冬施混凝土热工计算
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一、冬施墙体混凝土热工计算:根据去年的统计资料,经实验室试验,按如下混凝土配合比和材料温度进行热工计算:(以C30计算)沙子含水按5%,石子含水按0%1、混凝土拌合物温度计算T0={0.92(mceTce+msaTsa+mgTg)+4.2Tw(mw-ωsamsa-ωgmg)+C1(ωsamsaTsa+ωgmgTg)-C2(ωsamsa+ gmg)}÷{(4.2mw+0.9(mce+msa+m g)}T0----------混凝土拌合物的温度(℃)mce、msa、mg、mw----水泥、沙、石子、水的用量(Kg)C1、C2-----水的比热容(kj/kg·K)和容热解(kj·kg)骨料温度>0℃,C1=4.2,C2=0Tce、Tw、Tsa、Tg----水泥、水、砂、石的温度(℃)T0={0.92×(394×30+801×1+1020×2)+4.2×45×(185-5%×801+0.0%×1020)+4.2(5%×801×1+0%×1020×2)-0×(5%×801+0.0%×1020)}÷{4.2×185+0.9(394+801+1020)}=14.82℃2、混凝土拌合物的出机温度T1=T0-0.16×(T0-Td)其中T1----混凝土拌合物的出机温度(℃)Td-----搅拌机棚内温度(10℃)T1=T0-0.16×(T0-Td)=14.82-0.16(14.82-10)=14.05℃3、混凝土到达现场时的温度T2=T1-(ɑt1+0.032n)(T1-Ta)其中T2----混凝土成型时的温度(℃)Ta----混凝土拌合物运输时在环境温度(取-10℃)a---温度损失系数a=0.25n---混凝土拌合物的运转次数,n=1t1---混凝土拌合物自运输到浇筑时间(h)t1=0.5hT2=14.05-(0.25×0.5+0.032×1)×(14.05-(-10))=10.27℃4、结论:冬季施工混凝土出机温度不宜小于10℃混凝土入模温度不得小于5℃根据计算,满足规范要求。
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 。
冬期混凝土热工计算计算过程(以严冬C30为例) C30混凝土配合比1混凝土拌合物的温度T 0=[0.92(m ce T ce +m s T s +m sa T sa +m g T g )+4.2T w (m w -ωsa m sa -ωg m g )+c w (ωsa m sa T sa +ωg m g T g )-c i (ωsa m sa +ωg m g )]/[4.2m w +0.92(m ce + m s +m sa +m g )] 式中:T 0-----混凝土拌合物的温度(℃);M w -拌合水的用量(㎏) 170 M s -掺合料的用量(㎏) 89 M ce -水泥的用量(㎏) 281 M sa -砂子用量(㎏) 781 M g-石的用量(Kg ); 1079 T w -水的温度(℃) 45 T s -掺合料的温度(℃) 25 T ce -水泥的温度(℃) 70 T sa -砂的温度(℃) 5 T g -石的温度(℃); 5 ωsa -砂的含水率(%) 5 ωg -石的含水率(%); 0c w 、c i ------水的比热容[KJ/(Kg·K)]及冰溶解热(KJ/Kg );当骨料温度>0℃, c w =4.2、c i =0。
当骨料温度<0℃, c w =2.1、c i =335。
T 0=19.6℃2混凝土的出机温度T 1=T 0--0.16(T 0--T P )式中:T 1――混凝土拌和物出机温度; T P ――搅拌机棚内温度,取15℃。
