高层建筑大体积筏板基础冬期施工混凝土温度影响因素及温度计算
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大体积混凝土施工中混凝土温度计算在大体积混凝土施工中,混凝土温度的计算是至关重要的环节。
准确计算混凝土在施工过程中的温度变化,对于预防混凝土裂缝的产生、保证混凝土结构的质量和耐久性具有重要意义。
首先,我们要了解大体积混凝土的特点。
大体积混凝土结构厚实,混凝土量大,工程条件复杂,施工技术要求高。
由于水泥水化热的大量积聚,使得混凝土内部温度显著升高,而表面散热较快,从而形成较大的内外温差。
这种温差会在混凝土内部产生温度应力,如果温度应力超过混凝土的抗拉强度,就会导致混凝土开裂。
那么,如何计算大体积混凝土施工中的温度呢?这需要考虑多个因素。
水泥水化热是产生混凝土内部温度升高的主要原因。
不同品种、不同强度等级的水泥,其水化热是不同的。
一般来说,水泥用量越多,水化热越大。
我们可以通过查阅相关的水泥资料或者实验数据,获取水泥的水化热数值。
混凝土的浇筑温度也是一个重要的影响因素。
浇筑温度取决于混凝土出机温度、运输过程中的温度损失以及浇筑时的环境温度。
混凝土出机温度可以通过公式计算得出:$T_0 = T_s +(T_g T_s)(\theta_1 +\theta_2 +\cdots +\theta_n)$其中,$T_0$ 为混凝土出机温度,$T_s$ 为原材料的平均温度,$T_g$ 为搅拌机棚内温度,$\theta_1$、$\theta_2$ 、$\cdots$ 、$\theta_n$ 为各种原材料的温度修正系数。
在运输过程中,混凝土的温度会受到外界环境的影响而有所降低。
温度损失可以通过以下公式计算:$\Delta T_1 =(025t + 0032n)(T_0 T_a)$其中,$\Delta T_1$ 为运输过程中的温度损失,$t$ 为运输时间(单位:小时),$n$ 为混凝土转运次数,$T_a$ 为运输时的环境温度。
混凝土的绝热温升也是计算温度的关键参数。
绝热温升可以用以下公式计算:$T_{max} = WQ /(c\rho) (1 e^{mt})$其中,$T_{max}$为绝热温升,$W$ 为每立方米混凝土中水泥的用量(单位:千克),$Q$ 为水泥的水化热(单位:焦耳/千克),$c$ 为混凝土的比热容(单位:焦耳/(千克·摄氏度)),$\rho$ 为混凝土的质量密度(单位:千克/立方米),$m$ 为与水泥品种、浇筑温度等有关的系数,$t$ 为混凝土的龄期(单位:天)。
大体积混凝土温控计算在建筑工程中,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,由于大体积混凝土结构的体积较大,水泥水化热释放集中,内部温升迅速,如果不采取有效的温控措施,很容易产生温度裂缝,从而影响结构的安全性和耐久性。
因此,进行大体积混凝土的温控计算是非常必要的。
大体积混凝土温度裂缝产生的原因主要有两个方面。
一是混凝土内部的水化热积聚,导致内部温度升高,而表面散热较快,形成内外温差。
当温差超过一定限度时,混凝土内部产生的拉应力超过其抗拉强度,就会产生裂缝。
二是混凝土在降温阶段,由于收缩受到约束,也会产生拉应力,从而导致裂缝的产生。
为了有效地控制大体积混凝土的温度裂缝,需要进行温控计算。
温控计算的主要内容包括混凝土的绝热温升计算、混凝土内部实际温升计算、混凝土表面温度计算以及混凝土内外温差计算等。
混凝土的绝热温升计算是温控计算的基础。
绝热温升是指在绝热条件下,混凝土由于水泥水化热而升高的温度。
其计算公式为:\T_{绝热} =\frac{WQ}{C\rho} (1 e^{mt})\其中,\(W\)为每立方米混凝土中水泥的用量(kg/m³),\(Q\)为每千克水泥的水化热(kJ/kg),\(C\)为混凝土的比热容(kJ/kg·℃),\(\rho\)为混凝土的密度(kg/m³),\(m\)为与水泥品种、浇筑温度等有关的系数,\(t\)为混凝土的龄期(d)。
