(手工計(jì)算)大體積混凝土水化熱方案計(jì)算講解

1、大體積混凝土水化熱溫度計(jì)算目錄大體積混凝土水化熱溫度計(jì)算11工程概況12承臺(tái)大體積混凝土的溫控計(jì)算12.1 相關(guān)資料12.2、承臺(tái)混凝土的絕熱溫升計(jì)算12.3 混凝土最高水化熱溫度及3d、7d的水化熱絕熱溫度22.4承臺(tái)混凝土各齡期收縮變形值計(jì)算22.5承臺(tái)混凝土各齡期收縮變形換算成當(dāng)量溫差42.6承臺(tái)混凝土各齡期內(nèi)外溫差計(jì)算43 冷卻管的布置及混凝土的降溫計(jì)算53.1承臺(tái)混凝土設(shè)置冷卻管參數(shù)53.2冷卻管的降溫計(jì)算54結(jié)論及建議64.1結(jié)論64.2建議6大體積混凝土水化熱溫度計(jì)算1工程概況XX特大橋，其主橋主墩承臺(tái)最大尺寸長、寬、高分別為42.5米、15米、5米，混凝土標(biāo)號為C30，施工時(shí)最

2、低氣溫為5。2承臺(tái)大體積混凝土的溫控計(jì)算2.1 相關(guān)資料1、配合比及材料承臺(tái)混凝土：C：W：S：G=1：0.533：2.513：3.62：0.011材料：每立方混凝土含海螺P.O30水泥300Kg、贛江中砂754 Kg、湖北陽新525mm連續(xù)級配碎石1086 Kg、深圳五山WS-PC高效減水劑3.4Kg、拌合水160 Kg。2、氣象資料橋址區(qū)位于亞熱帶大陸季風(fēng)性氣候地區(qū)，具有四季分明，無霜區(qū)長，日照充足，水源充足，濕光同季，雨熱同季的氣候特征。年平均氣溫17.6，極端最高氣溫為40.1，極端最低氣溫為-9.7。3、混凝土拌和方式采用自動(dòng)配料機(jī)送料，拌和站集中拌和，混凝土泵輸送混凝土至模內(nèi)。4、

3、大體積混凝土施工規(guī)范（GB 50496-2009）5、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010-2010）2.2、承臺(tái)混凝土的絕熱溫升計(jì)算大體積混凝土施工規(guī)范（GB 50496-2009）P23混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010-2010）P212.3 混凝土最高水化熱溫度及3d、7d的水化熱絕熱溫度承臺(tái)混凝土：C=300Kg/m3；水化熱Q=250J/ Kg，混凝土比熱c=0.96J/ Kg，混凝土密度=2423 Kg/m3承臺(tái)混凝土最高水化熱絕熱升溫：Tmax=WQ（1-e-mt）/ c=(300250)1/（0.962423）=32.243d的絕熱溫升：T（3）=32.24（1-e-0.3*3

4、）=19.13 T（3）=19.13-0=19.137d的絕熱溫升T（7）=32.24（1-e-0.3*7）=28.3 T（7）=28.3-19.13=9.172.4承臺(tái)混凝土各齡期收縮變形值計(jì)算大體積混凝土施工規(guī)范（GB 50496-2009）P24式中：為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的最終收縮變形值；為水泥品種修正系數(shù)；為水泥細(xì)度修正系數(shù)；為骨料修正系數(shù)；為水灰比修正系數(shù)；為水泥漿量修正系數(shù)；為齡期修正系數(shù)；為環(huán)境溫度修正系數(shù)；為水力半徑的倒數(shù)(cm-1),為構(gòu)件截面周長(L)與截面面積(A)之比:r=L/A；為操作方法有關(guān)的修正系數(shù)；為與配筋率Ea、Aa、Eb、Ab有關(guān)的修正系數(shù),其中Ea、Eb分別為鋼筋

5、和混凝土的彈性模量(MPa),Aa、Ab分別為鋼筋和混凝土的截面積(mm2)。查表得：=1.10，=1. 0，=1. 0，=1.21，=1.20， =1.09（3d），=1.0（7d），=0.93（15d），=0.7，=1.4，=1.0，=0.895，則有：=1.101.01. 01.211.200.71.41.00.895=1.4011、3d的收縮變形值=3.2410-4=0.14610-42、7d的收縮變形值=3.2410-4=0.30710-42.5承臺(tái)混凝土各齡期收縮變形換算成當(dāng)量溫差大體積混凝土施工規(guī)范（GB 50496-2009）P251、3d齡期2、7d齡期2.6承臺(tái)混凝土各齡期