T1=18.8℃3、混凝土拌合物运到浇筑地点时的温度混凝土入模时温度T2:ΔTy=(αt1+0.032n)(T1-Ta)ΔTb=4ω×3.6/(0.04+d b/λb) ×ΔT1×t2×D w/(c c﹒ρc﹒D l2)T 2=T1-ΔTy-ΔThT2=12.7℃故入模温度满足≥10℃上式中:T2——混凝土输送到浇筑地点时的温度(℃);ΔTy——采用装卸式运输工具运输混凝土时的温度降低(℃);ΔTb——采用泵管输送混凝土时的温度降低(℃);ΔT1——泵管内混凝土温度与环境气温差25(℃),ΔT1=T1-Ty-Ta;Ta——室外环境气温-10(℃)t1——混凝土拌合物运输的时间0.7(h)t2——混凝土在泵管内输送时间0.15(h)n——混凝土的运转次数;1cc——混凝土的比热容0.97[KJ/(kg﹒K)];ρc——混凝土的质量密度2400(kg/m³);λb——泵管外保温材料导热系数0.05[W/(m﹒K)];db——泵管外保温层厚度0.05(m);D l——混凝土泵管内径0.2(m);Dw——混凝土泵管外围直径(包括外围保温材料)0.22(m);ω——透风系数取1.3α——温度损失系数(h-1)采用混凝土搅拌车时取0.254考虑模板和钢筋的吸热影响,混凝土浇筑成型完成时的温度为:T 3=(ccmcT2+cfmfTf+csmsTs)/(ccmc+cfmf+csms)①Tf=-5℃、Ts=-5℃T3=(1×2400×12.7-2.4×275×5-0.48×124×5)/(2400+2.4×275+0.48×124)= 8.61℃②T=-10℃、Ts=-10℃f=(1×2400×12.7-2.4×275×10-0.48×124×10)/(2400+2.4×275+0.48 T3×124)= 7.46℃③T=-15℃、Ts=-15℃f=(1×2400×12.7-2.4×275×15-0.48×124×15)/(2400+2.4×275+0.48 T3×124)= 6.31℃式中c——混凝土的比热容1.0KJ/kg·K;c——模板的比热容2.4KJ/kg·K;cf——钢筋的比热容0.48KJ/kg·K;csm——每m3混凝土的重量2400kg;c——每m3混凝土相接触的模板重量275kg;mfm——每m3混凝土相接触的钢筋重量124kg;s——模板的温度,未预热时可采用当时的环境温度(℃);TfT——钢筋的温度,未预热时可采用当时的环境温度(℃);s5混凝土蓄热养护过程中的温度计算现场考虑到板的厚度小,容易受冻。
冬季施工方案热工计算(一)混凝土搅拌、运输、浇筑温度计算1、混凝土拌合物温度计算⑴计算公式To=0.92(m t√Γe+nisTs+∕nw/‰÷r0>7i)+4.2Γ.(mw-GM i a-ωfi tnκ)C“(6W‰Zα+WngTi)一α(6W‰+ω8m s)/4.2m w+0.92(w<<>+/ns÷τ‰+rrv)式中:To——混凝土拌合物温度(C)Ts——掺合料的温度(C)TLe——水泥温度(C)K——砂子温度(℃)Tn——水的温度(C)m»r --- 拌合水用量(kg)mce--- 水泥用量(kg)m ----- 掺合料用量(kg)m.w --- 砂子用量(kg)11V --- 石子用量(kg)Wsa --- 砂子的含水率(%)Wg --------- 石子的含水率(%)C H——水的比热容[kJ/(kg∙K)]Q——冰的溶解热(kj/kg);当骨料温度大于OC时:C卬=4.2,G=O;当骨料温度小于或等于0℃时:C H-=2.1,α=335;⑵计算参数⑶计算结果2、混凝土拌合物出机温度计算⑴计算公式Ti=To-OAe(To-T)p式中:Tl——混凝土拌合物出机温度(C)TP——搅拌机棚内温度(C)⑵计算参数⑶计算结果3、混凝土拌合物运输至浇筑地点时的温度计算⑴计算公式Tz=T∖-Δ7)-Xrb△7;=(M+0.032MX(TL北)AT) 3.6AT Z)W∆n>=4<υ×----- -XΔ/ι×t2× ----------- -0.04+S c,∙α∙θ∕-九式中:T2——混凝土拌合物运输与输送到浇筑地点时温度(℃)ΔT;——采用装卸式运输工具运输混凝土时的温度降低(C)∆7l——采用泵管输送混凝土时的温度降低(C)ΔTι——泵管内混凝土的温度与环境气温差(C)£——室外环境气温(C)ħ——混凝土拌合物运输的时间(h)t2——混凝土在泵管内输送时间(h)n——混凝土拌合物运转次数Cc——混凝土的比热容[kJ/(kg・K)]Pe--- 