝土体内部的热传导,其计算公式为:q=λ(ΔT/Δx)其中,q为单位时间、单位面积内通过混凝土的热流量,λ为混凝土的热导率,ΔT为温度差,Δx为传热长度。
法拉第定律适用于计算混凝土与周围环境之间的热传导,其计算公式为:q=hA(ΔT)其中,q为单位时间、单位面积通过混凝土与周围环境之间的热流量,h为对流换热系数,A为热流的横截面积,ΔT为温度差。
其次,热辐射是指材料之间通过辐射热量进行传递的过程。
混凝土材料的热辐射计算主要涉及到黑体辐射和灰体辐射计算。
黑体辐射计算可以使用斯蒂芬—波尔兹曼定律进行,其计算公式为:q=εσA(T1^4-T2^4)其中,q为单位时间、单位面积通过混凝土之间的热流量,ε为混凝土的发射率(取值范围为0到1),σ为斯蒂芬—波尔兹曼常数,A为辐射的横截面积,T1和T2分别为两者的温度。
最后,对流传热是指通过流体介质(如水、空气等)进行热量传递的过程。
对流传热计算需要考虑流体介质的流速、流动形式(对流、强制对流等)等因素。
常用的对流传热计算方法有牛顿冷却定律和恒温端传热公式。
牛顿冷却定律适用于计算混凝土材料表面与周围流体介质之间的对流传热,其计算公式为:q=hA(ΔT)其中,q为单位时间、单位面积通过表面的热流量,h为对流换热系数,A为表面的横截面积,ΔT为表面和周围流体介质的温度差。
恒温端传热公式适用于计算混凝土内部流动体内的对流传热,其计算公式为:q=mCp(ΔT)其中,q为单位时间、单位质量的热流量,m为流体的质量,Cp为流体的比热容,ΔT为流体的温度差。
综上所述,混凝土热工计算是一个涉及多个方面的复杂工作,需要综合考虑热传导、热辐射和对流传热等因素。
通过合理的热工计算,可以对混凝土材料的设计和施工进行指导,以保证其在不同温度条件下的稳定性和安全性。
混凝土冬期施工热工计算
混凝土冬期施工热工计算1、混合物拌合物的温度T0=[0.9(WcTc+WsTs+WgTg)+4.2Tw(Ww-PsWs-PgWg)+C1(PsWsTs+ PgWgTg)-C2 (PsWs+PgWs)]÷[4.2Ww+0.9(Wc+Ws+Wg)]式中:T0 ——混凝土拌合物的温度(℃)Ww——水的用量,为209Kg Wc——水泥用量,为419KgWs——砂的用量,为585Kg Wg——碎石用量,为1187KgTw——水的温度,为50℃Tc——水泥温度,取5℃Ts——砂的温度,取2℃Tg——碎石温度,取2℃Ps——砂的含水率,取2% Pg——石的含水率,为0由于骨料温度为正温,故C1=4.2 C2=0则T0=[0.9(209×50+585×5+1187×2)+4.2×50(209-585×2%)+4.2×585×2×2%÷[4.2×209+0.9×(419+585+1187)]=19.5℃2、混凝土拌合物的出机温度T1=T0-0.16(T0-T b)式中:T1——混凝土拌合物的出机温度(℃)T0——混凝土拌合物的温度(℃)T b——搅拌机棚内温度,取-10℃则T1=19.5-0.16(19.5-10)= 14.8℃3、混凝土拌合物经运输至成型完成时的温度T2=T1-(at+0.032n)(T1-T a)式中:T2——混凝土经运输至成型完成时的温度(℃)T1——混凝土拌合物的出机温度(℃)a ——温度损失系数(h m-1),用混凝土罐车时a取0.10t ——混凝土自运输至浇筑完成时间,考虑到随成型随覆盖,t取0.9hn ——混凝土转运次数,取n=3T a——运输时的环境气温(℃),取-10℃则T2=14.8-(0.1×0.5+0.032×3)(14.8-10)=10.2℃4、考虑钢模板等的吸热影响,混凝土成型完成时的温度T3=(CcWcT1+ CtWtT t)/ (CcWc+ CtWt)式中:T3——考虑钢模吸热影响,砼成型完成温度(℃)Cc——混凝土的比热容(KJ/Kg·k),取1.05Ct——钢模的比热容(KJ/Kg·k),取0.63Wc——每m3砼的质量,为2400KgWt——每m3砼接触的钢模质量=2×0.025/2.565=0.0195Kg/ m3T2——混凝土成型完成温度(℃)T t——钢模板的温度(℃)取-10℃则T3=[1.05×2400×1.02+ 0.63×0.0195×(-10)]/ (1.05×2400+ 0.63×0.0195)=10.2满足要求。