混凝土内部实际温升计算则需要考虑混凝土的散热条件。
一般采用经验公式或有限元分析方法进行计算。
经验公式通常考虑了混凝土的浇筑厚度、表面保温条件等因素。
混凝土表面温度计算主要考虑表面的保温措施和外界气温的影响。
其计算公式为:\T_{表面} = T_{环境} +\frac{4h' (H h')\Delta T}{H^2}\其中,\(T_{环境}\)为外界气温(℃),\(h'\)为混凝土的虚厚度(m),\(H\)为混凝土的计算厚度(m),\(\DeltaT\)为混凝土中心温度与表面温度之差(℃)。
大体积混凝土施工温度计算分析与应用摘要:通过对大体积混凝土产生裂缝的机理分析,做好混凝土温度控制工作。
确保内外温差控制在25℃以内,尽量降低混凝土内部温度的升降速率,杜绝温度裂缝的产生。
本文通过施工过程中出现和解决的一些关于大体积混凝土问题来提高对大体积混凝土的认识。
关键词:大体积混凝土温度裂缝温度计算现代大型桥梁施工中时常涉及到的大体积混凝土施工,大体积混凝土主要的特点是体积较大,一般实体最小尺寸大于或等于1m。
由于其体积大,表面小,水泥水化热释放比较集中,内部温升比较快,当混凝土内外温差较大时,会使混凝土产生温度裂缝,影响结构安全和正常使用,所以必须从根本上分析它解决它,来保证施工的质量。
目前施工中相对比较准确的方法是通过计算水泥水化热所引起的混凝土的温升值与环境温度的差值大小来判别,一般来说,当其差值小于25℃时,其所产生的温度应力将会小于混凝土本身的抗拉强度,不会造成混凝土的开裂,当差值大于25℃时,其所产生的温度应力有可能大于混凝土本身的抗拉强度,造成混凝土的开裂。
104国道徐州北段扩建工程赵庄京杭运河大桥,全长594.2m,主桥采用62+100+62m现浇变截面PC连续箱梁,主墩采用实体墩,群桩基础。
主墩长7米,宽3.6米,高6米,方量为142m3 ,属大体积混凝土。
在施工前对墩身产生的温度进行验算分析。
混凝土温度分析计算:一、C40 混凝土采用P.0.52.5 普通硅酸盐水泥, 其配合比为: 水: 水泥: 砂: 石子:外加剂( 单位kg) =187: 416: 737:1105: 3.33( 每立方米混凝土质量比) , 砂、石含水率分别为3%、0%, 混凝土容重为2440kg/m3。
二、2009年9月20日各种材料的温度及环境气温: 水18℃, 砂、石子23℃, 水泥25℃环境气温20℃。
( 1) 混凝土拌和温度计算: 公式T0=∑TimiCi/∑miCi可转换为:T0=[0.9 (mcT c+msTs+mgTg) +4.2Tw(mw - Psms - Pgmg) +C1 ( PsmsTs +PgmgTg) - C2( Psms+Pgmg) ]÷[4.2mw+0.9(mc+ms+mg) ]式中: T0 为混凝土拌和温度mw、mc、ms、mg—水、水泥、砂、石子单位用量( kg)Tw、Tc、Ts、Tg—水、水泥、砂、石子的温度( ℃)Ps、Pg—砂、石含水率(%)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; 反之C1=2.1, C2=335本工程墩身的混凝土拌和温度为:T0=[0.9( 416×25+737×23+1105×23) +4.2×18( 187- 737×3%)+4.2×3%×737×23]÷[4.2×187+0.9( 416+737+1105 ]=22.03℃( 2) 混凝土出机温度计算: 按公式T1=T0- 0.16( T0- Ti)式中: T1—混凝土出机温度( ℃)T0—混凝土拌和温度( ℃)Ti—混凝土搅拌棚内温度( ℃)T1=22.03- 0.16×( 22.03- 25) =22.51℃( 3) 混凝土浇筑温度计算: 按公式TJ=T1- ( ατn+0.032n)( T1- TQ)式中: