手工计算大体积混凝土水化热方案计算讲解

1、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1 工程概况2 承台大体积混凝土的温控计算2.1 相关资料 .2.2 、承台混凝土的绝热温升计算2.3混凝土最高水化热温度及 3d、7d 的水化热绝热温度2.4承台混凝土各龄期收缩变形值计算2.5承台混凝土各龄期收缩变形换算成当量温差2.6承台混凝土各龄期内外温差计算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3.2 冷却管的降温计算4 结论及建议4.1 结论4.2 建议精选大体积混凝土水化热温度计算1工程概况X）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

2、低气温为5C。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754 Kg、湖北阳新525m连 续级配碎石1086 Kg、深圳五山WS-P高效减水剂3.4Kg、拌合水160 Kg。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 C,极端最高气温为40.1 r， 极端最低气温为-9.7 C。3、混凝土拌和方式采用自动配料机送料，拌和站集中拌

3、和，混凝土泵输送混凝土至模内。4、大体积混凝土施工规范（GB 50496-2009） 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CB. 1. 4)B.L4混凝土的绝热温升值可按下式计算I式中 T（f龄期为t时，混凝土的绝热温升LChW每立方米混凝土的胶聚材料用,C混凝土比热容，可取92-L0）kJZkK r ） 1 P混凝土葩质盘密度.可取2400 2500刑与水泥品种、浇筑温度等冇关的系数，可取3 .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=

4、250J/ Kg,混凝土比热 c=0.96J/ KgC,混凝土密度 =2423 Kg/m3 承台混凝土最高水化热绝热升温:-mt。Tmax=WQ1-e ) / c =(300 x 250) x 1/ (0.96 x 2423) =32.24 C3d的绝热温升：T(3)=32.24(1-e-0.3*3 ) =19.13 CT(3)=19.13-0=19.13 C7d的绝热温升T(7)=32.24(1-e-0.3*7 ) =28.3 CT(7)=28.3-19.13=9.17 C2.4承台混凝土各龄期收缩变形值计算Bd混凝土收缩值的兽fi温度D 2.1混凝土收缩的相对变形值可技下式计算:务- M.

5、 “2 M3M：|(B.2.1)武中一龄期为上时，混凝土收编引起的相对变形值,4在标准试驸状态下泯凝土最终收缩的相对变形值，取 4.0X 10-;混凝土收縮值不同条件影响修王系数、可按表1取值2B.1.1漉娄土哦館a不同条昨竝hr$低蛊倉 J. JO1. 13通就起I翎5301.3SAu# 朮甩 L.OOEifD1 GSiK.ItMj0 * Pr ti0. i L.ogo.sI 2】V*莽护ETia *fjL帖:一応I-II111玮異用时SfrJOLDi9l 祐Ml,I, asI ItI c0、2MrL4D0. lbl.C&lA KIMXI.WI-WS（N!C30MiL 0335Ai3.54w

6、i狛|670C3】屮.汁L 21 .0. ；SLIQ&.S41.441rffif聆璧出JMl,70l.t9 9340 Lr&LUil.M上3瓦凫为广文感辜怎.岳为宦氣理區二的黑?1車毗皿臥F朴客有常虎+询宿愛51伽皿53舟洽倉押屜炊m.V9#)肃夸购世四腔豪站料廉蛍的a甘fih1HU大体积混凝土施工规范(GB 50496-2009) P24y（t）0 0.01t.y （1 e ） M1 M 2M 100式中：y为标准状态下的最终收缩变形值;M1为水泥品种修正系数；M 2为水泥3细度修正系数；M 3为骨料修正系数；M 4为水灰比修正系数；M 5为水泥浆量修正系数;M6为龄期修正系数；M7为环境温

7、度修正系数；M8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 ； M9为操作方法有关的修正系数;M10为与配筋率Ea Aa、Eb、Abt关的修正系数,其中EaEb分别为钢筋和混凝土的弹性模量(MP a),Aa、Ab分别为钢筋和混凝土的截面积(mm2)。查表得：M1=1.10，M2=1. 0，M3=1. 0M4=1.21，M 5 =1.20，M6=1.09（ 3d），M6=1.0（ 7d），M6=0.93（ 15d）,M 7=0.7，M8=1.4，M 9=1.0，M10=0.895，则有.Mr M 2 M 3 M 4 M 5 M 7 M 8 M 9 M 10

8、=1.10 1.0 1.01.211.20 0.7 1.41.0 0.895=1.4011、3d的收缩变形值y(3) y(1 e。03) 1.401 M 6 =3.24 10-4 (1e 003)401 1.09=0.146 10-42、7d的收缩变形值y(7)y(1 e 0.07) 1.401 M 6 =3.24 10-4 (1e 007)MOI 1.0=0.307 10-42.5承台混凝土各龄期收缩变形换算成当量温差式中混槪土收網相对变形值的当危温度可按下式计算：芒”(/(B. 2, 2)T/) 龄期为时畀昆檢土收缩当g温度；口混凝土的线膨胀系数取kOXlO大体积混凝土施工规范(GB 50

9、496-2009) P251、3d龄期Ty(3)y(3) /(0.146 10 4)/1.010 51.46 C2、7d龄期Ty(7)y(7) /(0.307 10 4)/1.010 53.07 C72.6承台混凝土各龄期内外温差计算B.5謳差计算混凝土浇筑体的里表温差可按卞式计算:ATiC)= T(,f)-nW(3.5.1)式中iTi一龄期为时*混凝土浇筑块体的里表温差cr)；几龄期为时,混凝土浇筑体内的最禹温度.可通过温度场计算或实测求得TC) *龄期为曲混凝土浇筑体内的表层度何S过縊度场计算或实测求得C卄假设入模温度：T0=10C，施工时环境温度：Th=5C 1、3d龄期T = To+2

10、/3T(t)+Ty(t)- Th =10+2/3 19.13+1.46-5=19.21 C 2、7d龄期T = To+2/3T(t)+Ty(t)- T h =10+2/3 28.3+3.07-5=26.94 C 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 C,大于大体积混凝土施工 规范(GB 50496-2009) P7中关于大体积混凝土温度内外温差为 25C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:33水的比热：c水=4.2 10

11、J/ Kg C；水的密度 水=1.0 10 Kg/m3 ;冷却管的直径:D=5cm 2、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)24 40.5 10.5=3187.5-3.5=3184 m3 3.2冷却管的降温计算T水c水式中：Q水一冷却管中水的流量,t冷却管通水时间水一水的密度T7K 进出水口处的温差20 Cc水一水的比热V砼一混凝土的体积砼一混凝土的密度c砼一混凝土的比热1、3

12、d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 =20CX）特大桥承台混凝土:102411.0103204.2103318424239602、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 =20rXX特大桥40#承台混凝土:0水t水水c水V砼砼c砼102431.0103204.2103318424239608.17 r（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T 19.21-2.7/2=17.86 r（安全系数为2.0 ）2、7d龄期T 26.94-8.17/2=22.86 r（安全系数为

13、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25r，满足混凝土结构工程施工规范（GB 50666-2011） 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。2 、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