混凝土热工计算步骤及公式Word版
冬季混凝土施工热工计算步骤1:出机温度T1应由预拌混凝土公司计算并保证,现场技术组提出混凝土到现场的出罐温度要求。
计算入模温度T2:(1)现场拌制混凝土采用装卸式运输工具时T2=T1-△T y(2)现场拌制混凝土采用泵送施工时:T2=T1-△T b(3)采用商品混凝土泵送施工时:T 2=T 1-△T y -△T b其中,△T y 、△T b 分别为采用装卸式运输工具运输混凝土时的温度降低和采用泵管输送混凝土时的温度降低,可按下列公式计算:△T y=(αt 1+0.032n )×(T 1- T a)式中:T 2——混凝土拌合物运输与输送到浇筑地点时温度(℃)△T y ——采用装卸式运输工具运输混凝土时的温度降低(℃)△T b ——采用泵管输送混凝土时的温度降低(℃)△T 1——泵管内混凝土的温度与环境气温差(℃),当现场拌制混凝土采用泵送工艺输送时:△T 1= T 1- T a ;当商品混凝土采用泵送工艺输送时:△T 1= T 1- T y - T aT a ——室外环境气温(℃)t 1——混凝土拌合物运输的时间(h )t 2——混凝土在泵管内输送时间(h )n ——混凝土拌合物运转次数C c ——混凝土的比热容[kj/(kg ·K)]ρc ——混凝土的质量密度(kg/m 3) 一般取值2400λb ——泵管外保温材料导热系数[W/(m ·k )]d b ——泵管外保温层厚度(m )D L ——混凝土泵管内径(m )D w ——混凝土泵管外围直径(包括外围保温材料)(m )ω——透风系数,可按规程表A.2.2-2取值α——温度损失系数(h -1);采用混凝土搅拌车时:α=0.25;采用开敞式大型自卸汽车时:α=0.20;采用开敞式小型自卸汽车时:α=0.30;采用封闭式自卸汽车时:α=0.1;采用手推车或吊斗时:α=0.50步骤2:考虑模板和钢筋的吸热影响,计算成型温度T3 T3=ss f f c c s s s f f f c c m C m C m C T m C T m C T m C ++++2 C c ——混凝土比热容(kj/kg ·K )普通混凝土取值0.96C f ——模板比热容(kj/kg ·K )木模2.51,钢模0.48C s ——钢筋比热容(kj/kg ·K )0.48m c ——每m 3混凝土重量(kg )2500m f ——每m 3混凝土相接触的模板重量(kg )m s ——每m 3混凝土相接触的钢筋重量(kg )T f ——模板的温度,未预热时可采用当时的环境温度(℃)T s ——钢筋的温度,未预热时可采用当时的环境温度(℃)步骤3:计算T=0℃时的t 3T 4——混凝土蓄热养护开始到任一时刻的温度(℃)T m,a ——混凝土蓄热养护开始到任一时刻t 的平均气温(℃)t 3——混凝土蓄热养护开始到任一时刻的时间(h )V ce ——水泥水化速度系数(h -1)ηθϕ——综合系数cc ce C V M K ρωθ••••= M k C V m Q V c c ce ce ce ce ••-••••=ωρϕ ϕη+-=a m T T ,3 ρc ——混凝土的质量密度(kg/m 3) 一般取值2400Q ce ——水泥水化累积最终放热量(kj/kg )ω——透风系数M ——结构表面系数(m -1) M=A/V=表面积/体积k ——结构围护层的总传热系数(kj/m2·h ·K )d i ——第i 层围护层厚度(m )λi ——第i 层围护层的导热系数[W/(m ·k )]此时的已知条件:T m,a 、V ce 、ρc 、Q ce 、ω、M 、k设T=0℃,计算出t 3步骤4:计算出T=0℃时的平均养护温度a m t V t V ce m T t V T ce ce ,3331+⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-=••-•-ϕθηθηϕθ 由步骤3中计算出的t 3,带入求出T m 。
混凝土热工计算
