大体积砼温度计算
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大体积混凝土计算:1绝热温升Tmax=W×Q/(c×γ)=362×377/(0.96×2400)=59.2(℃)W----每立方米混凝土实际用水泥量为362kg;Q----425号普通水泥其28天的水化热为377kJ/kg;c----混凝土密度为2400kg/m3;γ----混凝土的比热,取0.96kJ/(kg℃)。
2各龄期的计算温差取混凝土的浇筑温度为5℃,则各龄期的温度升降值为T=Tj+Tmax×ξ(Tj为浇筑温度,Tmax为绝热温升。
)3天T(3)=45.26(℃)6天T(6)=44.66(℃)△T'(6) =T(3)-T(6) =0.59(℃)9天T(9)=42.30(℃)△T'(9) =T(6)-T(9) = 2.37(℃) 12天T(12)=38.74(℃)△T'(12)=T(9)-T(12) =3.55(℃) 15天T(15)=31.64(℃)△T'(15)=T(12)-T(15)=7.10(℃) 18天T(18)=26.31(℃)△T'(18)=T(15)-T(18)=5.33(℃) 21天T(21)=22.76(℃)△T'(21)=T(18)-T(21)=3.55(℃) 24天T(24)=19.80(℃)△T'(24)=T(21)-T(24)=2.96(℃) 27天T(27)=17.43(℃)△T'(27)=T(24)-T(27)=2.37(℃) 30天T(30)=16.25(℃)△T'(30)=T(27)-T(30)=1.18(℃) 4各龄期混凝土收缩当量温差εy(t)=εy0M1×M2×M3…M10×(1-e-0.01t);εy(t)----为混凝土任意时间的收缩(mm/mm);εy0=εy(∞)----混凝土标准状态下,εy0=3.24×10-4;M1…M10----考虑各种非标准条件的修正系数;M1 ----水泥品种为普通水泥,取1;M2 ----水泥细度为5000孔,取1.35;M3 ----骨料为花岗岩,取1;M4 ----水灰比为0.5,取1.2;M5 ----水泥浆量为0.29,取1.1;M6 ----自然养护28天,取0.93;M7 ----环境相对湿度为50%,取1;M8 ----水力半径倒数为0.75,取1.44;M9 ----机械振捣,取1;M10 ----含筋率为0.5%,取0.86。
温度裂缝控制计算本工程主副厂房底板、主厂房地下部分上下游墙体、前池底板及边中墙均为大体积砼,其中最大块为主厂房底板,其厚度为3m ,最大底板浇筑面积225.11895.355.33m =⨯=,一次浇筑最大量:36.2800145.115.330.305.245.33m =⨯⨯+⨯⨯=。
为了保证大体积砼的质量,针对我们采取的措施,对砼的温控作如下计算。
根据经验及有关规定,控制砼产生温度裂缝的关键在于混凝土内外温差不超过25℃,砼的内部温升不超过50℃。
在此按最不利浇筑条件考虑,砼浇筑时间取6~7月份,浇筑时平均气温取30℃。
混凝土强度取C30,混凝土配合比按一般膨胀混凝土C30W6F150(90d)考虑,其中水泥:砂子:石子:膨胀剂(ZY ):掺和料:水:减水剂=200:748:1076:28:150:160:2.2,加强膨胀混凝土C30W6F150(90d)为水泥:砂子:石子:膨胀剂(ZY ):掺和料:水:减水剂=220:748:1076:37:150:163:2.2。
混凝土温升一般在三天达到最高。
按最不利条件,混凝土浇注时不采取降温的技术措施,取加强膨胀混凝土浇注计算。
1.混凝土的机口温度T 0=[(c s +c w q s )W s T s +(c g +c w q g )W g T g +c c W c T c +c w (W w -q s W s -q g W g )T w ]/(c s W s +c g W g +c c W c +c w W w ) c s 、c g 、c c 、c w -分别为砂、石、水泥和水的比热q s 、q g -分别为砂、石的含水量,%W s 、W g 、W c 、W w -分别为每方混凝土中砂、石、水泥和水的重量T s 、T g 、T c 、T w -分别为砂、石、水泥和水的温度c s =c g =c c =0.837kJ/(kg.℃),c w =4.19kJ/(kg.℃),砂、石含水量分别为2%,0.3%。
