(手工计算)大体积混凝土水化热方案计算讲解.doc

材 料 进 场 抽 样 检 查 记 录 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6页脚内容7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754 Kg、湖北阳新525mm连续级配碎石1086 Kg、深圳五山WS-PC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，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（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大体积混凝土施工规范（GB 50496-2009）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=2423 Kg/m3承台混凝土最高水化热绝热升温：Tmax=WQ（1-e-mt）/ c=(300250)1/（0.962423）=32.243d的绝热温升：T（3）=32.24（1-e-0.3*3）=19.13 T（3）=19.13-0=19.137d的绝热温升T（7）=32.24（1-e-0.3*7）=28.3 T（7）=28.3-19.13=9.172.4承台混凝土各龄期收缩变形值计算大体积混凝土施工规范（GB 50496-2009）P24式中：为标准状态下的最终收缩变形值；为水泥品种修正系数；为水泥细度修正系数；为骨料修正系数；为水灰比修正系数；为水泥浆量修正系数；为龄期修正系数；为环境温度修正系数；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；为操作方法有关的修正系数；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：=1.10，=1. 0，=1. 0，=1.21，=1.20， =1.09（3d），=1.0（7d），=0.93（15d），=0.7，=1.4，=1.0，=0.895，则有：=1.101.01. 01.211.200.71.41.00.895=1.4011、3d的收缩变形值=3.2410-4=0.14610-42、7d的收缩变形值=3.2410-4=0.30710-42.5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（GB 50496-2009）P251、3d龄期2、7d龄期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=51、3d龄期= T0+2/3T(t)+Ty(t)- Th =10+2/319.13+1.46-5=19.212、7d龄期= T0+2/3T(t)+Ty(t)- Th =10+2/328.3+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（GB 50496-2009）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=4.2103J/ Kg；水的密度 水=1.0103 Kg/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=42.5155-3.14(0.05/2)2440.510.5=3187.5-3.5=3184 m33.2冷却管的降温计算式中：冷却管中水的流量， 冷却管通水时间水的密度进出水口处的温差20水的比热混凝土的体积混凝土的密度混凝土的比热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：=20XX特大桥承台混凝土：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：=20XX特大桥40#承台混凝土：（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19.21-2.7/2=17.86 （安全系数为2.0）2、7d龄期26.94-8.17/2=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（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。