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：

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

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

∑==5

1i 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：∑==4

1i 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（℃）,ρ

C WQ

T =

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 ）

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 =2400

69.0335

503⨯⨯=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 max

T 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

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 4

2q 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 ），β

λ•

='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 ），q

i i 1

1

βλδβ+∑=

；

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 ）。