附件1:冬期施工混凝土热工计算根据施工进度安排,本工程进入冬施垫层混凝土强度等级C20,基础底板C35(P8),地下室梁、顶板混凝土等级C35(P8),地下二层外墙及与其相连的混凝土柱混凝土等级C35(P8),地下一层外墙及与其相连的混凝土柱混凝土等级C40(P8),内墙、柱混凝土强度等级C45。
混凝土热工计算分两部分,一为入模温度计算,二为混凝土养护期间的温度计算。
预计最不利施工时间为2016年1月前后,混凝土施工平均气温约为-5℃。
本工程墙体、框架柱混凝土拆模后拟采用粘贴一层塑料布,再用木条挂阻燃岩棉被保温。
楼板混凝土浇筑完毕,采用铺一层塑料布,再铺一层阻燃岩棉被保温。
以下分别验算各部位混凝土采用以上保温措施能否满足抗冻要求。
一、混凝土入模温度计算:本工程混凝土为商品混凝土,要求混凝土拌合物到现场后出罐车温度不得小于15℃。
1.混凝土入模温度T2=T1-(αt1+0.032n)(T1-Ta)式中:T1——混凝土拌合物出罐车温度(℃)取15℃T2——混凝土拌合物入模温度(℃)ti——混凝土拌合物自运输到浇筑时的时间(h)取10min 30min n——混凝土拌合物运转次数取1次Ta——混凝土拌合物运输时的环境温度(℃)取-10℃α——温度损失系数(h=1)取0.25T2=15-(0.25×30÷60+0.032×1)×(15+10)=13.16℃11.08 2.考虑模板和钢筋吸热影响,混凝土成型完成的温度T3=(CcmcT2+CfmfTf+CsmsTs)/(Ccmc+Cfmf+Csms)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(℃)CC——混凝土的比热容(kJ/kg·k)取1.0kJ/kg·kCf——模板的比热容(kJ/kg·k)墙、楼板15mm厚木胶合板取2.1kJ/kg·kCs——钢筋的比热容(kJ/kg·k)取0.48kJ/kg·kmC——每m3混凝土重量(kg)取2500kgmf——每m3混凝土相接触的模板重量(kg)墙、楼板15mm厚木胶合板取99.96kgms——每m3混凝土相接触的钢筋重量(kg)取100kgTf——模板温度,采用当时的环境温度(℃)取-10℃T3——钢筋温度,采用当时的环境温度(℃)取-10℃计算:C35墙体混凝土(取木胶合板计算)T3=(1×2500×13.16 11.08-2.1×99.96×10-0.48×100×10)/(1×2500+2.1×99.96+0.48×100)=10.99℃9.11℃C35梁、板混凝土(取木胶合板计算)T3=(1×2500×13.16 11.08-2.1×99.96×10-0.48×100×10)/(1×2500+2.1×99.96+0.48×100)=10.99℃9.11℃二、用综合蓄热法混凝土养护期间温度计算混凝土蓄热养护开始到任一时刻t的平均温度Tm =1/(Vcet)[ψe-Vce·t-(η/θ)×e-Vce·t+η/θ-ψ]+Tm·a其中ψ、η、θ为综合参数,按下式计算:θ=(ω·K·M)/(Vce ·Cc·ρc)ψ=(Vce ·Qce·mce)/(Vce·Cc·ρc-ω·K·M)η=T3-Tm·a+ψ式中:Tm——混凝土蓄热养护开始到任一时刻t的平均温度(℃)t——混凝土蓄热养护开始到任一时刻的时间(h)Tm·a——混凝土蓄热养护开始任一时刻t的平均气温(℃)取-10℃ρc——混凝土的质量密度(kg/m3)取2500kg/m3mCe——每m3混凝土水泥用量(kg/m3) C35混凝土取288kg/m3CC——混凝土的比热容(kJ/kg·k)取1.0kJ/kg·kQCe——水泥水化积累最终放热量(kJ/kg)取350kJ/kgVCe——水泥水化速度系数(h-1)取0.013h-1ω——透风系数取1.3M——结构表面系数(m-1)墙取5.0m-1,楼板取7.5m-1 K——结构围护层的总传热系数(kJ/㎡·h·k)按下式计算:K=3.6/(0.04+∑di/Ki)式中:di——第i层围护层厚度(m)保温棉毡被取0.008mKi——第i层围护层的导热系数(W/m· K)保温棉毡取0.03W/m·K 墙、楼板围护层传热系数K=3.6/(0.04+0.008÷0.030)=11.74kJ/㎡·h·ke——自然对数底取2.721.