TJ—混凝土浇筑温度( ℃)T1—混凝土出机温度( ℃)TQ—混凝土运送、浇筑时环境气温( ℃)τn—混凝土自开始运输至浇筑完成时间( h)n—混凝土运转次数α—温度损失系数实际施工过程中,τn取1/3, n 取1, α取0.25TJ=22.51- ( 0.25×1/3+0.032×1) ×( 22.51-25) =22.80℃( 低于30℃)(4)混凝土的绝热温升计算:Th=W0Q0/(Cρ)式中: W0—每立方米混凝土中的水泥用量( kg/m3) ;Q0—每公斤水泥的累积最终热量(KJ/kg)查建筑施工手册取28天硅酸盐水泥375(KJ/kg)C—混凝土的比热容取0.97(KJ/kg•k)ρ—混凝土的质量密度( kg/m3)Th=( 416×375) /( 0.97×2440) =65.9℃(5)混凝土内部实际温度计算:Tm=TJ+ξTh式中: Tj—混凝土浇筑温度;Th—混凝土最终绝热温升;ξ—温降系数查建筑施工手册, 按混凝土浇筑厚度4m。
浅谈大体积基础筏板混凝土温控混凝土自身具有的热能是决定混凝土本身温度的关键因素。
在理想条件下,即在绝热的条件下,混凝土中水泥的水化热是混凝土进行浇筑时的最高温度。
但是,在实际的生活中,由于有各种因素的干扰,因此,混凝土的内在温度与周围的外界存有一定的温差,并且,由于不可能保证结构物的周围进行绝对的隔热,故而,混凝土在浇筑的过程中,会与混凝土周围的环境进行热能的交换,而控制这种热能的交换以达到混凝土控温的目的就是本次论文研究的重点问题。
标签:基础筏板,混凝土施工,温度控制一、工程概况历下区东舍坊片区房地产开发项目项目位于济南市历下区,东靠山东新闻大厦,西至中银大厦,南临东舍坊安置小区,北界紧邻泺源大街城市主干道,该城市道路车流量大,且存在限行时段,混凝土罐车行驶路线较为复杂。
本工程总建筑面积150870㎡,B楼写字楼为98586㎡,43层,建筑高度185.95米,地下三层。
B楼主楼部分采用桩筏基础,主体结构为钢筋混凝土框架-核心筒结构,局部采用型钢混凝土梁柱。
主楼部分筏板厚度为2500mm,电梯基坑板厚为2900mm。
筏板混凝土方量约一万立方,属大体积混凝土施工。
筏板混凝土强度等级为C35P8。
此外,还需要添加一些缓凝剂。
减水剂等物质来减少水泥的水化热。
二、混凝土温度控制、裂缝验算(1)水泥水化热引起的绝热温升与混凝土单位体积中水泥用量和水泥品种有关,并随混凝土的龄期增长按指数关系增长,混凝土内部的最高温度多数发生在浇筑后的3-12天内。
依据现场施工进度,B楼座基础筏板施工时处于深秋,此时需选取计算模型为:大气平均气温10℃、混凝土入模温度为10℃;其他相关参数依据相应的数表查得。
本配合比采用采用山东水泥厂生产的P.042.5普通硅酸盐水泥。
B楼混凝土温度控制经计算,混凝土第九天时内部温度最高。
(2)混凝土与周围温度的差异是导致混凝土容易出现裂缝的主要原因,混凝土与周围的温度越大,越容易产生一个收缩应力,温度的差异越大,收缩的应力也就越大。
高层建筑筏板基础大体积混凝土施工与温度控制摘要:大体积混凝土是现代建筑发展中常见的建筑结构之一。
与一般体积混凝土结构相比具有施工要求更高,施工技术难度大特点。
本文结合陶家宅地块旧改项目工程实例,首先分析了大体积混凝土施工难点分析,在此基础上,对大体积混凝土施工的关键技术以及温度控制进行了分析。
关键词:高层建筑;大体积混凝土;配合比设计;施工技术;温度控制1工程概况本项目总建筑面积38952.90m2,地上建筑面积24038.64m2,地下建筑面积14914.26m2。
包括1#2#两幢住宅楼、3#商业楼、垃圾房、门卫房,住宅楼14、19层,剪力墙结构,高51.25m、60m,商业楼5层,框架结构,高24.3m。
地下室为两层,桩基筏板基础形式,主楼地下室采用PHC预应力管桩,地库采用混凝土预制方桩。
地下二层西南侧为人防区域,主体为现浇砼结构;基础采用筏板基础,基础底设150厚C20砼垫层,底板混凝土强度等级为C35P8、其底板厚度分别为700mm(地下车库区域)、1000mm(2#主楼)、1200mm(1#主楼)。
