混凝土蒸汽加热法计算

1、时间、混凝土的干硬度及模板情况有关，见表15-1。此外还与构件的表面系数有关，表面系数6m时，升温速度不得超过15/h；表面系数6m时，升温速度不得超过10/h。蒸养时升温速度也可随混凝土初始强度的提高而增加，因此也可以采用变速（渐快）升温和分段（递增）升温。脱模的强度要求，参见表15-2。1.升温时间计算升温时间可由下式计算：式中T升温时间（h）；（15-15）ttV升温速度（/h）。2.降温时间计算降温时间可由下式计算：（15-16）式中T升温时间（h）；ttV/h6m取V10/h；表面系数6m取V5/h。3.出坑允许最高温度计算出坑允许最高温度t（15-17）式中t。对采用密封养护的。构

2、件，取4030；对脱模养护构件，取20；对厚大构件或薄壁构件，取值壁以上值再低510。4养护制度的确定养3h，恒温5h（恒温温度952h，则蒸汽养护制度表达式为：3+3+5（95）+2【例15-9】混凝土构件采用硅酸盐水泥配置，水灰比为0.5，干硬度40S，经预养h后带模进行蒸养，出坑强度要求达到设计强度的70，已知坑内的降温速度为15/h，车间温度20，试拟定蒸汽制度的试验方案。【解】（1）确定升温速度：查表15-1升温速度V为20/h；（215-2T=80,恒温时间为7h；（3）确定升温时间（T15-15）得：（4）确定降温时间（Tt取30CCC，由式（15-16）得：于是可得到一个蒸养制

3、度方案，即：为在试验中进行比较，再拟定两个方案。一般是在原方案的802h，如恒温温度为95，则增减恒温时间1h。本例所拟定的另外两个蒸养制度方案是：还不理想，则可对恒温温度在5范围内调整，此时用补插法查表15-2蒸汽热模法系使用特制空腔式钢模板，将蒸汽通入模板的空腔中，将模板加热后，再由模板将热量传给混凝土，以达到加热混凝土的目的。空腔式模板系用L505角钢作骨架，在紧贴混凝土的一面满焊3mm厚钢模板，另一面满焊1.5mm厚钢板,在中间的角钢肋上钻10mm孔连通,使在模板内部形成一个不透气的空腔,送汽时汽和回水均通过这个空腔.在模板外面嵌以厚度为50mm的聚苯乙烯板作为保温层，并用薄铁皮围护，

4、使用时将模板组合成型。采用蒸汽热模法时，每立方米混凝土的耗气量约为300400kg。蒸汽热模法计算包括：蒸汽耗用量计算和煤耗用量计算等。1、蒸汽耗用量计算（1）加热混凝土所需热量（15-18）式中Q加热混凝土所需热量（KJ）；混凝土表观密度，取2400kg/m；混凝土比热容，取1.0kJ/kgK；V混凝土体积（m）；TT（2）加热模板和保温层所需热量(T）(T）式中Q加热模板和保温层所需热量（kJ）；G、G分别为模板、保温层的重量（kg）;c、c模板、保温层的比热容（kJ/kgK）;T环境温度；其它符号意义相同。（3）在周围环境中散失的热量AKTTAKTTp(15-20)式中Q在周围环境中散失

5、的热量（KJ）；A散热面积（m）;（15-19）K维护层的传热系数（W/mK）按上篇式（15-20）计算；透风系数按上篇表15-14取用；TT升温阶段所经历的时间（h）；T恒温阶段所经历的时间（h）。（4）蒸汽充满自由空间的耗热量Q式中Q蒸汽充满自由空间的耗热量（KJ）；1256每立方米蒸汽的热容量（KJ/m）;V自由空间体积（m）.（5）蒸汽用量（15-22）式中G蒸汽用量（kg）;损失系数，取1.31.5；2500蒸汽含热量（kJ/kg）。2.煤耗用量计算煤耗用量根据蒸汽用量按下式计算：（）m式中G耗热量（kg）;管道效率系数，取0.8；（15-21）（15-23）锅炉效率系数，取0.6；

6、R煤发热量，取2500kJ/kg；其他符号意义同前。【例15-10】商住楼混凝土柱，截面尺寸为0.6m0.8m，高5.5m，采用空腔钢模板通蒸汽加热，钢模板重800kg，聚苯乙烯板重23kg，环境气温T=-10,混凝土浇注完毕时的温度T15，升温时间T8h，达到T=75，保持恒温T20h,试求蒸汽需求量和耗热量。【解】加热混凝土所需热量由式（15-18）得：(T）(T）kJkJ加热模板和保温层所需热量由式（15-19）得：(T）(T）kJkJKWmKWmKhmm在环境中散失的热量由式（15-20）得：p蒸汽充满自由空间的耗热量由式（15-21）得：蒸汽需要量由式（15-22）得：kgkg耗煤量

7、由式（15-23）得：mkgkg故知需耗蒸汽456kg、耗煤95kg。2.53.0m设一根直径19mm喷汽段管，或在汽管上每隔1.5m开一直径36mm的喷上留设的50mm50mm（间距1.5m）或100mm100mm（1015m设一个）送汽孔进入上层汽套，加热温度一般能保持在3040，耗汽量一般为6001200kg/m不得超过表15-8中的数据。本法适用于平面结构，如梁、楼板的加热。蒸汽套法计算包括：加热时间计算和所需热量计算两部分。1.加热时间计算（1）混凝土的升温时间t式中TTV混凝土升温速度（/h）。（15-24）（2）混凝土的恒温加热时间tmmm（15-25）式中t混凝土在+20养护条