ψ、η、θ综合参数计算:θ墙=(1.3×15.0×5.0)/(0.013×1×2500)=2.35θ楼板=(1.3×15.0×7.5)/(0.013×1×2500)=3.52ψC30墙=(0.013×350×288)/(0.013×1×2500-1.3×11.74×5.0)=-29.91ψC30楼板=(0.013×350×288)/(0.013×1×2500-1.3×11.74×7.5)=-15.99ηC30墙=10.99 9.11+10-29.91=-8.92 -10.8ηC30楼板=10.99 9.11+10-15.99=5.00 3.122.t(混凝土蓄热养护开始到任一时刻的时间)的计算当采用综合蓄热法条件养护,C35混凝土墙ψC45墙/Tm·a=29.91/10=2.991≥1.5, C35混凝土楼板ψC40楼板/Tm·a=15.99/10=1.599≥1.5,且墙体K·M=11.74×5=58.70>50,楼板K·M=11.74×7.5=88.04>50,所以直接按下列公式计算蓄热冷却至0℃的时间to C35混凝土墙To=1/Vce ×ln(ψC35墙/Tm·a)=(1/0.013)×ln(29.91/10)=84.29hC35混凝土楼板To=1/Vce ×ln(ψC35楼板/Tm·a)=(1/0.013)×ln(15.99/10)=36.10h3.混凝土蓄热养护开始到任一时刻t(取混凝土冷却至0℃的时间即t=to)的平均温度C35混凝土墙体TC30墙=1/(0.013×84.29)×[-29.91×2.72-0.013×84.29-(-8.92 10.8/2.35)×2.72-2.35×0.013×84.29+(-8.92 10.8/2.35)-(-29.91)]-10=5.66℃ 4.29℃C35楼板TC30楼板=1/(0.013×36.10)×[-15.99×2.72-0.013×36.10-(5.00 3.12/3.52)×2.72-3.52×0.013×55.7+(5.00 3.12/3.52)-(-15.99)]-10=9.79℃ 4.53℃4.计算混凝土等效龄期t=αr·tT式中:t——等效龄期(h)αr——温度为T℃时(冬施计算手册996页查表17-11并根据内插法计算得出:C35墙体5.66℃ 4.29℃取0.44 0.35, C35楼板9.79℃ 4.53℃取0.57 0.36)时的等效系数——温度为T℃时所需的持续时间(h) C35墙体取98.1h,C35楼板取55.7h tT根据标准养护试块统计,C35混凝土20℃时19h强度等级达到4N/mm2以上。
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混凝土的热工计算
混凝土热工计算
(1)混凝土拌合物的温度按下式计算:
《混凝土结构工程施工及验收规范》(gb50204-92)
式中:T0——混凝土拌合温度
w s、w g——砂、石的含水率(%)
m s、m g、m c、m w——砂、石、水泥、水的质量(kg)
T s、T g、T c、T w——砂、石、水泥、水的温度(℃)
a——水泥及骨料的比热,取值为0.92
c1、c2——水的比热容[kJ/(kg*k)]及熔解热(kJ/kg)
当骨料温度>0℃时,c1=4.2,c2=0
当骨料温度≤0℃时,c1=2.1,c2=335
(2)混凝土拌合物的出机温度
按下式计算:
T1=T0-0.16(T0-T p)
式中:T1——混凝土拌合物的出机温度(℃);
T p——搅拌机棚内温度(℃)。
(3)混凝土拌合物经运输至浇筑成型完成时的温度按下式计算:
T2=T1-(at+0.032n)*(T1-T m)
式中: T2——混凝土拌合物经运输至成型完成时的温度(℃);t——混凝土自动运输至浇筑成型完成的时间(h);
n——混凝土运转次数;
T m——运输时的环境气温(℃);外界温度取值-10℃
a——温度损失系数当用混凝土搅拌输送车时,a=0.25;
计算示例:(环境温度为零下10℃时各种数据取值)
m c——500kg T c——-10℃c1——取2.1