砼温度计算一览表水泥拌合物的温度计算注:因砂为随用随进场,含水率按6%,石子含水率按1%计算。
采用散装水泥,当大气温度为30度时,水泥温度较高,达55度。
T C =69271/2483=27.9ºC(加冰) T C =82071/2483=33.1ºC(不加冰) 降温为5.2ºCCT-4承台的砼温度计算 一、砼的绝热温升值计算砼最终绝热温升为:T (t )=W c Q (1-e -mt )/Cp查《高层建筑施工手册》表5-7-5得3天龄期、浇筑温度为30度时1-e -mt=0.704 T (t )=W c Q (1-e -mt )/Cp=326×481(1-e -mt )/0.96×2380=48.3ºC 二、砼的内部最高温度查表5-7-6,当浇筑层厚=1.2m 时ξ=0.42则第三天的砼绝热温升为T 3=T t ×ξ=48.3×0.42=20.3ºC T max =T j + T t ×ξ=33+20.3=53.3ºCT j ——砼的入模温度,未用冰水搅拌,取T j =33ºC ; 三、砼所需保温材料厚度计算: t=0.5H 入i (T b -T q )/ 入(T max -T b )查手册表5-7-7入I =0.14, T b =53.3-25=28.3ºC ,砼浇后3-5天内平均气温取28ºC t=0.5H 入i (T b -T q )×K b / 入(T max -T b )=0.5×1.2×0.14(28.3-28)×1.5/2.33(53.3—28.3)=0.0006m=0.6mm未尽事宜:电梯井坑的养护;当砼入模温度为30度时,用冰率计算P=7.5+1.125(t w -10);测温孔布置平面按规 2.5-5m,垂直方向按500-800mm,按2-4h 测温1次,降温时8h 测温一次。
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。
大体积混凝土水化热温度计算公式是什么以厚度为1m的工程底板为例。
已知混凝土内部达到最高温度一般发生在浇筑后3-5天。
所以取三天降温系数0.36计算Tmax。
混凝土的最终绝热温升计算:Tn=mc*Q/(c*p)+mf/50 (1)不同龄期混凝土的绝热温升可按下式计算:Tt=Tn(1-e-mt) (2)式中:Tt:t龄期时混凝土的绝热温升(℃);Tn:混凝土最终绝热温升(℃);M:随水泥品种及浇筑温度而异,取m=0.318;T:龄期;mf:掺和料用量;Q:单位水泥水化热,Q=375kj/kg;mc:单位水泥用量;c:混凝土的比热,c=0.97kj/(kg*k);p:混凝土的密度,p=2400kg/m3;代入(1)得混凝土最终绝热温升:Tn=57.5℃;代入(2)得:T3=57.5*0.615=35.4℃;T4=57.5*0.72=41.4℃;T5=57.5*0.796=45.77℃;T7=57.5*0.892=51.3℃;底板按1m厚度计算:Tmax=Tj+Tt*δTmax:混凝土内部最高温度(℃);Tj:混凝土浇筑温度,根据天气条件下底板混凝土施工实测平均结果,假定为10℃;Tt:t龄期时的绝热温升;δ:降温系数,取0.36;按照混凝土最终绝热温升57.5℃代入:Tmax=10+57.5*0.36=30.7℃4、实测混凝土表面温度Tb混凝土的内部最高温度为30.7℃,根据现场实测表面温度Tb,计算内外温差,当温差超过25℃时,需进行表面覆盖保温材料,以提高混凝土的表面温度,降低内外温差。
5、混凝土表面保温层厚度计算δi=K*0.5hλi(Tb-Tq)/ λ(Tmax-Tb)其中:δi:保温材料所需厚度(m);h:结构厚度(m);λi:保温材料的导热系数,设用草袋保温,λi为0.14;λ:混凝土的导热系数,取2.3;Tq:混凝土3-7天的空气平均温度;Tb:混凝土表面温度;K:传热系数的修正值,即透风系数。