2施工难点分析在本次工程施工过程中,还存在有以下施工难点。
(1)在本次施工中还存在有底板大而厚的特点,具体施工过程中所需要的混凝土总方量比较多,还需要一次连续浇筑完成,这也就导致了混凝土浇筑过程中存在有比较多的难点,浇筑组织协调工作量过大,只有在做好充分准备的基础上,才能够取得良好的浇筑效果。
(2)底板混凝土强度等级比较高,在施工过程中存在有还存在有水泥用量比较大以及以及水化热无法有效控制的问题,也就要求施工单位能够对原材料以及配合比的选择进行慎重考虑。
(3)在电梯基坑内四周板底的混凝土还存在有水化热比较大的问题,热量无法散发,需要做好其重点监测跟降温工作。
3大体积混凝土施工要点3.1混凝土配合比设计3.1.1在基础底板大体积混凝土施工过程中,需要做好混凝土浇筑的养护工作,对于以下三方面因素产生的裂缝还需要进行严格的控制:在混凝土升温阶段因为内外温差过大导致的裂缝;混凝土失水造成的裂缝;因为碱集料导致的混凝土裂缝。
冬季大体积混凝土浇筑温度控制措施冬季大体积混凝土浇筑温度控制措施,这是一个让人头疼的问题。
毕竟,你不能让你的房子在冬天里冻成冰雕,也不能让你的工程在寒风中停滞不前。
那么,我们该怎么办呢?别着急,我来给你讲讲我是怎么解决这个问题的。
我们要明确一个概念:大体积混凝土。
大体积混凝土是指水泥用量超过500kg/m3的混凝土。
这种混凝土的浇筑需要特别注意温度控制,因为它对温度的要求非常高。
如果温度过低,混凝土会结冰;如果温度过高,混凝土会开裂。
所以,我们要确保在浇筑过程中,混凝土的温度始终保持在一个合适的范围内。
那么,如何控制混凝土的温度呢?这就要用到一些小技巧了。
我们要做好保温工作。
在浇筑前,要给混凝土表面覆盖一层保温材料,如泡沫板、毛毡等。
这样可以有效地减少热量的散失,保持混凝土表面的温度。
这个保温材料要选择质量好的,否则可能会适得其反。
我们要注意浇筑时间。
一般来说,冬季早晨和傍晚的温度比较适宜浇筑混凝土。
因为这两个时段的阳光比较柔和,不会直射地面,也不会让地面迅速升温。
而中午时分,太阳比较毒烈,地面温度会迅速升高,不利于混凝土的浇筑。
所以,我们要尽量避开中午时分进行浇筑。
我们还可以通过调整浇筑速度来控制混凝土的温度。
一般来说,浇筑速度越快,热量损失越大。
所以,我们要尽量减慢浇筑速度,让混凝土有足够的时间吸收热量。
这也要根据实际情况来调整。
如果时间太长,可能会影响工程进度;如果时间太短,可能会导致混凝土无法充分凝固。
所以,我们要在保证工程质量的前提下,尽量找到一个平衡点。
冬季大体积混凝土浇筑温度控制是一个需要综合考虑的问题。
我们要做好保温工作,选择合适的浇筑时间和速度,确保混凝土的温度始终保持在一个合适的范围内。
只有这样,我们的建筑工程才能顺利进行,我们的家才能温暖如春。
那么,关于这个问题,我就说这么多了。
希望对你有所帮助。
下次再见啦!。
大体积混凝土温度计算及施工方案一、温度计算:混凝土厚度1.9m;根据配合比单,相关材料用量,每立方混凝土:硅酸盐水泥403kg,膨胀剂32kg,粉煤灰掺料78 kg。
计算如下1、最大绝热温升T h=(m C+KF)Q/Cρ=(435+0.3×78)×375/(0.97×2400)=73.8℃2、混凝土中心计算温度(计算3天、6天)T1(3)=T j+T hξ(t)=10+T hξ(t)=10+73.8×0.55=50.59℃T1(6)=10+73.8×0.52=48.38℃3、混凝土表层温度(表面下50~100mm处)(1)保温材料厚度计算δ=0.5hλx(T2-Tq)K b/λ(T max-T2)=0.5×1.9×0.14×15×1.6/(2.33×25)=0.054(m)(2)混凝土表面模板及保温层的传热系数β=1/[Σδi/λi+1/βq]=1/[0.054/0.14+1/23]=2.331(3)混凝土虚厚度h′=kλ/β=2/3×2.33/2.331=0.666(m)(4)混凝土计算厚度H=h+2 