大体积混凝土温控计算(详细)

1长度L(m)宽度L(m)厚度L(m)12.59.12.5C35P8水泥水砂石粉煤灰矿粉外加剂11.000.643.094.640.610.000.02P.O.425自来水中砂5~31.5mm连续级配碎石I级S95高效缓凝减水剂233150720108014203.815℃15℃2=54.5其中W-375.00Q-349Q0-p.o42.5375k-0.93k1-0.93k2-1c-0.96ρ-25003其中m-0.34e-2.718t-常数混凝土龄期(天)计算结果混凝土龄期t(天)绝热温升T(t)(℃)334.8647.4951.91253.61554.21854.4各龄期混凝土的绝热温升T(t)(℃)T(t)=W×Q/(c×ρ)×(1-e-mt)经验系数(随水泥品种、比表面及浇筑温度而异),，取每公斤水泥水化热(kJ/kg)(普通硅酸盐水泥)掺合料水化热调整系数，k=k1+k2-1粉煤灰掺量水化热调整系数矿粉掺量水化热调整系数Tmax=W×Q/(c×ρ)每立方米混凝土中胶凝材料用量(kg/m3)每公斤胶凝材料总水化热量(kJ/kg)，=kQ0混凝土的比热(J/kg*K)混凝土的密度(kg/m3)计算参数设定钢筋混凝土尺寸混凝土标号及抗渗等级混凝土配合比规格单位体积用量混凝土浇筑温度Tj混凝土入模温度To混凝土的最终绝热温升Tmax(℃)4厚度h=2.5m其中ξ-内部温度Tn(t)(℃)内部降温速率△Tn(t)(℃/3d)37.6--44.46.744.3-0.140.7-3.635.6-5.130.8-4.827.5-3.225.4-2.223.7-1.623.2-0.55其中Tq-15H-3.684h'-0.59229.31225.7各龄期混凝土表面温度Tb(t)(℃)Tb(t)=Tq+4h'(H-h')×△Tl(t)/H2不同龄期的大气平均温度(℃)混凝土的计算厚度(m),H=h+2h'=混凝土的虚厚度(m),h'=λ*(∑δi/λi+1/βu)=2410.4278.7308.2180.29210.23计算结果混凝土龄期t(天)与外界气温之差△Tl(t)(℃)(=Tn(t)-Tj)322.61520.61815.82112.5629.4960.6290.57120.483054.5各龄期混凝土内部最高温度Tn(t)(℃)Tn(t)=Tj+T(t)×ξ不同龄期和浇筑厚度的降温系数，查表查表可得ξ混凝土龄期t(天)降温系数ξ30.65240.19270.16300.15150.38计算结果2154.42454.52754.5λ-2.33βu-查表得76.6δi-空气0.6λi-空气2.489混凝土龄期t(天)表面温度Tb(t)(℃)327.2630.9930.81228.91526.11823.52121.82420.62719.73019.46其中εy0-0.0004M1-水泥品种M1取值1.00M2-水泥细度M2取值1.35M3-水胶比M3取值1.00M4-胶浆量M4取值1.20M5-养护时间M5取值0.93M6-环境相对湿度M6取值0.77M7-水力半径倒数M7取值1.20M8-配筋率M8取值1.00M9-减水剂M9取值1.30M10-粉煤灰掺量M10取值0.87M11-矿粉掺量M11取值1.00=1.574计算结果混凝土龄期t(天)混凝土收缩相对变形值εy(t)×10-531.86163.6680.40.0095有60.94%0.00%则，M1×M2×M3…M11普通硅酸盐水泥5000孔0.400.19自然养护，28天70%各龄期混凝土收缩相对变形值εy(t)εy(t)=εy0×(1-e-0.01t)×M1×M2×M3…M11混凝土在标准状态下的最终(极限)收缩值混凝土收缩变形不同条件影响修正系数Mi5.86.84.85.64.04.711.813.99.511.17.38.5各种保温材料的导热系数(W/m2*K)计算结果内部与表面温差(℃)△T2(t)=Tn(t)-Tb(t)表面与大气温差(℃)△T3(t)=Tb(t)-Tq3.84.410.412.213.515.913.5混凝土导热系数(W/m2*K)固定在空气中放热系数(W/m2*K)，设风速4.0m/s,光滑表面各种保温材料的厚度(m)15.87其中α-0.00001△Ty(t)(℃)--1.8061.7531.7011.6511.6021.5551.5091.4641.4218C35其中E0-31500β-0.980β1-查表0.98β2-查表12038715228671824761混凝土的最终(28d)弹性模量(N/mm2)掺合料修正系数，β=β1*β2=粉煤灰掺量修正系数，矿粉掺量修正系数，2714.9023016.323各龄期混凝土的弹性模量E(t)(N/mm2)E(t)=βE0(1-e-0.09t)计算结果混凝土龄期t(天)各龄期混凝土弹性模量E(t)(N/mm2)3730461288191713712各龄期混凝土的当量温差Ty(t)(℃)Ty(t)=εy(t)/α混凝土的线膨胀系数计算结果混凝土龄期t(天)Ty(t)(℃)31.86163.6681810.3742111.9292413.43895.420127.122158.772计算结果95.420122413.4382714.9023016.3237.122158.7721810.3742111.9299其中Th-13.010其中S(t)-R-0.5μ-0.15计算结果混凝土的外约束系数混凝土泊松比混凝土龄期t(天)温度(包括收缩)应力σ(t)(N/mm2)查表可得混凝土龄期t(天)S(t)30.50060.51990.475210.369240.355270.341120.442150.411180.389300.331各龄期混凝土的温度(包括收缩)应力σ(t)(N/mm2)σ(t)=-E(t)×α×△T(t)×S(t)×R/(1-μ)182.7721