大体积混凝土温控计算大体积混凝土是指单次浇筑体积较大的混凝土,常用于大型基础工程、水利工程以及特殊结构工程中。
由于在混凝土凝固过程中,水化反应会释放热能,如果无法适当控制混凝土的温度,可能会导致温度裂缝的产生,严重影响结构的安全和使用寿命。
因此,对大体积混凝土的温控计算十分重要。
1. 温控目标大体积混凝土温控的首要目标是避免温度裂缝的产生。
通过合理的温控计算,可以保证混凝土的温度变化在一定范围内,避免过高的温度应力,从而减少裂缝的发生。
2. 温控计算方法大体积混凝土的温控计算方法通常有三种:经验公式法、数值模拟法和试验测定法。
2.1 经验公式法经验公式法是根据历史数据和实践经验得出的简化计算方法。
通常根据混凝土的浇筑时间、外界环境温度、混凝土配合比等参数,使用经验公式计算得出混凝土的最大温度变化和温度梯度。
然后根据具体情况,采取降低温度梯度的措施,如增加冷却设备、降低浇筑体积等。
2.2 数值模拟法数值模拟法利用计算机软件,通过建立混凝土的热-力耦合模型,模拟混凝土的温度变化和应力分布。
这种方法需要进行详细的工程参数输入和复杂的计算过程,能够更精确地预测混凝土的温度变化和应力情况。
但由于计算量大和参数输入的不确定性,对计算机软件的使用和工程参数的准确把握要求较高。
2.3 试验测定法试验测定法是通过对实际测温数据的分析和比较,确定混凝土的温度变化规律和温度梯度。
通常会在混凝土浇筑时进行温度的实时监测,然后根据测得的数据进行分析,得出合适的温控措施。
3. 温控措施基于温控计算结果,需要采取相应的温控措施。
3.1 冷却措施冷却措施是指通过降低混凝土的温度来减少温度应力和裂缝的发生。
常用的冷却措施包括喷水冷却、内外冷却管道、降低骨料温度等。
3.2 隔热措施隔热措施是指通过增加混凝土的绝热性能,减少外界热量对混凝土的影响。
常用的隔热措施包括增加绝热材料的使用、加装遮阳棚等。
4. 温控监测在温控过程中,需要进行实时的温度监测,及时掌握混凝土的温度变化情况,调整温控措施。
大体积混凝土温度计算在建筑工程中,大体积混凝土的应用越来越广泛,如大型基础、大坝、桥墩等。
然而,由于大体积混凝土在浇筑和硬化过程中会产生大量的水化热,若不加以控制,可能导致混凝土内部温度过高,从而产生温度裂缝,影响混凝土的质量和结构的安全性。
因此,准确计算大体积混凝土的温度变化,对于采取有效的温控措施至关重要。
大体积混凝土温度的变化主要受到水泥水化热、混凝土的热学性能、浇筑温度、环境温度以及散热条件等因素的影响。
首先,水泥的水化热是导致混凝土温度升高的主要原因。
不同品种和标号的水泥,其水化热的释放量和速率都有所不同。
一般来说,高标号水泥的水化热较大。
在计算大体积混凝土温度时,需要根据所选用水泥的品种和标号,以及混凝土的配合比,来确定水泥水化热的总量。
混凝土的热学性能也是影响温度变化的重要因素。
混凝土的导热系数、比热和热膨胀系数等参数,决定了热量在混凝土内部的传递和分布情况。
导热系数越小,混凝土内部的热量越不容易散发出去,温度升高就越明显;比热越大,混凝土吸收或放出相同热量时,温度变化就越小。
浇筑温度是指混凝土在浇筑时的初始温度。
它受到原材料温度、搅拌过程中的温度升高以及运输和浇筑过程中的环境温度等因素的影响。
降低浇筑温度可以有效地控制混凝土的最高温度。
环境温度对大体积混凝土的温度变化也有一定的影响。
在夏季高温环境下,混凝土表面的散热速度较慢,容易导致内外温差增大;而在冬季低温环境下,混凝土表面的散热速度较快,需要采取保温措施来防止混凝土表面温度过低。
散热条件包括混凝土的浇筑厚度、浇筑方式、表面保温措施等。
分层浇筑可以增加散热面积,有利于降低混凝土内部的温度;表面覆盖保温材料可以减少热量的散失,控制混凝土的内外温差。
接下来,我们介绍一下大体积混凝土温度计算的常用方法。
一种是理论计算法。
根据热传导方程和边界条件,通过数学推导来计算混凝土内部的温度分布。