h=1.9+2×0.666=3.232(m)(5)混凝土表层温度T2(t)=T q+4 h′(H-h′)[T1(t)-T q]/H2T2(3)=2+4×0.666(3.232-0.666)[48.59-5]/3.2322=2+0.654×43.59=30.51℃T2(6)=2+4×0.666(3.232-0.666)[46.38-5]/3.2322=2+0.654×[41.38]=29.06℃(6)混凝土温差T1(3)-T2(3)=50.59-30.51=20.08℃T1(6)-T2(6)=48.38-29.06=19.32℃经以上计算预测,采取上述混凝土配合比,并加大保温材料厚度(5cm厚草袋,一层塑料布),可满足混凝土最大内外温差均小于25℃的要求。
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。
大体积混凝土温度控制计算本工程基础底板混凝土中电梯井旁有厚度为3.8m大体积的混凝土层,采用地下水位较高,又处在冬季寒冷气温下,为使混凝土不被冻坏,而保持正常硬化,防治裂缝,对混凝土采取保温措施,保温方法为表面覆盖一层塑料薄膜一层草袋,草袋上下错开,搭接紧密,形成良好的保温层,并且预埋测温管,并安排测温人员每天进行测温,并做好测温记录,混凝土内外温差允许界限一般为20。
C~25。
C。
本工程采用C35混凝土,基础底板厚3.8m,每立方米混凝土水泥用量为427Kg,采用425号普通水泥,混凝土水化热量为377J/kg,混凝土浇筑温度为15。
C,有关混凝土内部温度、保温材料厚度计算如下:Th=McQ/(Cρ)(1)Tmax=T0+ Thζ(2)δ=0.5hλi(Tb-Ta) •K/[λ(T max-Tb )] (3)式中Th 混凝土最大水化热温升值,即最终温升值;Mc 每立方米的混凝土水泥用量(kg/m3);Q 每千克水泥水化热量(J/kg)查表得425号普通水泥Q为377 J/kg;C 混凝土得比热一般取0.96KJ/kg•K;ρ混凝土得质量密度,取2400 kg/m3;Tmax 混凝土内部中心温度(。
C);T0 在混凝土得浇筑入模温度(。
C);ζ不同浇筑弧度的温降系数;δ保温材料厚度(m);h 结构厚度(m);λi保温材料得导热系数(W/m•k)查表得草袋的导热系数为1.4;Tb 混凝土表面温度;Ta 混凝土浇筑3~5d的空气平均温度;0.5 中心温度向边界散热的距离为结构厚度的一半k 透风系数,根据混凝土表面为一层不透风材料,上面用容易透风的保温材料组成故查表得透风系数取2;λ混凝土的导热系数,取2.3W/m•k。
混凝土的最终绝热温升由式(1)得:Th =427×377/(0.96×2400)=70.2 。
C根据浇筑厚度为3.8m,查表得温降系数可求得不同龄期的水热温升为:t=3d ζ =0.728 Thζ=51.1 。
Information.底板混凝土采用56d 圆柱体抗压强度为4000psi (27.6MPa ,相当于立方体强度C35)。
其配合比为中砂734 Kg/m3,中碎石581 Kg/m 3,大碎石475 Kg/m 3,水泥273 Kg/m 3,粉煤灰91 Kg/m 3,外加剂2.9229 Kg/m 3,水160 Kg/m 3。
56d cylinder with the compressive strength of 4000psi shall be applied to the basemat. which consists of 734 Kg/ m 3 medium sand, 581 Kg/m 3 medium gravel, 475 Kg/m 3 large gravel, 91 Kg/m 3 cement, fly ash,2.9229 Kg/m 3 admixture and 160 Kg/m 3 water.2.1混凝土入模温度Concrete molding temperature混凝土入模温度分别采用18℃、20℃、23℃、26℃进行计算,大气温度约27℃。