混凝土的质量密度(kg∕m3)2b——泵管外保温材料导热系数[W/(m∙K)]心——泵管外保温层厚度(In)Dl——混凝土泵管内径(m)IX一一混凝土泵管外围直径(包括外围保温材料)(III)①——透风系数a一一温度损失系数Or1):当用混凝土搅拌车输送时,a=0.25;当用开敞式大型自卸车时,a=0.20;当用开敞式小型自卸车时,α=0.30;当用封闭式自卸车时,a=0∙10;当用手推车时,α=0.50o⑵计算参数⑶计算结果4、考虑模板和钢筋吸热影响,混凝土浇筑完成时的温度计算⑴计算公式FCcnuT2+CfinfTf+CsnisTxTy= -------- -- -------ιrhCCm<+cm+cx式中:73——混凝土浇筑完成时温度(℃)Cf -- 模板的比热容[kJ/(kg∙K)]Cs——钢筋的比热容[kJ/(kg・K)]m4——每立方米混凝土的重量(kg)πy --- 每立方米混凝土相接触的模板重量(kg)in、-每立方米混凝土相接触的钢筋重量(kg)Tf一一模板的温度(°C),未预热时可采用当时的环境温度(C);T.——钢筋的温度(°C),未预热时可采用当时的环境温度。
冬季施工砼热工计算外墙厚度:300mm地下室层高:4.8m顶板厚度:200mm底板厚度:400mm水泥品种:普通硅酸盐水泥混凝土配合比:C30P6水泥:280砂:747石:1070掺合料:133外加剂:43.9水:180混凝土养护初温的计算书一、混凝土入模温度1、计算公式式中:T1 -- 混凝土拌合物出机温度(℃);T2 -- 混凝土伴合物运输到浇筑时温度(℃);-- 采用装卸式运输工具运输混凝土时的温度降低(℃); T a -- 混凝土伴合物运输时环境温度(℃);t1 -- 混凝土伴合物自运输到浇筑时的时间(h);n -- 混凝土伴合物运转次数。
α -- 温度损失系数(h-1):当用混凝土搅拌车输送时,α = 0.25;当用开敞式大型自卸车时,α = 0.20;当用开敞式小型自卸车时,α = 0.30;当用封闭式自卸车时,α = 0.10;当用手推车时,α= 0.50。
-- 采用泵管输送混凝土时的温度降低(℃);-- 泵管内混凝土的温度与环境气温差(℃);t2 -- 混凝土伴在泵管内输送时间(h);c c -- 混凝土的比热容[kJ/(kg.K)];p c -- 混凝土的质量密度(kg/m3);λb -- 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);w -- 透风系数。
2、计算参数1、混凝土现场出机温度T0 = 12℃;(对商品砼提出技术要求)2、温度损失系数α= 03、混凝土拌合物运输时的环境温度T a = -4℃;4、选择运输工具为:封闭式自卸车;5、混凝土拌合物运转次数n = 0;6、混凝土拌合物自运输到浇筑的时间t1 = 0(h)7、混凝土伴在泵管内输送时间t2 = 0.05(h)8、混凝土的比热容c c = 0.96[kJ/(kg.K)]9、混凝土的质量密度p c = 2400(kg/m3)10、泵管外保温材料导热系数λb = 58(W/(m.K)泵管外不保温11、泵管外保温层厚度d b = 0.01(m)12、混凝土泵管内径D l = 0.105(m)13、混凝土泵管外围直径(包括外围保温材料)D w = 0.125(m)14、透风系数w = 1.315、混凝土拌合物运输到浇筑时温度T2 = 10.17℃。
冬期施工热工计算1、混凝土拌和物的温度计算:T0=[0.9(W C T C+W S T S+W G T G)+4.2T W(W G-P S·W S-P G·W G)+C1(P S W S T S +P G W G T G)-C2(P S W S+P G W G)]÷[4.2W W+0.9(W C+W S+W G)]------------1 式中:T0----混凝土拌和物的温度(℃);W W、W C、W S、W P-----水、水泥、砂、石的用量(㎏);T W、T S、T G、T P-----水、水泥、砂、石的温度(℃);P S、P G-----砂、石的含水率(%)C1、C2----水的比热(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、混凝土拌和物的出机温度计算:T1=T0-0.16(T0-T b) ------------------------------------------------------2 式中:T1----混凝土拌和物的出机温度(℃);T b----拌和机棚内温度(℃)。
