(手工计算)大体积混凝土水化热方案计算讲解

大体积混凝土水化热温度计算目录大体积混凝土水化热温度计算.....................................11工程概况.....................................................12承台大体积混凝土的温控计算...................................12.1相关资料................................................12.2、承台混凝土的绝热温升计算...............................12.3混凝土最高水化热温度及3d、7d的水化热绝热温度...........22.4承台混凝土各龄期收缩变形值计算..........................22.5承台混凝土各龄期收缩变形换算成当量温差..................42.6承台混凝土各龄期内外温差计算............................43冷却管的布置及混凝土的降温计算...............................53.1承台混凝土设置冷却管参数................................53.2冷却管的降温计算........................................54结论及建议...................................................64.1结论....................................................64.2建议....................................................61大体积混凝土水化热温度计算1工程概况XX特大桥，其主桥主墩承台最大尺寸长、宽、高分别为42.5米、15米、5米，混凝土标号为C30，施工时最低气温为5℃。2承台大体积混凝土的温控计算2.1相关资料1、配合比及材料承台混凝土：C：W：S：G=1：0.533：2.513：3.62：0.011材料：每立方混凝土含海螺P.O30水泥300Kg、赣江中砂754Kg、湖北阳新5~25mm连续级配碎石1086Kg、深圳五山WS-PC高效减水剂3.4Kg、拌合水160Kg。2、气象资料桥址区位于亚热带大陆季风性气候地区，具有四季分明，无霜区长，日照充足，水源充足，湿光同季，雨热同季的气候特征。年平均气温17.6℃，极端最高气温为40.1℃，极端最低气温为-9.7℃。3、混凝土拌和方式采用自动配料机送料，拌和站集中拌和，混凝土泵输送混凝土至模内。4、《大体积混凝土施工规范》（GB50496-2009）5、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）2.2、承台混凝土的绝热温升计算2《大体积混凝土施工规范》（GB50496-2009）P23《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）P212.3混凝土最高水化热温度及3d、7d的水化热绝热温度承台混凝土：C=300Kg/m3；水化热Q=250J/Kg，混凝土比热c=0.96J/Kg℃，混凝土密度=2423Kg/m3承台混凝土最高水化热绝热升温：Tmax=WQ（1-e-mt）/c=(300×250)×1/（0.96×2423）=32.24℃3d的绝热温升：T（3）=32.24（1-e-0.3*3）=19.13℃T（3）=19.13-0=19.13℃7d的绝热温升T（7）=32.24（1-e-0.3*7）=28.3℃T（7）=28.3-19.13=9.17℃2.4承台混凝土各龄期收缩变形值计算3《大体积混凝土施工规范》（GB50496-2009）P242101.00)()1(MMetyty····10M式中：0y为标准状态下的最终收缩变形值；1M为水泥品种修正系数；2M为水泥细度修正系数；3M为骨料修正系数；4M为水灰比修正系数；5M为水泥浆量修正系数；6M为龄期修正系数；7M为环境温度修正系数；8M为水力半径的倒数(cm-1),为构件截面周长(L)与截面面积(A)之比:r=L/A；9M为操作方法有关的修正系数；10M为与配筋率Ea、Aa、Eb、Ab有关的修正系数,其中Ea、Eb分别为钢筋和混凝土的弹性模量(MPa),Aa、Ab分别为钢筋和混凝土的截面积(mm2)。