-0.4824-2.65考虑混凝土徐变影响的松弛系数916.301212.71157.58混凝土的综合温度差△T(t)(℃)△T(t)=△T1(t)-Th混凝土浇筑后达到稳定时的温度(℃)计算结果混凝土龄期t(天)综合温度差△T(t)(℃)39.65616.3927-4.2830-4.83272815230287952126206计算结果242731011计算结论C35混凝土=2.64N/mm212其中Tn-13△Tx(t)(℃)混凝土水化热平均温度Tx(t)(℃)Tx(t)=Tb+2(Tn-Tb)/31815.772112.522410.35计算结果混凝土龄期t(天)水化热平均温度Tx(t)(℃)334.1729.39929.301225.711520.58大体积混凝土浇筑后裂缝控制的施工计算各龄期混凝土实际水化热最高温升值Td(t)(℃)Td(t)=Tn(t)-T0各龄期混凝土温度值计算结果混凝土龄期t(天)实际水化热最高温升值Td(t)(℃)322.656278.72308.17300.2728d混凝土抗拉强度Ft根据计算结果分析可知，由于降温和收缩产生的温度应力小于混凝土的抗拉强度，可采取一次性浇筑混凝土底板，不会产生贯穿性有害裂缝。18-0.16210.03240.15计算结果-0.649-0.7812-0.6715-0.423-0.216270.24-5.710.073.044.354.072.751.841.380.461415=26.7116其中β-Cx-60L-12500S(t)-龄期t(d)Cx/(h×E(t))βcosh×β×L/2(E(t)×△T(t)×S(t))σm(t)约束状态影响系数，=(Cx/(H×E(t)))1/2地基水平阻力系数(N/mm2)混凝土结构物长度(mm)考虑混凝土徐变影响的松弛系数计算结果301.88各龄期混凝土总温差T0(t)(℃)T0(t)=∑T(t)最大温度应力值σm(t)(N/mm2)σm(t)=α/(1-μ)×(1-1/(cosh×β×L/2))×∑(E(t)×△T(t)×S(t))计算结果混凝土龄期t(天)综合温差△T(t)(℃)30.006-3.909214.30243.35272.851.83124.74156.00185.6836.771532.421828.352125.60各龄期混凝土综合温差△T(t)(℃)△T(t)=△Tx(t)+△Ty(t)计算结果639.88939.81122423.762722.383021.9261.264E-060.0011244-5.6303-26093.6753-0.361599.503E-070.0009748-4.881214871.6190.2108127.988E-070.0008938-4.475342711.62180.6148157.122E-070.0008439-4.225656353.56210.8199186.577E-070.000811-4.060854671.8450.8016216.214E-070.0007883-3.947241594.95290.6133245.963E-070.0007722-3.866732458.51540.4806275.785E-070.0007606-3.808427323.80560.4059305.656E-070.000752-3.765617934.54640.267017C35混凝土=2.64N/mm2K==3.648≥1.15其中λ-1.133λ1-查表1.03λ2-查表1.1018=26.15其中δ-λ0-2.33λi-0.05Tb-30.9Tq-15Tmax-44.4h-2500(Tb-Tq)-15.0(Tmax-Tb)-20.0Kb-1.3可取20~25，传热系数修正值，考虑湿草袋上下各加一层薄膜，取第i层保温材料的导热系数，混凝土浇筑体表面温度，(℃)混凝土达到最高温度(浇筑后3d~5d)的大气平均温度，(℃)混凝土浇筑体内的最高温度，(℃)混凝土结构的实际厚度，(mm)可取15~20，结论：满足抗裂条件，不会出现有害裂缝。混凝土所需保温层厚度计算δ(mm)δ=0.5hλi(Tb-Tq)*Kb/(λ0(Tmax-Tb))混凝土表面的保温层厚度，(mm)(℃)混凝土的导热系数，28d抗拉强度Ft抗裂安全度λ*Ft/max{σm(t)}掺合料抗拉强度调整系数,λ=λ1*λ2粉煤灰掺量抗拉强度调整系数矿粉掺量抗拉强度调整系数计算结果混凝土抗裂验算1长度L(m)宽度L(m)厚度L(m)12.59.12.5C40P8水泥水砂石粉煤灰矿粉外加剂11.000.542.573.860.430.000.01P.O.425自来水中砂5~31.5mm连续级配碎石I级S95高效缓凝减水剂27715071210681180415℃15℃2=57.4其中W-395.00Q-349Q0-p.o42.5375k-0.93k1-0.93k2-1c-0.96ρ-25003其中m-0.34e-2.718t-常数混凝土龄期(天)计算结果混凝土龄期t(天)绝热温升T(t)(℃)336.7649.9954.71256.41557.01857.3各龄期混凝土的绝热温升T(t)(℃)T(t)=W×Q/(c×ρ)×(1-e-mt)经验系数(随水泥品种、比表面及浇筑温度而异),，取每公斤水泥水化热(kJ/kg)(普通硅酸盐水泥)掺合料水化热调整系数，k=k1+k2-1粉煤灰掺量水化热调整系数矿粉掺量水化热调整系数Tmax=W×Q/(c×ρ)每立方米混凝土中胶凝材料用量(kg/m3)每公斤胶凝材料总水化热量(kJ/kg)，=kQ0混凝土的比热(J/kg*K)混凝土的密度(kg/m3)计算参数设定钢筋混凝土尺寸混凝土标号及抗渗等级混凝土配合比规格单位体积用量混凝土浇筑温度Tj混凝土入模温度To混凝土的最终绝热温升Tmax(℃)4厚度h=2.5m其中ξ-内部温度Tn(t)(℃)内部降温速率△Tn