这种方法需要对混凝土的热学性能和边界条件有准确的了解,计算过程较为复杂,但结果较为精确。
大体积混凝土温控计算表格在建筑工程中,大体积混凝土的施工是一个关键环节。
由于其体积较大,水泥水化热释放集中,内部温升快,如果不进行有效的温度控制,容易产生温度裂缝,影响结构的安全性和耐久性。
因此,在大体积混凝土施工前,进行准确的温控计算是非常必要的。
而温控计算表格则是进行这一计算的重要工具。
一、大体积混凝土温控计算的基本原理大体积混凝土在浇筑后,水泥水化反应会释放出大量的热量,导致混凝土内部温度升高。
由于混凝土的导热性能较差,热量在内部积聚,形成温度梯度。
当混凝土表面与内部的温差过大时,会产生温度应力。
如果温度应力超过混凝土的抗拉强度,就会出现裂缝。
温控计算的目的就是通过计算混凝土在浇筑后的温度变化和温度应力,判断是否会出现裂缝,并采取相应的温控措施,如降低水泥用量、掺入外加剂、设置冷却水管等,以保证混凝土的质量。
二、大体积混凝土温控计算表格的组成大体积混凝土温控计算表格通常包括以下几个部分:1、工程基本信息这部分需要填写工程名称、混凝土浇筑部位、混凝土强度等级、浇筑日期等基本信息。
2、混凝土配合比包括水泥品种、水泥用量、水灰比、砂率、骨料种类和用量等。
3、混凝土热学参数如混凝土的比热容、导热系数、导温系数等。
这些参数可以通过试验或参考相关规范确定。
4、环境参数包括气温、风速、相对湿度等。
这些参数会影响混凝土的散热情况。
5、计算参数如混凝土的绝热温升计算参数、表面散热系数计算参数等。
6、温度计算结果包括混凝土内部最高温度、表面温度、温差等。
7、温度应力计算结果计算混凝土在不同龄期的温度应力,并与混凝土的抗拉强度进行比较。
8、温控措施根据计算结果,提出相应的温控措施,如保温保湿养护时间、冷却水管的布置等。
三、大体积混凝土温控计算表格的填写方法1、工程基本信息的填写按照实际工程情况,准确填写工程名称、混凝土浇筑部位、混凝土强度等级、浇筑日期等信息。
2、混凝土配合比的填写从混凝土配合比设计报告中获取水泥品种、水泥用量、水灰比、砂率、骨料种类和用量等数据,并填入表格。
大体积混凝土温度和温度应力计算在大体积混凝土施工前,必须进行温度和温度应力的计算,并预先采取相应的技术措施控制温度差值,控制裂缝的发展,做到心中有数,科学指导施工,确保大体积混凝土的施工质量。
1温度计算1、混凝土拌合物的温度混凝土拌合物的温度是各种原材料入机温度的中和。
温度计算:水泥:328 Kg 70℃砂子:742 Kg 35℃含水率为3%石子:1070Kg 35℃含水率为2%水:185 Kg 25℃粉煤灰:67 Kg 35℃外加剂:8 Kg 30℃TO=[0.9(MceTce+MsaTsa+MgTg)+2Tw(Mw-WsaMsa-WgMg)+C1(WsaMsaTsa+WgMgTg)-C2(WsaMsa+WgMg)]/[2Mw+0.9(Mce+Msa+Mg)]式中:TO ——混凝土拌合物的温度(℃)Mw、Mce、Msa、Mg ——水、水泥、砂、石每m3的用量(kg/m3) Tw、Tce、Tsa、Tg ——水、水泥、砂、石入机前温度Wsa、Wg ——砂、石的含水率(%)C 1、C2——水的比热溶(kJ/Kg K)及溶解热(kJ/Kg)C 1=2,C2=0(当骨料温度>0℃时)TO=[0.9(328×70+67×35+8×30+742×35+1070×35)+2×25(185-742×3%-1070×2%)+2(3%×742×35+2%×1070×35)-0]/[2×185+0.9(328+742+1070)]=37.49℃2、混凝土拌合物的出机温度T 1=T-0.16(T-Ti)式中: T1——混凝土拌合物的出机温度(℃)Ti——搅拌棚内温度,约30℃∴ T1=37.49-0.16(37.49-30)=36.3℃3、混凝土拌合物浇筑完成时的温度T2= T1-(αtt+0.032n)(T1-Ta)℃式中:T2——混凝土拌合物经运输至浇筑完成时的温度(℃)α——温度损失系数取0.25tt——混凝土自运输至浇筑完成时的时间取0.7h n ——混凝土转运次数取3Ta——运输时的环境气温取35T2=36.3-(0.25×0.7+0.032×3)(36.3-35)=35.95℃混凝土拌合物浇筑完成时温度计算中略去了模板和钢筋的吸热影响。
