混凝土温度计算.doc

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1、混凝土温度控制计算
1.1混凝土最大绝热温度
Th＝mc·Q/c·ρ（1－e-mt）
T3
T6
T9
T12
T15
64.98
48.58
44.76
43.61
43.23
T18
T21
T24
T27
T30
43.11
43.06
43.05
43.04
43.04
式中 Th——混凝土最大绝热温升（℃）；
mc——混凝土中水泥（包括膨胀剂）用量（kg/m3），300kg；
Q——水泥28d水化热（kJ/kg），查建筑施工手册得375 kJ/kg；
c——混凝土比热、取0.97［kJ/（kg·K）］；
ρ——混凝土密度、取2400（kg/m3）；
e——为常数，取2.718；
t——混凝土的龄期（d），3天；
m——系数、随浇筑温度改变，选择浇筑温度20℃，m值为0.362。
1.2混凝土中心计算温度
T1（t）＝Tj＋Th·ξ（t）
T1（3）
T1（6）
T1（9）
T1（12）
T1（15）
64.18
52.55
48.2
44.86
39.45
T1（18）
T1（21）
T1（24）
T1（27）
T1（30）
35.52
32.92
30.76
29.04
28.18
式中 T1（t）——t龄期混凝土中心计算温度（℃）；
Tj——混凝土浇筑温度（℃），20℃；
ξ（t）——t龄期降温系数、查表建筑施工手册表得
降温系数ξ
浇筑层厚度
（m）
龄期t（d）
3
6
9
12
15
18
21
24
27
30
3.00
0.68
0.67
0.63
0.57
0.45
0.36
0.30
0.25
0.21
0.19
1.3混凝土表层（表面以下50～100mm处）温度计算
T2（t）＝Tq＋4·h'（H－h'）[T1（t）－Tq]/H2
T2（3）
T2（6）
T2（9）
T2（12）
T2（15）
46.8
35.74
33.2
32.4
32.2
T2（18）
T2（21）
T2（24）
T2（27）
T2（30）
32.1
32.06
32.05
32.05
32.04

式中 T2（t）——混凝土表面温度（℃）；
Tq——施工期大气平均温度（℃），5℃；
h'——混凝土虚厚度（m）；
h'＝k·λ/β
＝2/3×2.33 /1.41
≈1.1
k——折减系数，取2/3；
λ——混凝土导热系数，取2.33[W/（m·K）]；
β——混凝土表面模板及保温层等的传热系数[W/（m2·K）]；
β＝1/[Σδi/λi＋1/βq]
＝1/（0.04/0.06+1/23）
=1.41
δi——保温材料厚度（m），0.04m；
λi——保温材料导热系数[W/（m·K）]，土工布（黑心棉）选择0.06；
βq——空气层的传热系数，取23[W/（m2·K）]
H——混凝土计算厚度（m）；
H＝h＋2h'
=3+2×1.1
＝5.2
h——混凝土实际厚度（m）。
T1（t）——混凝土中心温度（℃）。
T1（t）－T2（t）=64.18－46.8＝17.38≤25℃
1.4混凝土平均温度
Tm（t）＝[T1（t）＋T2（t）]/2
Tm（3）
Tm（6）
Tm（9）
Tm（12）
Tm（15）
55.83
42.16
39.00
38.01
37.70
Tm（18）
Tm（21）
Tm（24）
Tm（27）
Tm（30）
37.60
37.56
37.55
37.54
37.54
结论：混凝土中心T1（t）=64.18℃与其表面温度T2（t）=46.8℃之差为17.38℃，小于25℃；
综上述结论：本工程承台混凝土施工需采取40mm厚土工布（黑心棉）覆盖浇水养护、保温措施，即可保证施工质量。
2、混凝土抗裂验算
2.1混凝土干缩率计算
εY（t）＝ε0Y（l－e-0.01t）M1·M2…M10
εY（3）
εY（6）
εY（9）
εY（12）
εY（15）
0.104×10-4
0.205×10-4
0.303×10-4
0.397×10-4
0.490×10-4
εY（18）
εY（21）
εY（24）
εY（27）
εY（30）
0.579×10-4
0.666×10-4
0.750×10-4
0.832×10-4
0.911×10-4
式中εY（t）——t龄期混凝土干缩率；
ε0Y——标准状态下混凝土极限收缩值，取3.24×10-4；
M1·M2…M10——各修正系数，查建筑施工手册得
M1=M2＝M3＝M9=1、M4＝1.4、M5=0.9、M6=1.09、M7=0.77、M8＝1.35、M10=0.76
2.2各龄期收缩当量温差计算：
TY（t）＝εY（t）/α
TY（3）
TY（6）
TY（9）
TY（12）
TY（15）
1.04
2.05
3.03
3.97
4.90
TY（18）
TY（21）
TY（24）
TY（27）
TY（30）
5.79
6.66
7.50
8.32
9.11
式中 TY（t）——t龄期混凝土收缩当量温差（℃）；
α——混凝土线膨胀系数，1×10-5（1/`C）。
2.3各期龄混凝土弹性模量计算：
E（t）＝E0（1－e-0.09t）
E（3）
E（6）
E（9）
E（12）
E（15）
0.71×104
1.25×104
1.67×104
1.98×104
2.22×104
E（18）
E（21）
E（24）
E（27）
E（30）
2.41×104
2.55×104
2.65×104
2.74×104
2.80×104
式中 E（t）——龄期混凝土弹性模量（N/mm2）；
E0——28d混凝土弹性模量（N/mm2），查建筑施工手册的3×104N/mm2；
2.4地基约束系数
β(t)=(CX1+CX2)/h·E(t)
β（3）
β（6）
β（9）
β（12）
β（15）
3.76×10-5
2.13×10-5
1.6×10-5
1.35×10-5
1.2×10-5
β（18）
β（21）
β（24）
β（27）
β（30）
1.11×10-5
1.05×10-5
1.0×10-5
0.97×10-5
0.95×10-5
β(t) ——t龄期地基约束系数（1/mm）；
h ——混凝土实际厚度（mm），为3m；
CX1 ——单纯地基阻力系数(N/mm3)，基坑底部为硬塑粘土，而在前期浇筑C15素混凝土垫层较厚，综合考虑取值0.8；
CX2 ——桩的阻力系数（N/mm3），在此不考虑桩的作用，故CX2 =0；
E(t) —— t龄期混凝土弹性模量（N/mm2）；
2.5结构计算温差
ΔTi＝Tm（i）―Tm（i+3）＋TY（i+3）―TY（i）
ΔT3
ΔT6
ΔT9
ΔT12
ΔT15
14.68
4.14
1.93
1.24
0.99
ΔT18
ΔT21
ΔT24
ΔT27