3、混凝土拌和物经运输至成型完成时的温度计算:T2=T1-(αt+0.32n)(T1-Tα) ----------------------------------3 式中:T1----混凝土拌和物经运输至成型完成是的温度(℃);t------混凝土自运输至浇筑成型完成的时间(h)n-----混凝土转运次数;Tα----运输时的环境温度(℃);α-----温度损失系数(h m-1),当混凝土搅拌运输时,α=0.25;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=0.10; 当用手推车时, α=0.50。
4、考虑模板和钢筋吸热影响, 混凝土成型完成时的温度计算:T3=(C C W C T2+C T W T T T+C G W G T G)÷(C C W C+C T W T+C G W G) ---------4 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 T、C G-----混凝土、模板材料、钢筋的比热容(KJ/㎏·K);W C-----每立方米混凝土的质量(㎏);W T、W G-----与每立方米混凝土相接触的模板、钢筋的质量(㎏);T T、T G--------模板、钢筋的温度,未预热者可采用当时的环境温度(℃)。
冬施砼热工计算书一、计算说明:因本工程采用预拌商砼,故对砼拌合物温度及出机温度不进行计算。
商砼运输至现场进行测温验收,要求砼出罐温度不低于12℃,冬施前与商品砼搅拌站签定冬施混凝土技术合同,按照合同要求对每一车砼进行检查,并做好记录,不符合要求的混凝土坚决退场。
本计算书对砼拌合物运输至浇筑时温度、砼浇筑成型完成时的温度、砼综合蓄热养护过程的温度进行计算。
二、冬施砼热工计算书:1、砼拌合物进行运输到浇筑时温度计算:T 2=T 1-(α×t 1+0.032n)×(T 1-Ta) α--------温度损失系数,取0.25 t 1--------砼运输至浇筑的时间,t 1=1h n---------砼转运次数,n=2 T 1---------出机温度Ta--------运输时的环境气温,Ta=-5℃T 2---------砼运输至浇筑时的温度,要求商砼运输至浇筑时的温度必须不低于12℃计算得:T 1=17.9℃结论:商砼搅拌站内必须控制砼出机温度不得低于17.9℃才能保证砼运输至施工现场浇筑时的温度不低于12℃。
要求商砼搅拌站出机温度>20℃。
2、砼浇筑成型完成时的温度计算:CsMsCfMf CcMc CsMsTsCfMfTf CcMcT T ++++=23Cc=1Kj/Kg.K Cf=0.48Kj/Kg.K Mc:每立方米砼的重量为2400Kg.Ms 、Mf:与每立方米砼相接处的模板、钢筋的重量,分别取25Kg 、230Kg 。
Ts 、Tf:模板、砼的温度,取-5℃。
计算得:T3=(1×2400×12﹢0.48×255×(-5))÷(1×2400+0.48×255)= 11.1902℃ 结论:符合要求3、砼蓄热养护过程中的温度计算:根据冬季施工技术规程,砼蓄热法推荐使用吴氏蓄热法计算,采用吴氏蓄热法计算:1)混凝土蓄热养护开始到任一时刻t的温度计算T——混凝土蓄热养护开始到任一时刻t的温度(℃);——混凝土蓄热养护开始到任一时刻t的平均温度(℃);Tmt——混凝土蓄热养护开始到任一时刻的时间(h);——混凝土蓄热养护开始到任一时刻t的平均气温(℃);取-5℃Tm,aρ——混凝土的质量密度(kg/m3);取 2400 kg/m3c——每立方米混凝土水泥用量(kg/m3);查砼配合比,取305 kg/m3mce——水泥水化累积最终放热量(kJ/kg);查表取360Qcev——水泥水化速度系数(h-1);查表18-22取0.013ceω——透风系数;查表18-23取1.8M——结构表面系数(m-1);计算得M=9K——结构围护层的总传热系数[kJ/(m2·h·K)];取K=12e——自然对数底,可取e=2.72。
冬期施工热工计算为保证冬期施工的正常进行,确保混凝土入模温度满足混凝土质量验收标准要求(≥5℃),采取冬期施工措施,主要措施以加热拌合用水为主,辅以骨料、外加剂的保温,拌合用水的加热温度不宜高于60℃。