8、件下达到要求强度的时间，可由表15-3查得；m、m分别为温度在和T的当量系数，可由上篇表15-8查出；其他符号意义同前。蒸汽养护的混凝土强度增加百分率见表15-4。（）混凝土硬化时的平均温度/水泥品种和等级硬化龄期/d151015202530352351925303540451420253237434852243036445057636632.5级73240465462687376普通水泥101528425058667478828652637180886878869410032.5级矿渣水泥、火山灰质水泥235710152815182430351117222632381217222834394

9、45218243238455055632534445258636775324657677480869248648392100（%）（3）混凝土的总加热时间t混凝土比热容和密度的乘积（KJmK）；A空气层体积（m）；B保温层体积（m）；保温材料比热容和密度的乘积（KJmK）；温度系数，采用一种保温材料为0.5，采用二种以上保温材料为0.7；1.256空气的容积比热（KJmK）；Ta其他符号意义同前。（2）蒸汽套散失的热量2（kJh）KK冷却面积2）；K、K上、下层汽套的传热系数（W2K）上、下层汽套的透风系数；n每小时换气次数，一般取1.01.5；其他的符号意义同前。（3）每立方米混凝土总需热量

10、Q（KJ）折合蒸汽量（15-29）式中IW(15-30)IW蒸汽含热量（kJ/kg）；ww损失系数，一般取0.20.3。【例15-11】钢筋混凝土现浇楼板厚120mm,采用混凝土等级C20,用32.5级普通水泥配置，混凝土初温=15，恒温加热温度T=40,室外气温=-20，外套构造：下层为草袋二层厚30mm，水泥袋纸二层，木版一层和空气层250mm，上层为锯屑厚150mm，二层草袋厚30mm，一层木板厚25mm和空气层150mm要求加热到混泥土强度达到70%,试计算每立方米混泥土需要的总热量。【解】1、计算加热时间（1）因M，取/hh(2)查表15-3知在+20养护9d可达到70%f,则查上篇

11、表15-8，时，当量系数m；T=40时，当量系数m=2.3。mmm（3）总加热时间2.计算所需热量（1）混凝土及汽套的吸热量因下层汽套已预先加热，因此只计算上层汽套吸热量。每立方米混凝土折算面积mmmm为：木板草袋锯屑所以)()KJKJKJKJ（2）汽套散失的热量取；则KW/mKKW/mK取，mm所以()(KK)WW（3）每立方米混凝土总需热量JJJKJ取IKJ/W折合蒸汽量：WIWkgkg热混凝土。预留孔径一般为2550mm。加热混凝土的温度一般控制在3045，升温速度保持在58/h。所用蒸汽一般采用温度不超过60的湿饱和蒸汽，如采用高温高压蒸汽时，应设减压装置。根据试验，在温度3045养护

12、24h可达设计强度的40。耗汽量为200300kg/m。内部通气法计算包括预留孔数量的计算和耗气量计算。1.预留孔壁面积及留孔数量计算凝经孔壁散发出的热量，等于由混凝土经过围壁（模板、围护层）向空气中散发出的热量，按下式计算：KKrrp（15-31）式中A预留孔道（埋管）围壁面积（m/m）；A混凝土围壁面积（m/m）;透风系数，按上篇表1514取用；T混凝土恒温加热温度（）；T大气温度（）；K孔道壁混凝土的传热系数WmK，取23WmK；T蒸汽温度（）；K混凝土围护层（模板及保温层）的总传热系数，按下式计算：Kpdd（15-32）dd围护各层的厚度（m）；围护各层的热导率WmK。计算：nr（15

13、-33）式中nd孔道直径（m）；L孔道长度（m）。2.5为宜。2.耗蒸汽量计算（1）内部通蒸汽总加热时间计算混凝土的升温时间()mm混凝土的恒温时间()m混凝土总加热时间为：（15-34）（15-35）（15-36）式中T混凝土恒温加热温度（K）；T混凝土初温（K）；混凝土升温速度（K/h）；t混凝土在20养护条件下达到要求强度的时间，可由上篇图15-3查得。K混凝土升温期间需要的热量pp混凝土恒温期间需要的热量：（15-37）Kpp（15-38）混凝土养护蒸汽总需要量W;W（15-40）Iw式中混凝土比热容和密度的乘积，取1.052400KJkgKm；V混凝土体积（m）；3.6换算系数，W；I蒸汽含热量，取；损失系数，取0.20.3。【例15-12】混凝土柱高5m，截面为mmmm，采用内部通汽法养护，已知预留孔芯管外径为50mm，蒸汽温度为70，恒温加热温度拟取45-1025mm厚木模板，木材导热率WmK，混凝土浇筑初温为10，升温速度5/h，试求合适的留孔数和等温加热温度以及蒸汽需要量。【解】（1）留孔数量计算mmpKpWmKWmK蒸汽直接由预留孔混凝土壁传导热量，故KWmKWmK。rKKmmrrp预留孔数量：rn取6个孔。r预留孔数量占构件截面面积百分率留孔数不合适，故调整恒温温度，取T30，