大体积混凝土水化热计算和混凝土抗裂验算

编辑版word大体积混凝土水化热计算和混凝土抗裂验算工程名称：泰康人寿工程施工单位：中建一局集团建设发展有限公司砼供应单位：北京铁建永泰新型建材有限公司混凝土水化热计算1热工计算1.1混凝土入模温度控制计算（1）混凝土拌合温度宜按下列公式计算：T0=［0.92（mceTce＋msTs＋msaTsa＋mgTg）＋4.2Tw（mw－ωsamsa－ωgmg）＋Cw（ωsamsaTsa＋ωgmgTg）－Ci（ωsamsa＋ωgmg）］÷［4.2mw＋0.92（mce＋msa＋ms＋mg）］…………（1.1）式中T0—混凝土拌合物温度(℃)；mw---水用量(Kg)；mce---水泥用量(Kg)；ms---掺合料用量(Kg)；msa---砂子用量(Kg)；mg---石子用量(Kg)；Tw---水的温度(℃)；Tce---水泥的温度(℃)；Ts---掺合料的温度(℃)；Tsa---砂子的温度(℃)；Tg---石子的温度(℃)；ωsa---砂子的含水率(%)；ωg---石子的含水率(%)；Cw---水的比热容(Kj/Kg.K)；Ci---冰的溶解热(Kj/Kg)；当骨料温度大于0℃时,Cw=4.2,Ci=0；当骨料温度小于或等于0℃时，Cw=2.1,Ci=335。编辑版word（2）C40P6混凝土配比如下:根据我搅拌站的设备及生产、材料情况，取Tw=16℃，Tce=40℃，Ts=35℃，ωsa=5.0%，ωg=0%，Tsa=10℃，Tg=10℃，C1=4.2，Ci=0则T0=［0.92（280×40＋175×35＋723×10＋1041×10）＋4.2×16（165－5.0%×723－0%×1041）＋4.2（5.0%×723×10＋0%×1041×0）－0（ωsamsa＋ωgmg）］÷［4.2×165＋0.92（280＋175＋723＋1041）］=[0.92*(11200+6125+7230+10410)+67.2*(165-36.2-0)+4.2*(361.5+0)-0]/[693+0.92*2219]=[0.92*34965+67.2*128.8+4.2*361.5]/2734=[32167.8+8655.4+1518.3]/2730=42341.5/2734=15.5℃（3）混凝土拌合物出机温度宜按下列公式计算：T1=T0－0.16（T0－Ti）式中T1—混凝土拌合物出机温度（℃）；Ti—搅拌机棚内温度（℃）。取Ti=16℃，代入式1.2得T1=15.5-0.16（15.5-16）=15.4℃（4）混凝土拌合物经运输到浇筑时温度宜按下列公式计算：T2=T1－（αt1＋0.032n）（T1-Ta）（1.3）式中T2—混凝土拌合物运输到浇筑时的温度（℃）；t1—混凝土拌合物自运输到浇筑时的时间（h）；n—混凝土拌合物运转次数；Ta—混凝土拌合物运输时环境温度（℃）；α—温度损失系数（h-1）当用混凝土搅拌车输送时，α=0.25；取t1=0.3h，n=1，α=0.25，Ta=15℃，代入式1.3得：T2=15.4－（0.25×0.3＋0.032×1）×(15.4-15)=15.4-0.107*（-0.4）≈15.4℃强度等级水泥（Kg/m3）水（Kg/m3）砂（Kg/m3）石（Kg/m3）粉煤灰（Kg/m3）矿粉（Kg/m3）泵送剂（Kg/m3）C40280165723104185909.6编辑版word1.2混凝土温差控制计算（1）有关数据：据该大体积混凝土要求选取计算模型为：砼入模温度15.4℃，大气平均温度15℃，底板最大厚度1.0m，其它有关数据依据相应的数通过查表。（2）混凝土水化热绝热温升)1(mthecQWT式中：W——混凝土中胶凝材料用量（kg/m3）；Q——胶凝材料水化热总量（kJ/kg），42.5#普通水泥取375kJ/kg；c——混凝土比热，一般为0.92~1.00，取0.97kJ/kg·K；——混凝土的质量密度，取2400kg/m3；m——随水泥品种、浇筑温度改变的系数，取0.35d-1；t——龄期（d）。Q=kQ0=（k1+k2-1）Q0Q0——水泥水化热（kJ/kg），42.5#普通水泥取375kJ/kg；k1、k2——掺合料水化热调整系数，查表分别取：0.95、0.93计算得：龄期3d7d14d28dhT（C40）（℃）41.958.964.064.5（3）混凝土不同龄期温升：htTT式中:tT——砼不同龄期的绝热温升；ξ—不同龄期水化热温升与砼厚度有关值，如下表所示。