5.1.4热工计算如下:
1)混凝土绝热温升
T h(t)=[m
c
×Q/(c×p)](1-e-mt)
其中t为龄期
m
c
――混凝土中水泥 (含膨胀剂) 用量(kg/ m3);
Q――水泥28天水化热;
不同品种、强度等级水泥的水化热表
c――混凝土比热,一般为—,计算时一般取(kJ/
p――混凝土密度,一般取2400(Kg/m3)
e――常数,为
t――混凝土的龄期(天);
m――系数,随浇筑温度改变,查表可得。
系数 m
本工程C35S8混凝土拟采用配合比(经验配合比,根据实际配合比在制定实施方案时重新计算):
经计算得出不同龄期下的混凝土绝热升温T
h,
见下表:
2)t龄期混凝土中心计算温度
混凝土中心计算温度按下式计算:
T
1(t)= T
j
+ T
h(t)
×ξ
(t)
T
1(t)
―― t龄期混凝土中心计算温度
T
h(t)
―― t龄期混凝土绝热升温温
T
j
――混凝土浇筑温度,取值根据浇筑时的大气温度确定,根据预计
浇筑时的气候条件,取T
j
=30℃
ξ
(t)
―― t 龄期降温系数
ξ
(t)
取值表
本工程ST1、ST2及裙楼底板厚度分别为4m、3.5m、1.5m,分别经计算T
1(t)取值见下表:
T
1(t)
取值表
3)保温材料计算厚度
保温材料计算厚度按下式计算:
δ=×λ
x (T
2
-T
q
)×K
b
/λ(T
max
-T
2
)
h――筏板厚度
λ
x
――所选保温材料的导热系数[W/()]
T
2
――混凝土表面温度
T
q
――施工期大气平均温度,取30℃λ――混凝土导热系数,取[W/()]
T
max
――计算得混凝土最高温度
计算时取:T
2-T
q
= 15--20oC,
T
max -T
2
= 20-25oC
本工程取T
2-T
q
= 18oC,T
max
-T
2
= 21oC
K
b
――传热修正系数,在易透风保温材料上下各铺一层不易透风材料时,一般刮风情况下取
计算时取值:λ
x
=[W/()]
T
2-T
q
=18oC
T
max -T
2
= 21oC
经计算,保温材料δ计算值见下表:
δ计算值表
4)混凝土保温层传热系数
混凝土保温层的传热系数按下式计算:
β=1/[∑δ
i /λ
i
+1/β
q
]
β――混凝土表面模板及保温层等的传热系数[w/]
δ
i
――各保温材料厚度(mm)
λ
i
――各保温材料导热系数[w/]
β
q
――空气的传热系数,取23[w/
经计算,混凝土保护层传热系数见下表:
β系数表
5)混凝土虚厚度
混凝土虚厚度按下式计算:
h' = k×λ/β
式中:h'――混凝土虚厚度(m) k ――折减系数,取2/3
λ――混凝土导热系数,取[w/]经计算,混凝土虚厚度值见下表:
6)混凝土计算厚度
混凝土的计算厚度按下式计算:
H=h+2h'
式中:H――混凝土计算厚度(m)
h ――混凝土实际厚度
经计算,混凝土计算厚度H 值,见下表:
7)混凝土表层计算温度
T
2(t)= T
q
+4h’×(H-h’)× [T
1(t)
- T
q
]/ H2
T
2(t)
――混凝土表面温度
T
q
――施工期大气平均温度
h’――混凝土虚厚度
T
2(t)
取值表
8)混凝土内平均温度
混凝土内平均温度按下式计算:
T
m(t)= [T
1(t)
+ T
2(t)
]/2
T
m(t)
取值表
按上述计算过程,混凝土计算结果,见下表。
混凝土温度计算结果表
从上表可能看出,混凝土中心温度峰值出现时间:1.5m厚底板在浇筑后第6天左右出现,中心最高温度约为53 oC; 3.5m、4m厚底板在浇筑后第9天左右出现,中心最高温度分别约为 oC、 oC。
中心温度与表面温度差值均小于25,且表面与大气温度差不大于20,满足要求。
混凝土保温养护保温层厚度为:3.5m、4m厚底板采用40mm保温板能够满足保温要求。