一、原材存放方法混凝土原材置于料仓内,料仓全封闭,且仓内设置取暖设施,保持原材料温度在5℃以上。
安排人员测量并记录仓内材料的表面及表面以下各部位的温度,每一米深测量一处。
混凝土搅拌在暖棚内进行,棚内设暖风炉等取暖设施,保持棚内温度不低于10℃。
输水管、送料带、运输罐车采取遮蔽、包裹等保温措施,尽量减少中间倒运环节缩短运输时间,减少混凝土施工过程中的热量散失。
二、热工计算公式混凝土冬季施工热工计算依据《建筑工程冬季施工规程JGJ104-97》1、混凝土拌合物的理论温度:T0=[a(T s m s+T g m g+T c m c)+4.2T w(m w-w s m s-w g m g)+c1(w s m s Ts+w g m g Tg)-c2(w s m s+w g m g)]÷[4.2m w+a(m c+m s+m g)]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0.92c1、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=3352、混凝土拌合物的出机温度:T1=T0-0.16(T0-T P)式中T1——混凝土拌合物的出机温度(℃)T0——混凝土拌合物的理论温度(℃)T P——搅拌机棚内温度(℃),取10℃3、混凝土拌合物经运输到浇注时的温度:T2=T1-(at+0.032n)(T1-T m)式中T2——混凝土拌合物经运输到浇注时的温度(℃)T1——混凝土拌合物的出机温度(℃)a——温度损失系数,当采用罐车时采用a=0.25t——混凝土拌合物自运输到浇注时的时间(h)T m——外界温度(℃),取值-10℃n——混凝土的倒运次数,取14、考虑模具的吸收影响,混凝土浇注成型时的温度:T3=(C c m c T2+C s m s T n)/(C c m c+ C s m s)式中T3——模具的吸收影响,混凝土浇注成型时的温度(℃)m c、m s——每立方米混凝土重量、与每立方米混凝土相接处的模板、钢筋重量(kg)C c、C s——混凝土、模具的比热容[kJ/(kg*k)]混凝土取1 kJ/(kg*k)钢材取0.48 kJ/(kg*k)T n——模具的温度未预热时可采用当时环境温度(℃)三、线下施工配合比及各种因素线下采用的配合比有C40、C35、C30等。
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%。
冬季混凝土施工热工计算书搅拌混凝土前,先经过热工计算,并经试拌确定水和骨料需要预热的最高温度。
为保证混凝土拌和物的出机入模温度,结合现场施工实际情况,进行混凝土热工计算,确保混凝土的温度符合要求。
下面以外界温度-20℃时,进行能力分析,温度高于-20℃时可根据实际情况计算调整砂石料、水的加热温度。
Ⅰ、混凝土拌和物的出机温度按下式计算:T1=T0-0.16(T0-Tb)式中:T1—混凝土拌和物的出机温度(℃);T0—混凝土拌和物合成后的温度(℃);Tb—搅拌机棚内温度(℃)。
当外界温度达到-20℃,骨料温度>0℃时,混凝土出机温度为10℃时,带入得下式:10=T0-0.16(T0-5),则混凝土拌和物合成后的温度T0=10.95℃。
Ⅱ、混凝土拌和物合成后的温度按下式计算:T0=[0.9(WcTc+WsTs+WgTg)+4.2Tw(Ww-PsWs-PgWg)+c1(PsWsTs+P gWgTg)-c2(PsWs+PgWg)]÷[4.2Ww+0.9(Wc+Ws+Wg)]式中:T0—混凝土拌和物合成后的温度(℃);Ww、Wc、Ws、Wg—水、水泥等胶凝材料、砂、石的用量(Kg);Tw、Tc、Ts、Tg—水、水泥等胶凝材料、砂、石的温度(℃);Ps、Pg—砂、石的含水率(%);c1、c2—水的比热容(KJ/Kg·K)及溶解热(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。
当外界温度达到-20℃,采取对骨料加热措施,骨料温度>0℃。
