大体积混凝土水化热计算和混凝土抗裂验算(泰康人寿).pdf

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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 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=（mceTcemsTsmsaTsamgTg）（mwsamsagmg）Cw（samsaTsagmgTg）Ci（samsagmg）（mcemsamsmg）（）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()

2、；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/；Ci-冰的溶解热(Kj/Kg)；当骨料温度大于 0时,Cw=,Ci=0；当骨料温度小于或等于 0时，Cw=,Ci=335。（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，sa=%，g=0%，Tsa=10，Tg=10，C1=，Ci=0 则 T0=（280401753572310104110）16（165%7230%1041）（%723100%10410）0（samsagmg）165（28

3、01757231041）=*(11200+6125+7230+10410)+*+*+0)-0/693+*2219=*34965+*+*/2734=+/2730=2734=15.5（3）混凝土拌合物出机温度宜按下列公式计算：T1=T0（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，代入式得 T1=（）=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（t1）（T1-Ta）（）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

4、数（h-1）当用混凝土搅拌车输送时，=；取 t1=，n=1，=，Ta=15，代入式得：T2=（1）=（）15.4 混凝土温差控制计算 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）C40 280 165 723 1041 85 90 （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/k

5、g），#普通水泥取375kJ/kg；c混凝土比热，一般为，取 kJ/kgK；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；t龄期（d）。Q=kQ0=（k1+k2-1）Q0 Q0水泥水化热（kJ/kg），#普通水泥取375kJ/kg；k1、k2掺合料水化热调整系数，查表分别取：、计算得：龄期 3d 7d 14d 28d hT（C40）（）（3）混凝土不同龄期温升：htTT 式中:tT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 3d 7d 14d 28d(1.0m)tT（C40）（）0 （3）混凝土内部实际最高温度计算：tjTTTmax

6、 式中:maxT不同龄期砼中心最高温度（）；计算得：龄期(d)3d 7d 14d 28d maxT （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），/kh 混凝土的导热系数，取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）；qii11 i保温材料的厚度（m）；无需覆盖养护，厚度为 0m i保温材料的导热系数，阻燃草帘的导热系数为mK；q空气层传热系数，取 23W/m K。无草帘被覆盖养护，

7、大气平均温度为 15。232310111qii（W/m K。）)(067.02333.232/mkh 134.1067.020.12/hhH qtTTTmax)(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)3d 7d 14d 28d maxT(1.0m)(tbT（）)(maxtbTT（）qtbTT)(（）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

8、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 混凝土抗裂验算 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10-4；e常数，取；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：M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 M11 各龄期混凝土收缩变形值如下表：龄期 3d 7d

9、14d 28d)(ty 10-5 10-5 10-5 10-5 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 110-5。计算得，各龄期收缩当量温差如下：龄期 3d 7d 14d 28d)(tyT 混凝土最大综合温差 qtytjTTTTT32 式中：jT取定 15.4 qT取定 15 )(tT各龄期水化热绝热温升。龄期 3d 7d 14d 28d tT（C40）（）0 计算得，混凝土最大综合温差：龄期 3d 7d 14d 28d T（）混凝土各龄期弹性模量)1()(09.00teEtE 式中：C40 取定 E0=104N/

10、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 3 7 14 28)(tE 104 104 104 104 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 110-5；T混凝土最大综合温差；泊松比，取定；kR取定；)(tSh取值见下表。混凝土松弛系数如下表：龄期 3 7 14 28)(tSh 温度应力计算得(N/mm2)：龄期 3d 7d 14d 28d 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mm2；系数，取；计算得：混凝土抗拉强度如下表：龄期 3d 7d 14d 28d C40 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；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 3d 7d 14d 28d 安全系数 根据计算可知，防裂安全系数均大于 K=，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