查表得：1M=1.10，2M=1.0，3M=1.0，4M=1.21，5M=1.20，6M=1.09（3d），6M=1.0（7d），6M=0.93（15d），7M=0.7，8M=1.4，9M=1.0，10M=0.895，则有：1M2M3M4M5M7M8M9M10M=1.101.01.01.211.200.71.41.00.895=1.40141、3d的收缩变形值603.00)3(401.1)1(Meyy=3.2410-409.1401.1)1(03.0e=0.14610-42、7d的收缩变形值607.00)7(401.1)1(Meyy=3.2410-40.1401.1)1(07.0e=0.30710-42.5承台混凝土各龄期收缩变形换算成当量温差《大体积混凝土施工规范》（GB50496-2009）P251、3d龄期46.1100.1/)10146.0(/)3(54)3(yyT℃2、7d龄期07.3100.1/)10307.0(/)7(54)7(yyT℃2.6承台混凝土各龄期内外温差计算假设入模温度：T0=10℃，施工时环境温度：Th=5℃1、3d龄期5T=T0+2/3T(t)+Ty(t)-Th=10+2/319.13+1.46-5=19.21℃2、7d龄期T=T0+2/3T(t)+Ty(t)-Th=10+2/328.3+3.07-5=26.94℃计算折减系数，根据试验资料可取2/3由以上计算可知，承台混凝土内外温差最大为26.94℃，大于《大体积混凝土施工规范》（GB50496-2009）P7中关于大体积混凝土温度内外温差为25℃的规定。若需降低混凝土的内外温差，在混凝土中埋设冷却管是一种行之有效的方法。3冷却管的布置及混凝土的降温计算3.1承台混凝土设置冷却管参数1、水的特性参数：水的比热：c水=4.2103J/Kg℃；水的密度水=1.0103Kg/m3；冷却管的直径：D=5cm2、承台混凝土冷却管的布置形式承台混凝土埋设冷却管，上下左右冷却管相临间距为1米。其中40#承台按上下左右1米布置，共计4层。分别设置4个进出水口。3、主桥承台混凝土体积（除去冷却管后）40#承台混凝土：体积V=42.5155-3.14(0.05/2)2440.510.5=3187.5-3.5=3184m33.2冷却管的降温计算砼砼砼水水水水cVcTtQT式中：水Q—冷却管中水的流量，t—冷却管通水时间水—水的密度水T—进出水口处的温差20℃水c—水的比热砼V—混凝土的体积6砼—混凝土的密度砼c—混凝土的比热1、3d龄期冷却管通水时间：持续通水（按t=1d计算），出水管和进水管的温差：T=20℃XX特大桥承台混凝土：7.296024233184102.420100.112410cct33砼砼砼水水水水VTQT℃2、7d龄期冷却管通水时间：持续通水（按t=3d计算），出水管和进水管的温差：T=20℃XX特大桥40#承台混凝土：17.896024233184102.420100.132410cct33砼砼砼水水水水VTQT℃（5）、预埋冷却管后各龄期承台混凝土内外温差值：XX特大桥40#承台混凝土：1、3d龄期T19.21-2.7/2=17.86℃（安全系数为2.0）2、7d龄期T26.94-8.17/2=22.86℃（安全系数为2.0）4结论及建议4.1结论承台大体积混凝土在浇注过程中，由于混凝土在结硬过程中内部产生大量的热量使其内部温度升高，当内外温度相差过大时就容易出现温度裂缝，若需降低混凝土的内外温差，在混凝土中埋设冷却管是一种行之有效的方法。计算表明：混凝土中埋设冷却管后内外温差均小于25℃，满足《混凝土结构工程施工规范》（GB50666-2011）P60中的规定。4.2建议1、浇注混凝土避免阳光直晒，一般选择在傍晚开始直至第二天十点以前。对粗骨料进行喷水和护盖，施工现场设置遮阳设施，搭设彩条布棚。72、承台混凝土冷却管按间隔一米埋设，上下左右冷却管相临间距严格控制在1米以内，严格观察入水口和出水口的水温差，根据水温差，及时调整泵水速度。水温差大时，提高水速；水温差小时，降低水速。通过冷却排水，带走混凝土体内的热量，本计算方案表明，此方法使大体积混凝土体内的温度降低3-4℃。3、浇注混凝土时，采用分层浇注，控制混凝土在浇注过程中均匀上升，避免混凝土拌和物局部堆积过大，混凝土的分层厚度控制在20-30cm。4、浇注混凝土后，搭设遮阳布棚，避免阳光爆晒混凝土表面。混凝土表面用土工布覆盖保湿保温，要十分注意洒水养生，使混凝土缓慢降温，缓慢干燥，减少混凝土内外温差。5、浇注混凝土后，每2小时测量混凝土表面的温度和冷却管的出水温度，及时调整养护措施。