取水泥温度-20℃、砂7℃、碎石10℃;施工配合比:胶凝材料375kg,砂763kg、含水率4%,碎石1056kg、含水率0%,水103kg,混凝土拌和物合成后的温度为10.95℃,代入得下式:10.95=[0.9×(375×(-20)+763×7+1056×10)+4.2×Tw×(103-763×4%-1056×0%)+4.2×(4%×763×7+0%×1056×10)-0×(4%×763+0%×1056)]÷[4.2×103+0.9×(375+763+1056)]计算得出,Tw=61.5℃,则水需加热至61.5℃,能够满足出机温度达到10℃。
一、冬施墙体混凝土热工计算:根据去年的统计资料,经实验室试验,按如下混凝土配合比和材料温度进行热工计算:(以C30计算)沙子含水按5%,石子含水按0%1、混凝土拌合物温度计算T0={0.92(mceTce+msaTsa+mgTg)+4.2Tw(mw-ωsamsa-ωgmg)+C1(ωsamsaTsa+ωgmgTg)-C2(ωsamsa+ gmg)}÷{(4.2mw+0.9(mce+msa+m g)}T0----------混凝土拌合物的温度(℃)mce、msa、mg、mw----水泥、沙、石子、水的用量(Kg)C1、C2-----水的比热容(kj/kg·K)和容热解(kj·kg)骨料温度>0℃,C1=4.2,C2=0Tce、Tw、Tsa、Tg----水泥、水、砂、石的温度(℃)T0={0.92×(394×30+801×1+1020×2)+4.2×45×(185-5%×801+0.0%×1020)+4.2(5%×801×1+0%×1020×2)-0×(5%×801+0.0%×1020)}÷{4.2×185+0.9(394+801+1020)}=14.82℃2、混凝土拌合物的出机温度T1=T0-0.16×(T0-Td)其中T1----混凝土拌合物的出机温度(℃)Td-----搅拌机棚内温度(10℃)T1=T0-0.16×(T0-Td)=14.82-0.16(14.82-10)=14.05℃3、混凝土到达现场时的温度T2=T1-(ɑt1+0.032n)(T1-Ta)其中T2----混凝土成型时的温度(℃)Ta----混凝土拌合物运输时在环境温度(取-10℃)a---温度损失系数a=0.25n---混凝土拌合物的运转次数,n=1t1---混凝土拌合物自运输到浇筑时间(h)t1=0.5hT2=14.05-(0.25×0.5+0.032×1)×(14.05-(-10))=10.27℃4、结论:冬季施工混凝土出机温度不宜小于10℃混凝土入模温度不得小于5℃根据计算,满足规范要求。
二、外墙大模板的保温:大模钢板厚度6㎜,入钢=58W/(m.k),肋板钢结构水平向为80㎜,垂直方向为-60×6㎜钢板;肋板区格(300×500㎜)中保温材料有50㎜厚聚苯板,入苯=0.03,聚苯板外侧用5㎜厚纤维板覆盖,入纤维板=0.23计算其总传热阻值R O和总传热系数K。
考虑冷桥的影响,按平行于热流方向将一个区格分为两部分如图:F 1=(0.297+0.497)×2×0.003=0.0048㎡F 2=0.297×0.497=0.1452㎡ 计算R 01、R 02,由R =d 得:R 钢板=58006.0=0.0001R 钢肋=5808.0=0.00138R 苯=03.005.0=1.6667 R 纤维板=23.005.0=0.0217于是区域F 1处总热阻R 01=R 钢板+R钢肋+R纤维板=0.0001+0.00138+0.0217=0.02318(㎡.K/W )F 2处的总传热阻R 02=R 钢板+ R 苯+R纤维板=0.0001+1.6667+0.0217=1.6885R W =0.043(㎡.K/W ) ϕx =0.775将F 1、F 2、R 01、R 02、R 01、R 02、ϕx 代入公式:Rm=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡++6885.11452.002318.00048.01452.00048.0×0.775=0.512×0.775=0.397K/WR O = Rm +R W =0.397+0.043=0.44K=R 1=44.01=2.27KJ/㎡.h.k由于保温层在使用过程中有损坏,以及钢材的冷桥作用,为安全起见,对K 的实际取值宜乘以2-3的系数,该工程取值为10KJ/㎡.h.k 。