The molding temperature used for calculation is 18℃、20℃、23℃、26℃ separately, and the air temperature is about 32℃ on average.先按照入模温度为18℃进行计算。
First, the molding temperature used for calculation is 18℃.2.2混凝土的绝热温升计算Adiabatic temperature rise calculation of concrete2.2.1水泥水化热Hydration heat of cement根据SDNP-000013-PTFC 提供数据,所采用水泥3天水化热Q=239kj/kg, 7天水化热Q=266kj/kg 。
高层建筑大体积筏板基础冬期施工混凝土温度影响因素及温度计算
近几年来随着城市的发展高层建筑逐渐增多,高层建筑深基础大体积混凝土施工也相应增多。
根据我国对大体积混凝土定义:结构断面最小尺寸大于1m以上的,表面系数不大于5m-1的混凝土结构。
大体积温控指标如下:
(1)混凝土浇筑在入模温度基础上的最大温升值不大于35℃。
(2)混凝土内部与混凝土表面温差不大于25℃(不含混凝土收缩的当量温度)。
(3)混凝土浇筑后的降温速度为1.5℃/d~1.8℃/d为宜。
水泥水化过程中,放出的热量称为水化热。
大体积混凝土在凝固过程中聚积在内部热量散失很慢,使混凝土温度峰值很高,当混凝土内部温度冷却时就会收缩,从而在混凝土内产生拉应力。
拉应力超过混凝土的极限抗拉强度就会在混凝土内部产生裂缝。
这些内部裂缝有可能与表面干缩裂缝连通,从而在混凝土内部形成通缝,破坏混凝土的耐久性和结构的稳定性。
大体积混凝土极易产生温度收缩裂缝,在混凝土早期升温和降温过程中由于混凝土内外温差、升温和降温速率不同而引起的收缩裂缝。
大体积混凝土内部控制好温度应力的产生是防止裂缝的关键(一般外约束应力影响产生深度裂缝,内约束应力影响产生表面裂缝)。
内约束应力的产生主要是由于混凝土散热不均而造成的,因此在施工期间特别是我市地区如何控制好混凝土内外温差。
如何控制好混凝土内部中心最高温度的产生是冬期施工防止裂缝的关键。
1.大体积混凝土中心温度影响因素
1.1混凝土强度等级对混凝土中心温度的影响
混凝土强度等级对混凝土中心温度影响最大,随混凝土强度等级的提高混凝土中的水泥掺量就越多,水泥掺量越多水泥水化产生的热量就越多,混凝土中心温度就越高,直接影响混凝土内部温度的高低。
1.2不同品种的水泥对混凝土中心温度的影响
同一标号不同品种的水泥每千克水泥水化发热量不同,同一标号不同品种水泥普通硅酸盐水泥比矿渣水泥每千克水化热多42KJ,大体积混凝土水泥选用低水化热的水泥对防止混凝土温度应力收缩裂缝有利。
1.3水泥标号对混凝土中心温度的影响
采用不同标号水泥配制同强度等级混凝土,由于水泥发热量的不同对混凝土
中心温度有一定的影响,高标号的水泥水化产生的热量要高。
由此在符合设计混凝土强度等级的条件下,优先选用低标号的水泥,低标号的水泥对降低混凝土中心温度有益从而减少内外温差影响。
1.4混凝土浇筑温度对混凝土中心温度的影响
混凝土浇筑入模温度的高低直接影响混凝土的中心温度,因此加以控制,尽量降低混凝土的入模温度。
2.大体混凝土内外温差影响因素
2.1混凝土浇筑厚度对混凝土内外温差的影响
大体混凝土中心及混凝土表面温度随浇筑不同厚度而变化,混凝土厚度越大其中心温度就越高,大体积混凝土内部温度相对表面温差就越大,因此大体混凝土在冬期施工为了减少混凝土内外温差影响防止产生裂缝应在措施和管理上加以控制。
2.2气温温差大小对混凝土内外温差的影响
大体积混凝土中心温度及表面温度的温差随气温高低而变化,大气温度越低其内外温差越大,保温材料热阻值越小其内外温差就越大。
