大体积混凝土水化热计算和混凝土抗裂验算(泰康人寿).doc

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1、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（mceTcemsTsmsaTsamgTg）4.2Tw（mwsamsagmg）Cw（samsaTsagmgTg）Ci（samsagmg）4.2mw0.92（mcemsamsmg） （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-

2、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()；sa-砂子的含水率(%)；g-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。（2） C40P6混凝土配比如下: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根据我搅拌站的设备及生产、材料情况，取Tw =16，

3、Tce=40，Ts=35，sa=5.0%，g=0%， Tsa=10，Tg=10， C1=4.2，Ci =0则T0=0.92（280401753572310104110）4.216（1655.0%7230%1041）4.2（5.0%723100%10410）0（samsagmg）4.21650.92（2801757231041） =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

4、.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=T00.16（T0Ti） 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（t10.032n）（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（）；温度损失系数（h-1）当用混凝土搅拌车输送时，=0.25；取t1=

5、0.3h，n=1，=0.25 ，Ta =15，代入式1.3得：T2=15.4（0.250.30.0321）(15.4-15) =15.4-0.107*（-0.4）15.41.2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式中：W混凝土中胶凝材料用量（kg/m3）；胶凝材料水化热总量（kJ/kg），42.5#普通水泥取375kJ/kg；混凝土比热，一般为0.921.00，取0.97 kJ/kgK；混凝土的质量密度，取2400kg/m3； 随水泥品种、浇

6、筑温度改变的系数，取0.35d-1； 龄期（d）。=k0=（k1+k2-1）00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3d7d14d28d（C40）（）41.958.964.064.5（3）混凝土不同龄期温升：式中:砼不同龄期的绝热温升；不同龄期水化热温升与砼厚度有关值，如下表所示。龄期3d7d14d28d(1.0m)0.360.250.070.00（C40）（）15.114.74.50（3）混凝土内部实际最高温度计算：式中:不同龄期砼中心最高温度（）；计算得：龄期(d)3d7d14d28d(

7、1.0m)30.530.119.915.4（4）混凝土表面温度计算式中:龄期t时,混凝土的表面温度（）；大气的平均温度（）；H混凝土的计算厚度(m)，；h混凝土的实际厚度(m)；混凝土的虚厚度（m），混凝土的导热系数，取2.33W/mK；k计算折减系数，可取2/3；模板及保温层的传热系数（W/mK）；保温材料的厚度（m）；无需覆盖养护，厚度为0m保温材料的导热系数，阻燃草帘的导热系数为0.14W/mK；空气层传热系数，取23W/mK。无草帘被覆盖养护，大气平均温度为15。（W/mK。）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)3d7d14d28d(1.0m)30.530.

8、119.915.4（）18.518.416.115.1（）12.011.73.80.3（）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。2 混凝土抗裂验

9、算2.1各龄期混凝土收缩变形值式中：龄期t时混凝土的收缩变形值；标准状态下最终收缩值，取4.010-4；常数，取2.718；、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3d7d14d28d0.9910-52.2710-54.3810-58.1910-52.2各龄期混凝土收缩当量温差 式中：龄期为t时，混凝土收缩当量温度；混凝土线膨胀系数取110-5。计算得，各龄期收缩当量温差如下：龄期3d7d14d28d0.992.27

10、4.388.192.3混凝土最大综合温差式中：取定15.4 取定15 各龄期水化热绝热温升。龄期3d7d14d28d（C40）（）15.114.74.50计算得，混凝土最大综合温差：龄期3d7d14d28dT（1.2m）11.412.57.88.22.4混凝土各龄期弹性模量式中：C40取定E0=3.25104N/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3714280.781041.531042.351043.021042.5外约束为二维时温度应力计算式中：各龄期混凝土弹性模量；混凝土线膨胀系数，取110-5；混凝土最大综合温差；泊松比，

11、取定0.15；取定0.5；取值见下表。混凝土松弛系数如下表：龄期3714280.570.500.420.34温度应力计算得(N/mm2)：龄期3d7d14d28d0.300.560.450.492.6混凝土抗拉强度计算式中：混凝土龄期为t时的抗拉强度标准值（N/mm2）； 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：式中：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。北京铁建永泰新型建材有限公司2013年3月16日