0.91
0.85
0.83
0.79

式中 ΔTi——i区段结构计算温差（℃）；
Tm（i）——i区段平均温度起始值（℃）；
Tm（i+3）——i区段平均温度终止值（℃）；
TY（i+3）——i区段收缩当量温差终止值（℃）；
TY（t）——i区段收缩当量温差始始值（℃）。
2.6各区段拉应力
σi=E(——)i·α·⊿Ti·S(——)i·｛1-1/ch(β(——)i·L/2)｝
σ3
σ6
σ9
σ12
σ15
0.02
0.003
0.001
0.0006
0.0004
σ18
σ21
σ24
σ27

0.0003
0.0003
0.0002
0.0002

σi——i区段混凝土内拉应力（N/mm2）；
——i区段平均弹性模量（N/mm2）；
——i区段平均应力松弛系数，查表10-89；
松弛系数S（t）
龄期t（d）
3
6
9
12
15
18
21
24
27
30
S（t）
0.57
0.52
0.48
0.44
0.41
0.386
0.368
0.352
0.339
0.327
——i区段平均地基约束系数；
L——混凝土最大尺寸（mm）；
ch——双曲余弦函数。
2.7到指定期混凝土内最大应力：
σmax=[1/(1-ν)]Σσi
σmax —— 到指定期混凝土内最大应力（N/mm2）;
ν —— 泊桑比，取0.15；
σmax=[1/(1-ν)]Σσi= 0.033
2.8 安全系数
K=ft/σmax=1.5/0.033=45.5≥1.15
因此，采取的措施满足抗裂要求。
式中：
K——大体积混凝土抗裂安全系数，应≥1.15；
ft——到指定期混凝土抗拉强度设计值，取1.5（N/mm2）。

精选
大体积混凝土的表现水泥浆较厚，且泌水现象严重，在控制水灰比前提下，应仔细处理。
对于表面泌水，当每层混凝土浇筑接近尾声时，应人为将水引向低洼边部，处缩为小水潭，然后用小水泵将水抽至附近排水井。
在混凝土浇筑后4～8h内，将部分浮浆清掉，初步用长刮尺刮平，然后用木抹子搓平压实。在初凝以后，混凝土表现会出现龟裂，终凝要前进行二次抹压，以便将龟裂纹消除，注意宜晚不宜早。
四、混凝土测温及监控
大体积混凝土浇筑后，必须进行监测，检测混凝土表面温度与结构中心温度。以便采取相应措施，保证混凝土的施工质量。当混凝土内、外温度差值超过25℃ 时，应紧急增加覆盖一层土工布，控制温差，或增加冷冻水循环。
测温制度：在混凝土内部温度峰值来临前期每2h 测一次；混凝土内部温度峰值来临后期（72h后）每4h 测一次，再后期6～8h 测一次，同时应测大气温度。所有测温点均需编号，进行内部不同深度与表面温度的测量，测温工作应让懂技术、责任心强的专人进行测温记录，交技术负责人阅签，并作为对混凝土施工质量控制的依据。
施工注意事项
1．为保证施工顺利进行，不出现质量事故，施工前应周密计划，统一协调，使施工有条不紊地进行。
2．混凝土浇筑应注意使中部的混凝土略高于四周边缘的混凝土，以便使经振捣产生的泌水向四周排出，以减少混凝土表面产生的浮浆。
3．在整个浇筑期间，各工种都要设专人加强对钢筋、模板的看管，防止走动。
4．混凝土泵管架设要牢固，并考虑好人行走路线。
5．浇筑混凝土前，施工队放线人员应在钢筋上做好混凝土标高的控制标志。
6．混凝土表面二次磨压后应进行扫毛处理。