某桥大体积混凝土水化热方案计算单

1、大体积混凝土水化热方案计算单、工程概况某桥X#号墩承台属于大体积混凝土，承台厚 6.0m，具体尺寸见施工图， 预计2021 年 12 月-2021 年 1 月施工承台混凝土。浇筑时分两层浇筑，第一层 假 设浇筑 3.2m 高， 混凝土方量5668.16M3。施工时环境温度取10C，入模温 度取15C。 二、大体积混凝土的温控计算1、相关资料 1 配合比及材料承台混凝土：C：W：S：G=1 ：0.405 ：1.74：2.607 外加剂掺量 1%，外加剂为缓凝剂、减水剂。粉煤 灰掺量 40% 。 材料：每立方混凝土含华新宜昌 P.O42.5 水泥 249kg 、荆门电厂 H 级粉煤灰 166kg

2、、 洞庭 湖岳阳县中砂722kg、宜昌蓮沱碎石5-25mm1082kg江苏奥莱 特ART-JR缓凝型4.15kg、 拌合长江水 168kg 。 2气象资料 桥址区属属亚热带湿润季风气候区。冬季雨水较少，年平均气温Cd2月份平均气温6.4 C,平均最高气温10.8 C,平均最低气 温2.9 C,月平均降水6.8天， 平均降水量23.4mm 1月份平均气温4.1 C,平均最高气温8.1 C，平均最低气温0.9 C, 月平均降水 8.4 天，平均降水量 29.6mm 。 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。2、承台混凝土的温控计算2.1 混凝土最高水化

3、热温度及 3d、7d 的水化热绝热温度承台混凝土：水泥 W=249kg/m 3; 水化热 Q=350kJ/ Kg ; 粉煤灰 W=166kg/m 3; 水化热Q=150kJ/ Kg。混凝土比热 C=0.96kJ/ Kg C,混凝土容重 Rh =2430 Kg/m 3 承台 混凝土最高水化热绝热升温：Tmax=(W1Q1+W2Q2)/(Rh?C)3d 的绝热温升T(3) = Tmax7d 的绝热温升T(7)= Tmax1 -e -0.4*3 ) =48.031 -e -0.4*7 )=48.031 -e -0.4*3 ) =33.56 C1 -e -0.4*7 ) =45.11 C=(249 X

4、 350+166 X 150)/(2430 X 0.96)=48.03 C2.2 承台混凝土各龄期收缩变形值计算 y(t) 0(1 e 0.01t ) M1 M2 M100式中： 0 为标准状态下的最终收缩变形值；M 1 为水泥品种修正系数 , 为普通硅酸盐水泥；M 2 为水泥细度修正系数 ,取 400m2/kg ；M 3 为水胶比修正系数 ,水胶比为 0.4；M 4 为胶浆量修正系数 , 取 25%；M5 为养护时间修正系数，取 3d 和 7d 的数据；M 6 为环境相对湿度修正系数 ,相对湿度取 68%；叫水力半径的倒数(cm-1),为构件截面周长(L)与截面面积(A)之比:r=L/A，水

5、力系数计算为0.33 ；M8 为广义配筋率修正系数，配筋率计算得到 3d 为 0.055%, 7d 为 0.058% ;M 9 为有无减水剂修正系数 , 按有减水剂计算；M 10 为与粉煤灰掺量修正系数 , 本配合比中为 40% ；未掺矿粉。查表得：4M 5 M?叫M 9 M1°(3d)=1.1247829742.09, M 5(7d)=1.0M 7=1.1 , M8(3d)=0.841 , M 8(7d)=0.836, M 9=1.3, M10=0.9,Mi M 2 M3 M 4 M 5 M 7 M 8 M 9 M10(7d) =1.137447264o0为在标准试验状态下混凝土最

6、终收缩相对值,取4.0X 10-4M10=1) 3d 的收缩变形值0 0.03 -40(3)00(1 e ) M1 M22) 7d 的收缩变形值 y(3)y0(1 e"0' 07 ) M1 M2-42.3 承台混凝土各龄期收缩变形换算成当量温差 =°.3°76 % 10(1) 3d 龄期Ty(3)y(3)/(0.146 10 4)/ 1.0 10 51? 48 C(2 7d 龄期Ty(7)y(7) /(0.307 10 4) / 1.0 10 53.08 C2.4 承台混凝土各龄期内外温差计算假设施工时环境温度： Ta =10 C 入模温度： =15C混凝

7、土外表温度计算， Tb( t) =T a+(4h ' (H-h ')A T(t)/H 2H 为混凝土的计算厚度 H 二 h+2h h 为混凝土实际厚度 混凝土虚厚度 h'=k 入/ (3 ,上外表 h 取 0.776 ，下外表 h 取 0.666 。Tm(t)为混凝土浇筑体内最高温度，即为入模温度和绝热升温温度之和Tm(3)= T 0+ T (3)=15 C +33.56 °C =48.56 °CTm(7)= T 0+ T (7)=15 C +45.11 C =60.11 C T(t)为混凝土内最高气温与外界气温之差。 T(3)= Tm(3)- T

8、a=48.56 C-10 C =38.56 C T(7) = Tm(7)- T a=60.11 C-10C = 50.11 C上外表温度：Tb(3)=Ta+21 .07 C =31.07 CTb(7)=Ta+27.39 C =37.39 C下外表温度：Td(3)=Ta+19.34 C =29.34 CTd(7)=Ta+25.13 C =35.13 C那么综合降温差厶T2( t)可按公式计算：/ T2(t)=1/64T m (t) + T b(t)+ T d(t)+ T y(t)" T a 3d龄期 T2( 3)= 33.92 C(2) 7d龄期 T2( 7)=45.24 C我国?铁路

9、混凝土与砌体工程施工标准?(TB10210-2001 )中关于大体积混 凝土温度内外温差为25C的规定。假设需降低混凝土的内外温差，须在 混凝土中 埋设冷却管是一一 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(1) 水的特性参数：水的比热：c水=4.2 10 3J/ KgC;水的密度水=1.0 10 3Kg/m3;冷却管的直径：D=3.2cm(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按1m间距和1.5m间距分别计算。每层布置8根冷却水管，最长一根冷却水管为229m布置图详见冷却水管附图。(3 )承台混凝土由于冷却管作用的降温计算Q水

10、t水 T水c水V砼砼c砼式中：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碌一进出水口处的温差c水一水的比热V砼一混凝土的体积砼一混凝土的密度% 混凝土的比热冷却管通水时间：持续通水(按t=1d计算)，出水管和进水管的温差假 定为20C。 按照229m的水管计算，那么随流量变化，冷却水管间距 1n和1.5m时每天降低的温度女口 下表所示：流量(m3/h)流量(L/min )时间(h)水密度温差比热容混凝土体积混凝土容重混凝土比热容1m温差厶t1.5m 温差厶t1.22024100020420022924306906.302.801.141924100020420022924306905.992.661.081824100020420022924306905.672.521.021724100020420022924306905.362.380.961624100020420022924306905.042.240.91524100020420022924306904.732.10为了满足内、外温差不大于 25C的要求3d龄期温度至少须降低T 3=33.92 C -25 C =8.92 C7d龄期温度至少须降低T 7=45.24 C -25 C =20.24 C4冷却水管布置的平安性 3d龄期T3/3 < t/2.0 平安系数为2.0计算得到t >5.9