龄期3d7d14d28d编辑版wordξ(1.0m)0.360.250.070.00tT（C40）（℃）15.114.74.50（3）混凝土内部实际最高温度计算：tjTTTmax式中:maxT——不同龄期砼中心最高温度（℃）；计算得：龄期(d)3d7d14d28dmaxT(1.0m)30.530.119.915.4（4）混凝土表面温度计算)(//2)()(4tqtbThHhHTT式中:)(tbT——龄期t时,混凝土的表面温度（℃）；qT——大气的平均温度（℃）；H——混凝土的计算厚度(m)，/2hhH；h——混凝土的实际厚度(m)；/h——混凝土的虚厚度（m），//khλ——混凝土的导热系数，取2.33W/m·K；k——计算折减系数，可取2/3；β——模板及保温层的传热系数（W/m·K）；qii11i——保温材料的厚度（m）；无需覆盖养护，厚度为0mi——保温材料的导热系数，阻燃草帘的导热系数为0.14W/m·K；编辑版wordq——空气层传热系数，取23W/m·K。无草帘被覆盖养护，大气平均温度为15℃。232310111qii（W/m·K。）)(067.02333.232//mkh134.1067.020.12/hhHqtTTTmax)(故混凝土表面温度、里表温差、表面与大气温差计算如下表：龄期(d)3d7d14d28dmaxT(1.0m)30.530.119.915.4)(tbT（℃）18.518.416.115.1)(maxtbTT（℃）12.011.73.80.3qtbTT)(（℃）3.53.41.10.1结论：混凝土中心最高温度与表面温度之差为12.0℃，符合规定要求；混凝土表面温度与大气温度之差为3.5℃，亦符合要求，故采无需覆盖，可以保证混凝土底板的质量。根据计算可知，混凝土在3天时放热速率最快，3天以后虽然水泥水化速率开始降低，但由于水化热的不断积累，混凝土内部温度从3d到7d仍在处于上升阶段，以后内部实际温度才有所下降，所以适当延长养护时间，暂定14d,以确保混凝土底板的质量。混凝土的绝热温升和养护层厚度，以计算作参考，施工中以实测温度为主，对保温措施进行调整。编辑版word2混凝土抗裂验算2.1各龄期混凝土收缩变形值112101.00)1()(MMMettyy式中：)(ty——龄期t时混凝土的收缩变形值；0y——标准状态下最终收缩值，取4.0×10-4；e——常数，取2.718；1M、2M、…、11M——各种不同条件下的修正系数；混凝土收缩变形不同条件影响修正系数：M1M2M3M4M5M6M7M8M9M10M111.01.01.01.31.01.10.541.431.00.761.01各龄期混凝土收缩变形值如下表：龄期3d7d14d28d)(ty0.99×10-52.27×10-54.38×10-58.19×10-52.2各龄期混凝土收缩当量温差)()(tytyT式中：)(tyT——龄期为t时，混凝土收缩当量温度；——混凝土线膨胀系数取1×10-5。计算得，各龄期收缩当量温差如下：龄期3d7d14d28d)(tyT0.992.274.388.192.3混凝土最大综合温差qtytjTTTTT32编辑版word式中：jT——取定15.4℃qT——取定15℃)(tT——各龄期水化热绝热温升。龄期3d7d14d28dtT（C40）（℃）15.114.74.50计算得，混凝土最大综合温差：龄期3d7d14d28dΔT（1.2m）11.412.57.88.22.4混凝土各龄期弹性模量)1()(09.00teEtE式中：C40取定E0=3.25×104N/mm2；——混凝土中掺合料对弹性模量的修正系数。计算得：C40混凝土各龄期弹性模量（N/mm2）：龄期371428)(tE0.78×1041.53×1042.35×1043.02×1042.5外约束为二维时温度应力计算khRtSTtE)(1)(式中：)(tE——各龄期混凝土弹性模量；——混凝土线膨胀系数，取1×10-5；T——混凝土最大综合温差；——泊松比，取定0.15；kR取定0.5；编辑版word)(tSh取值见下表。混凝土松弛系数如下表：龄期371428)(tSh0.570.500.420.34温度应力计算得(N/mm2)：龄期3d7d14d28dб0.300.560.450.492.6混凝土抗拉强度计算)1()(ttktkeftf式中：)(tftk——混凝土龄期为t时的抗拉强度标准值（N/mm2）；tkf——混凝土抗拉强度标准值（N/mm2），取2.39N/mm2；——系数，取0.3；计算得：混凝土抗拉强度如下表：龄期3d7d14d28dC401.422.102.352.392.7抗裂验算混凝土按下式进行抗裂验算：Ktftk/)(式中：K——防裂安全系数，取1.15；——掺合料对混凝土抗拉强度影响系数。计算得安全系数如下：龄期3d7d14d28d安全系数4.13.24.54.2根据计算可知，防裂安全系数均大于K=1.15，满足抗裂要求。编辑版word北京铁建永泰新型建材有限公司2013年3月16日（此文档部分内容来源于网络，如有侵权请告知删除，文档可自行编辑修改内容，供参考，感谢您的配合和支持）