三、确定冷却阶段的此保温过程的可行范围(Tm.a 的最低值)Tm.a ≥10[lnξ)-0.0022.mce ]其中:L=K ×M=10×8.5=85,查表6-32得ξ=1.72Mce=394kg则:Tm.a ≥10[lnξ)-0.0022.mce ]=10{ln [85/(106×1.72)-0.0022×394] =10 ln (0.466-0.867)=10 ln (-0.401)=-10×0.91=-9.1oC 采用综合蓄热法在冷却阶段平均气温应高于或等于-9.1 oC 四、计算砼冷却至O OC 时的时间to 、Tm 、f假设施工早期三天平均气温Tm.a=-7oC,结构表面系数M =8.5采用普通硅酸盐水泥,水泥用量m ce =394kg/m 3水泥水化速度系数Vce=0.0092h -1ρc=2500kg/m 3 Qce=295KJ/kg ω=1.35 To=10oCCc=0.96KJ/kg.k 解:1、首先计算三个综合参数:=⨯⨯⨯⨯=KM 250096.00092.05.81035.1V ceCcpcωθ=5.2=⨯⨯-⨯⨯⨯⨯=-5.81035.1250096.00092.03942950092.0KMVceCcpc VceQcemce ωϕ=-11.54ϕη+-a Tm To .==10-(-7)+(-11.54)=5.462、计算冷却时间to 公式:T=ηea Tm eVcetVcet.+---ϕθ式中T 为砼蓄热养护开始至任一时刻t 的温度,T =5.46e-5.2×0.0092t+11.54e-0.0092t-7将t =60h 代入上式中得:T =5.46×0.057+11.54×0.576-7=-0.042oC 3、计算平均温度: Tm=Vce.t1(ϕ.e-Vce.t-η/θ.e-θ.Vce.t+η/θ-ϕ)+Tm.a =600092.01⨯(-11.54×e-0.0092×60-5.46/5.2×e-5.2×0.0092×60+5.46/5.2+11.54)-7 =600092.01⨯(-6.645-1.05×0.0567+1.05+11.54)-7=1.81×5.886-7=3.65oC 计算结果: to=60h ,Tm=3.65 oC4、计算60h 时砼的强度: 先计算成熟度:M =∑(T+10)to =(3.65+10)×60=819OCh f=K(M-200), 查表7-31:K =0.019f=K(M-200)=0.019×(819-200)=11.76MPa 五、计算墙体模的拆模时间:估算t=15h 时墙体砼的强度: 1、计算平均温度: Tm=Vce.t1(ϕ.e-Vce.t-η/θ.e-θ.Vce.t+η/θ-ϕ)+Tm.a =150092.01⨯(-11.54×e-0.0092×15-5.46/5.2×e-5.2×0.0092×15+5.46/5.2+11.54)-7 =150092.01⨯(-11.54×0.87-1.05×0.488+1.05+11.54)-7=7.25×(-10.04-0.51+1.05+11.54)-7 =7.25×2.04-7=7.79OC 2、计算成熟度:M =∑(T+10)to =(7.79+10)×15=266.85OCh 3、计算t=15h 时墙体砼的强度 f=K(M-200), 查表7-31:K =0.015f=K(M-200)=0.015×(266.85-200)=1.0Mpa 墙体砼养护15h 后可使模板轻轻脱离砼再立即合上继续养护至f ≥f 临.六、计算临界强度f 临1、计算平均温度:Tm=Vce.t1(ϕ.e-Vce.t-η/θ.e-θ.Vce.t+η/θ-ϕ)+Tm.a =300092.01⨯(-11.54×e-0.0092×30-5.46/5.2×e-5.2×0.0092×30+5.46/5.2+11.54)-7 =300092.01⨯(-11.54×0.76-1.05×0.24+1.05+11.54)-7=3.62×(-8.77-0.252+1.05+11.54)-7 =3.62×3.57-7=5.92OC 2、计算成熟度:M =∑(T+10)to =(5.92+10)×30=477.6OCh 3、计算t=30h 时墙体砼的强度 f=K(M-200), 查表7-31:K =0.015f=K(M-200)=0.015×(477.6-200)=4.16Mpa 墙体砼养护30h 后砼能达到临界强度。