大体积混凝土施工温度控制分析及其内部温度计算

1、大体积混凝土温度控制理论分析大体积混凝土温度控制是确保大体积混凝土不产生微裂缝的主要因素，它必须由混凝土配合比设计、温度控制计算、混凝土测温以及混凝土的覆盖保温、养护等技术手段和措施才能实现。 在绝热条件下， 混凝土的最高温度是浇筑温度与水泥水化热温度的总和。 但在实际施工中， 混凝土与外界环境之间存在热量交换，故混凝土内部最高温度由浇筑温度、 水泥水化热温度和混凝土在浇筑过程中散热温度三部分组成，如下图所示。在施工中，我们主要控制的是混凝土内部温度和表面温度的差值、 混凝土表面与环境温度的差值， 使二种温度差值满足规范的要求， 即通过合理措施有效地控制或降低混凝土的损益温度、 绝热温升、 浇

2、筑温度，确保混凝土内外温度差 25。经过对混凝土温度组成因素进行理论上分析， 影响混凝土温度控制的主要因素如下：1、混凝土绝对温升是指水泥水化热，选择适当品种水泥，以控制水泥水化热能，可有效控制混凝土绝对温升。2、合理有效的保温措施可以降低混凝土的内外温度差值，达到设计温差要求，是大体积混凝土温度控制的关键因素之一。3、环境温度过低，增加混凝土拌和温度，从而能有效地控制混凝土入模温度，是大体积混凝土温控关键因素之一。大体积混凝土内部温度的计算为了准确掌握混凝土内部温度的变化情况，给混凝土养护提供可靠的依据，首先要对混凝土内部温度进行计算，计算出混凝土中心温度理论值。在绝热条件下，混凝土内部温度

3、可以看作是混凝土的浇筑温度与水泥水化温升的总和。但混凝土浇筑后， 水泥水化热不断散发， 并非绝热状态， 因此混凝土内部温度只能用假定法来计算。假若混凝土的板厚远比平面尺寸小，它的热能只能从表面传导，从四周视为绝热状态，底板内有内热源，边界温度为零，下面以8NL 厂房为例，计算混凝土内部温度。该温度计算书以 8NL 厂房底板为验算对象，其厚度为 3.0m, 尺寸为 46m× 37.25m（以 38m计算）。相对其它底板而言具有代表性。混凝土强度等级为 RS28 （配合比编号 FQHD0008），水泥采用 p.o42.5 核电专用水泥，水泥用量 mc=308kg/m3，外加剂用量为 5k

4、g/ m3，粉煤 灰用量为 76kg/ m3，混凝土比热 C=0.97KJ/kgk ，混凝土容重为 =2400kg/m3，混凝土浇筑入模温度小于等于30，且计算时按最不利取值。取 TO=30。底板施工处于夏季施工期间， 其平均气温大约为28。1 计算混凝土的绝热温升值水泥的水化热：44336Q07 293 3 2507Q7 3Q3胶凝材料水化热总量：QkQ0式中Q 胶凝材料水化热总量（kJ/kg ）；K不同掺量掺合料水化热调整系数。本次计算取0.95不同掺量掺合料水化热调整系数掺量010203040粉煤灰（ k1）10.960.950.930.82矿渣粉（ k2）110.930.920.84T

5、（ t） WQ·（ 1 e-mt） /c·式中： T（ t ） 浇筑完一段时间后，混凝土的绝热温升（）；W混凝土中水泥（包括外加剂、掺合料）用量（kg/ m3 ）；e为常数，取 2.718 ；t 混凝土的龄期（ d）； 混凝土密度、取24002500（ kg/m3 ）；c混凝土比热、取0.92 1.0 kJ/ （ kg·）；m与水泥品种、浇筑温度等有关的系数，可取（0.3 0.5 ）d-1 ；以上参数取自 GB50496-2009T（t） WQ·（ 1e-mt）/c· (308+5+76) ×336×0.95（1 e-mt）