m w——161.5kg T w——60℃c2——335
m s——693kg T s——6℃w s——3%
m g——1040kg T g——6℃w g——0.2%
T p——10℃T m——-10℃t——0.5h
混凝土拌合物温度:
T0=[0.92*(500*(-10)
+693*6+1040*6)+4.2*60*(161.5-693*0.03-1040*0.002)
+2.1*(0.03*693*6+0.002*1040*6)-335*(0.03*693+0.002*1040)]÷
[4.2*161.5+0.92*(500+693+1040)]=11.9℃
出机温度:
T1=11.9-0.16*(11.9-10)=11.6℃
入模温度:
T2=11.6-(0.5*0.25+0.032*1)*(11.6+10)=8.2℃
从上面的验证可以看出混凝土的入模温度在采取了上述措施后时可以达到冬期施工要求的。
随着环境温度的变化,胶凝材料,搅拌机棚温度会改变(胶凝材料温度与环境温度相同,搅拌机棚温度比环境温度高20℃),砂、石、水的温度是可控的(砂、石温度始终为6℃),外加剂量很小,计算时忽略不计。
混凝土组成材料水、砂子、石子单独加热的耗热量,可按下式计算:
Q=сρV(T2-T1)K1/K2
式中:Q—(耗热量KJ/h);
с—材料的比热(KJ/Kg*K),对水为4.2;对砂为0.84;对石子为0.92;
ρ—材料的密度(Kg/m³),对水取1000;对砂取1500-1600;对石子取2200;
V—每小时用料量(m3/h);
T1—加热前材料温度(℃);
T2—加热后材料温度(℃);
K1—不均衡系数,一般取K1=1.2-1.5;
K2—时间利用系数,一般取K2=0.6-0.9;
室外温度按照最低-10℃计算,为满足要求,根据算例,砂石料加热后温度需为6℃、水60℃。
因此Q
=сρV(T2-T1)K1/K2=0.84*1600*8(6+10)1.4/0.7=344064kJ/h;
砂
Q石=сρV(T2-T1)K1/K2=0.92*2200*10(6+10)1.4/0.7=647680kJ/h;
Q水=сρV(T2-T1)K1/K2=4.2*1000*3(60+10)1.4/0.7=1764000kJ/h;
Q=Q砂+Q石+Q水=2755924 kJ/h
(4)采暖耗热量计算
建筑物内部采暖耗热量按下式计算:
Q=3.6ΣF*K(T n-T a)w
式中Q—建筑物内部采暖所需热量(kJ/h);
F—围护结构的表面积(㎡);
K—围护结构的传热系数(W/㎡*K),可按下式计算:
K=1/(R n+R2+ΣR)
R n、R2—分别为围护结构的传热系数(㎡*K/W);
ΣR—围护结构各层材料的热阻(㎡K/W);R=d/λ;
d—围护结构各层材料的厚度(m);
λ—围护结构各层材料的导热系数W/m*K;
T n—室内计算温度(℃);
T a—室外计算温度,根据当地气象资料定。
w—根据缝隙和门窗等透风而采取的系数。
因此Q=3.6ΣF*K(T n-T a)w =3.6ΣF*(T n-T a)w/(R n+R2+ΣR)
=3.6*3000*(10+10)*3/(0.144+0.15+0.05/0.06)
=574808KJ/h
(5)蒸汽用量和锅炉选择计算
蒸汽用量可按照下式计算
W=Q/(I*H)
式中W—蒸汽用量(kg/h);
Q—计算所需总热量(kJ/h);
I—在一定压力下的蒸汽的热含量(kJ/kg);
H—有效利用系数,一般为0.4~0.5。
输送距离小于300m,因此蒸汽压力选用0.3N/mm2,所以根据饱和蒸汽的参数表可以查得。
W=Q/(I*H)=574808/(2724*0.45)=469kg/h
因此选用蒸发量为1t/h的立式水管锅炉,工作压力为0.7 N/mm2,效率为70%。
(6)加热燃料用量计算
暖棚内加热燃料用量可按下式计算:
G p=Q0η*0.6/R
式中G
p
—燃料耗用量(kg/h);
Q
—暖棚总耗热量(W);
η—加热器效率;
R—燃料发热量。
G p =Q
η*0.6/R=(2756+575)*1000*0.7*0.6/21000=66.6kg/h。