冬季施工热工计算

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(Tsms+Tgmg+Tcmc)+4.2Tw(mw-wsms-wgmg)+c1(wsmsTs+wgmgTg)-c2(wsms+wgmg)]÷[4.2mw+a(mc+ms+mg)]式中T0——混凝土拌合温度ws、wg——砂、石的含水率(%)ms、mg、mc、mw——砂、石、水泥、水的质量(kg)Ts、Tg、Tc、Tw——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－TP）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(℃)TP——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－Tm)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)Tm——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=(CcmcT2+CsmsTn)/(Ccmc+Csms)式中T3——模具的吸收影响，混凝土浇注成型时的温度(℃)mc、ms——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)Cc、Cs——混凝土、模具的比热容[kJ/(kg*k)]混凝土取1kJ/(kg*k)钢材取0.48kJ/(kg*k)Tn——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。取C40作为代表进行热工计算。水泥：掺合料：碎石:砂：水：外加剂=330:110:1042:735:158:4.97。搅拌站每盘方量为2m3，因此所用原材质量：水泥660kg，掺合料220kg，碎石2084kg，砂1470kg，水316kg。砂石的含水率分别取3.4%、0%。材料温度：水泥、砂、石为7℃，水温度待定。搅拌楼内温度为10℃，混凝土用罐车运输，运输时间定为60分钟，外界气温假定为-10℃。混凝土每立方米重量2380kg，与每立方米混凝土接触的模具的重量为400kg，预热到10℃。四、计算要求混凝土入模温度≥5℃，现场浇注温度控制在8~10℃。因水温待定，已知现场入模浇注温度控制在8~10℃，即T3=8℃，因此采用倒推法求加热水温度。已知T3=(CcmcT2+CsmsTs)/(Ccmc+Csms)=8℃代入数据(1×2380×T2＋0.48×400×10)/(1×2380+0.48×400)=8℃求得：T2=6.9℃已知T2=T1－(at+0.032n)(T1－Ts)=6.9℃代入数据T1－(0.25×1+0.032×1)[T1－(－10)]=6.9℃求得：T1=13.5℃已知T1=T0－0.16（T0－TP）=13.5℃代入数据T0－0.16(T0－10)=13.5℃求得：T0=14.2℃T0=[a(Tsms+Tgmg+Tcmc)+4.2Tw(mw-wsms-wgmg)+c1(wsmsTs+wgmgTg)-c2(wsms+wgmg)]÷[4.2mw+a(mc+ms+mg)]=14.2℃代入数据[0.92(7×1470+7×2084+7×660)+4.2Tw(316－0.034×1470－0×2084)+4.2(0.034×1470×7+0×2084×10)-0×(0.034×1470+0×2084)]÷[4.2×316+0.92(660+1470+2084)=14.2℃求的Tw=40.0℃为了保证冬期施工正常进行，保证混凝土浇注入模温度在8~10℃范围内，必须做好原材料的温度控制保证原材料不低于5℃，拌合用水不低于40.0℃，温度控制在40.0~60℃之间。