大体积混凝土在冬期施工要注意保温材料覆盖及掌握好保温层覆盖的时间和混凝土温升、温降的速度,防止产生裂缝。
3.混凝土内部温升计算
观湖国际3#楼建筑面积为31055㎡,立面设计为32层,建筑物高度为99.00m,地下一层,基础形式为桩筏基础,筏板基础长度为62.7m,宽度为21.1m,筏板基础混凝土厚度为1.60m,筏板底标高为-8.4m,筏板的混凝土防水等级为S8,混凝土强度等级为C30。
混凝土采用商品混凝土,根据混凝土配合比通知单水泥为北疆P.O32.5,水泥用量为340Kg/m3,粉煤灰掺量为80 Kg/m3,中砂用量为708Kg/m3,石子用量为1062Kg/m3,GB-B缓凝泵送剂为11.09Kg/m3,GIF早强防冻剂为23.10Kg/m3,UEA为42.0Kg/m3,混凝土缓凝时间为10小时,混凝土的入模温度为5℃,筏板基础厚度为 1.6m,每千克水泥产生的热量为377J/Kg,混凝土的比热为0.96KJ/Kg.K。
大体积混凝土内部中心温度包括混凝土浇筑温度及不同龄期混凝土的绝热温升调整温度。
3.1混凝土水化热绝对温升值计算
T(t)=mcQ/Cρ(1-e-mt)
当e-mt=0时
TMax=340×377/0.96×2400=55.63℃
混凝土的最大温升温度55.63℃为混凝土水化温度为绝热状态下的混凝土温升温度。
3.2混凝土3d、4d、5d、6d、7d、8d、9d的水化热绝热温度值计算
当t=3d T(3)=mcQ/Cρ(1-e-mt)=55.63×0.587=32.65℃
当t=4d T(4)=mcQ/Cρ(1-e-mt)=55.63×0.693=38.55℃
当t=5d T(5)=mcQ/Cρ(1-e-mt)=55.63×0.771=42.89℃
当t=6d T(6)=mcQ/Cρ(1-e-mt)=55.63×0.83=46.17℃
当t=7d T(7)=mcQ/Cρ(1-e-mt)=55.63×0.873=48.56℃
当t=8d T(8)=mcQ/Cρ(1-e-mt)=55.63×0.906=50.40℃
当t=9d T(9)=mcQ/Cρ(1-e-mt)=55.63×0.930=51.74℃
3.3混凝土最终绝热温升计算
查建筑施工计算手册查表如下:
根据以上的温降系数ζ值求得不同龄期混凝土水热温升值:
当t=3d Th3=T(3)×ζ=32.65×0.506=16.52℃
当t=4d Th4=T(4)×ζ=38.55×0.496=19.12℃
当t=5d Th5=T(5)×ζ=42.89×0.486=20.84℃
当t=6d Th6=T(6)×ζ=46.17×0.476=22.00℃
当t=7d Th7=T(7)×ζ=48.56×0.451=21.90℃
当t=8d Th8=T(8)×ζ=50.40×0.426=21.47℃
当t=9d Th9=T(9)×ζ=51.74×0.401=20.75℃
3.4混凝土的中心温度计算
T‘(t)=T0+T(t)×ζ
T‘(3)=T0+T(3)×ζ=5+16.52=21.52℃
T‘(4)=T0+T(4)×ζ=5+19.12=24.12℃
T‘(5)=T0+T(5)×ζ=5+20.84=25.84℃
T‘(6)=T0+T(6)×ζ=5+22.00=27.00℃
T‘(7)=T0+T(7)×ζ=5+21.90=26.90℃
T‘(8)=T0+T(8)×ζ=5+21.47=26.47℃
T‘(9)=T0+T(9)×ζ=5+20.75=25.75℃
经计算高层建筑大体积混凝土筏板基础冬期混凝土在浇筑后,混凝土内部中心温度温升调整温度为27℃。
通过对高层建筑筏板基础大体混凝土冬期施工混凝土内部中心温度的计算,我们可以知道大体积混凝土内部中心温度的变化和最大温升值,根据混凝土的最大温升可以对大体积混凝土施工之前采取相应的措施控制混凝土的内部温度,防止高层建筑筏板基础大体混凝土内部裂缝的产生。