6、內(nèi)外溫差計(jì)算假設(shè)入模溫度：T0=10，施工時(shí)環(huán)境溫度：Th=51、3d齡期= T0+2/3T(t)+Ty(t)- Th =10+2/319.13+1.46-5=19.212、7d齡期= T0+2/3T(t)+Ty(t)- Th =10+2/328.3+3.07-5=26.94計(jì)算折減系數(shù)，根據(jù)試驗(yàn)資料可取2/3由以上計(jì)算可知，承臺(tái)混凝土內(nèi)外溫差最大為26.94，大于大體積混凝土施工規(guī)范（GB 50496-2009）P7中關(guān)于大體積混凝土溫度內(nèi)外溫差為25的規(guī)定。若需降低混凝土的內(nèi)外溫差，在混凝土中埋設(shè)冷卻管是一種行之有效的方法。3 冷卻管的布置及混凝土的降溫計(jì)算3.1承臺(tái)混凝土設(shè)置冷卻管參數(shù)1

7、、水的特性參數(shù)：水的比熱：c水=4.2103J/ Kg；水的密度 水=1.0103 Kg/m3；冷卻管的直徑：D=5cm2、承臺(tái)混凝土冷卻管的布置形式承臺(tái)混凝土埋設(shè)冷卻管，上下左右冷卻管相臨間距為1米。其中40#承臺(tái)按上下左右1米布置，共計(jì)4層。分別設(shè)置4個(gè)進(jìn)出水口。3、主橋承臺(tái)混凝土體積（除去冷卻管后）40#承臺(tái)混凝土：體積V=42.5155-3.14(0.05/2)2440.510.5=3187.5-3.5=3184 m33.2冷卻管的降溫計(jì)算式中：冷卻管中水的流量， 冷卻管通水時(shí)間水的密度進(jìn)出水口處的溫差20水的比熱混凝土的體積混凝土的密度混凝土的比熱1、3d齡期冷卻管通水時(shí)間：持續(xù)通水

8、（按t=1d計(jì)算），出水管和進(jìn)水管的溫差：=20XX特大橋承臺(tái)混凝土：2、7d齡期冷卻管通水時(shí)間：持續(xù)通水（按t=3d 計(jì)算），出水管和進(jìn)水管的溫差：=20XX特大橋40#承臺(tái)混凝土：（5）、預(yù)埋冷卻管后各齡期承臺(tái)混凝土內(nèi)外溫差值：XX特大橋40#承臺(tái)混凝土：1、3d齡期19.21-2.7/2=17.86 （安全系數(shù)為2.0）2、7d齡期26.94-8.17/2=22.86 （安全系數(shù)為2.0）4結(jié)論及建議4.1結(jié)論承臺(tái)大體積混凝土在澆注過程中，由于混凝土在結(jié)硬過程中內(nèi)部產(chǎn)生大量的熱量使其內(nèi)部溫度升高，當(dāng)內(nèi)外溫度相差過大時(shí)就容易出現(xiàn)溫度裂縫，若需降低混凝土的內(nèi)外溫差，在混凝土中埋設(shè)冷卻管是一種

9、行之有效的方法。計(jì)算表明：混凝土中埋設(shè)冷卻管后內(nèi)外溫差均小于25，滿足混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范（GB 50666-2011）P60中的規(guī)定。4.2建議1、澆注混凝土避免陽光直曬，一般選擇在傍晚開始直至第二天十點(diǎn)以前。對粗骨料進(jìn)行噴水和護(hù)蓋，施工現(xiàn)場設(shè)置遮陽設(shè)施，搭設(shè)彩條布棚。 2、承臺(tái)混凝土冷卻管按間隔一米埋設(shè)，上下左右冷卻管相臨間距嚴(yán)格控制在1米以內(nèi)，嚴(yán)格觀察入水口和出水口的水溫差，根據(jù)水溫差，及時(shí)調(diào)整泵水速度。水溫差大時(shí)，提高水速；水溫差小時(shí)，降低水速。通過冷卻排水，帶走混凝土體內(nèi)的熱量，本計(jì)算方案表明，此方法使大體積混凝土體內(nèi)的溫度降低3-4。3、澆注混凝土?xí)r，采用分層澆注，控制混凝土在澆注過程中均勻上升，避免混凝土拌和物局部堆