6、 /0.96× 2400 53.8（1e-mt ） T1=53.8 × 0.333=17.9 T3=53.8 × 0.704=37.8 T6=53.8 × 0.913=49.1 T9=53.8 × 0.974=52.4 T12=53.8 ×0.992=53.3 T15=53.8 ×0.998=53.6 T18=53.8 ×0.999=53.7 T21=53.8 ×0.999=53.7 T24=53.8 ×0.999=53.7 T27=53.8 ×0.999=53.7 2 计算各龄期混凝

7、土的内部温度（中心温度）T1（ t ） To Tmax· （ t ）式中T1（t ） t龄期混凝土中心最高温度（） ；To混凝土浇筑的入模温度（） ；Tmax最大绝热温升；（ t ） t 龄期温降系数， （ 3） =0.74 ，（ 6） =0.73，（9 ）=0.72 ， （12） =0.65 ，（ 15） =0.55 ， （18） =0.46 ， （21） =0.37 ， （24） =0.30 ，（ 27）=0.25 ；以上参数取自建筑施工手册（第四版）T1（ 3） ToT（ t ）· （ t ） =3053.8 ×0.74=69.8 T1（6 ）=69.2 T

8、1（9 ）=68.7 T1（12） =64.9 T1（15） =59.6 T1（18） =54.7 T1（21） =49.9 T1（24） =46.1 T1（27） =43.5 3 计算各龄期混凝土的表层温度混凝土表面铺 2 层湿麻袋片（厚 10mm），2 层塑料薄膜，厚 0.12×2=0.24mm，其上在铺 4 层麻袋片，厚 20mm（每层厚 5mm），考虑浇水养护，水层厚 1mm。 3.3.1 混凝土表面保温层的传热系数1/ i/ i1/ q式中2 混凝土表面模板及保温层等的传热系数W/ （m·K） ； i 各保温材料厚度（m）； i 各保温材料导热系数W/ （ m&#

9、183; K） ；2 q空气层的传热系数，取23W/（ m·K） 。 1/ i/ i1/ q 1 / （ 0.0024/0.04 0.03/0.14 0.001/0.58 1/23） 3.13W/ （m2·K3.3.2 混凝土的虚厚度：h' k·/ 式中h / 混凝土虚厚度（ m）；k折减系数，取2/3 ；2 混凝土导热系数，取2.33 W/ （m· K）；2 混凝土表面模板及保温层等的传热系数W/ （m·K） ；h' k·/ （ 2/3 ）× 2.33 ÷ 3.13 0.5m3.3.3 混凝土的计

10、算厚度：H h 2h'式中H 混凝土计算厚度（ m）；h混凝土实际厚度（ m）；h / 混凝土虚厚度（ m）；H h 2h'=3.0+2× 0.5=4m3.3.4 混凝土的表层温度：T2（ t） Tq4·h'（Hh'） T1（ t） Tq/H2式中 T 2（t ）混凝土表面温度（） ；Ta施工期大气平均温度（） ；h / 混凝土虚厚度（ m）；H混凝土计算厚度（ m）；T1（t ）混凝土中心最高温度（） 。T2（ 3） Tq 4·h'（Hh'） T1（ t） Tq/H2=28+4× 0.5×（ 4

11、0.5）×（ 69.828） /42=46.2 T2（ 6） =46.0 T2（ 9） =45.8 T2（ 12）=44.1 T2（ 15）=41.8 T2（ 18）=39.6 T2（ 21）=37.5 T2（ 24）=35.9 T2（ 27）=34.7 4 计算各龄期混凝土的内外温差Tt = T 1（ t ） T2（ t ）式中 T混凝土内外温差（） ；T1（t ）混凝土内部中心最高温度（） ；T2（t ）混凝土表面温度（） ；T3= T 1（3 ） T2（ 3 ）=69.8 46.2=23.6 T6= T 1（6 ） T2（ 6 ）=69.2 46.0=23.2 T9= T 1（9 ） T2（ 9 ）=68.7 45.8=22.9 T12= T 1（ 12） T2（12） =64.9 44.1=20.8 T15= T