大体积混凝土水化热计算及冷凝管布设方案
大体积混凝土施工冷凝管降 温方案
大体积混凝土浇筑方案一、承台大体积砼概述地下室CT-36、CT-36a为36桩承台长13.6m，宽13.6m，厚2.1m,灌注总方量分别为388m3,设计强度等级C40，抗渗等级S8.CT-36、CT-36a所用混凝土强度较高，水泥用量较大，会因水泥水化热过大、混凝土内外温差过大而引起的温度裂缝，属大体积混凝土。
在施工中除采取掺加高性能减水剂降低水胶比、掺加粉煤灰降低水泥用量等措施减少水化热外，还必须在混凝土内部布设冷凝管，确保大体积混凝土的施工质量。
二、承台大体积砼浇筑施工大体积混凝土内部温度与表面温度的差值、混凝土外表与环境温度差值不应超过25摄氏度；要尽量降低混凝土入模温度，混凝土浇筑完后应在12小时内覆盖保湿保温；防水混凝土养护期至少14天；大体积混凝土必须进行二次抹面工作，以减少表面收缩裂缝。
大体积混凝土浇筑采用斜面分层振捣的方法，浇筑时混凝土自然流淌而形成斜面，混凝土振捣时从浇筑层下端开始逐渐上移。
分层浇筑时保证上下层混凝土要在下层混凝土初凝前浇筑完毕。
并在振捣上层混凝土时，振捣棒插入下层5公分，使上下层混凝土之间更好的结合。
浇筑大体积混凝土应与搅拌站做好混凝土浇筑的责任分工，配合搅拌站做好混凝土配合比试配工作，同时确定混凝土罐车数量以及运输交通路线等，防止堵车。
大体积混凝土裂缝控制措施：1、优化低水化热水泥拌制混凝土，并适当使用缓凝减水剂和微膨胀剂，减少大体积混凝土体积收缩影响，以降低混凝土可开裂的可能性。
2、在保障混凝土设计强度的前提下，适当降低水灰比，掺加适量粉煤灰以降低水泥用量。
3、降低混凝土入模温度，控制混凝土内外温差（当无设计要求时，控制在25摄氏度以内），如降低拌合水温度、骨料用水冲洗降温、避免暴晒等。
4、必须二次抹面，以减少表面收缩裂缝，紧接进行保湿覆盖保温养护。
5、可预埋冷水管，通过循环水将混凝土内部热量带出来，进行人工导热。
三、水管冷却排布法施工 1、施作方法采用内径φ32mm，壁厚2.5mm镀锌钢管作冷凝水管，端头攻丝，并以弯管接头和直管接头连接。
大体积混凝土冷却水管布置施工
水泥与混凝土大体积混凝土冷却水管布置施工Layout and construction o f mass concrete cooling pipe蒋_鸣(福建林业职业技术学院，福建南平353000)摘要：一直以来大体积混凝土广泛运用于水工结构、大型桥梁结构，随着建筑行业的发展，超高层建筑大体积混凝 土筏板基础也越来越多地出现然而大体积混凝土由于本身结构的特点，混凝土水化热难散发，极易产生裂缝，在 大体积混凝土中布置冷却水管降温是一种行之有效的控制裂缝方法本文以冷却水管施工为对象，结合工程实践 案例，分析冷却水管布置、接头选择等施工问题关键词：大体积混凝土；冷却水管；接头Abstract：Mass concrete has been widely used in hydraulic structures and large bridge structures.With the development of construction industry,mass concrete raft foundations of super high-rise buildings are more and more emerging. However,due to the structural characteristics of mass concrete,the hydration heat of concrete is difficult to emit,and cracks easily occur.It is an effective method to control cracks to arrange cooling pipes in mass concrete.Taking the construction of cooling water pipes as an object and combining with engineering practice cases,this paper analyses the construction problems of cooling water pipes layout and joint selection.Keywords：mass concrete;cooling water pipe;joint中图分类号：(J445.57文献标识码：B文章编号：丨003-8%5(20丨9)05-0078-02大体积混凝土有着比较大的结构尺寸，因此水泥用量 d i比较大，水化热产生的比较多。
大体积混凝土温控计算
大体积混凝土温控计算在建筑工程中，大体积混凝土的应用越来越广泛，例如大型基础、大坝、桥墩等。
然而，由于大体积混凝土在浇筑和硬化过程中会产生大量的水化热，如果不能有效地控制温度，就容易出现温度裂缝，从而影响混凝土的结构性能和耐久性。
因此，大体积混凝土的温控计算就显得尤为重要。
大体积混凝土的温度变化主要受水泥水化热、混凝土的导热性能、浇筑温度、环境温度以及混凝土的散热条件等因素的影响。
为了准确地计算大体积混凝土的温度变化，需要综合考虑这些因素，并采用合适的计算方法。
首先，我们来了解一下水泥水化热。
水泥在水化过程中会释放出热量，这是大体积混凝土内部温度升高的主要原因。
不同品种和标号的水泥，其水化热的释放量是不同的。
一般来说，高标号水泥的水化热较大。
在计算时，我们需要根据所选用的水泥品种和用量，来确定水化热的总量。
混凝土的导热性能也是影响温度分布的重要因素。
混凝土的导热系数越小，热量传递越慢，内部温度升高就越明显。
此外，浇筑温度对大体积混凝土的初始温度有直接影响。
如果浇筑温度较高，那么混凝土在早期就会处于较高的温度状态。
环境温度则会影响混凝土的散热速度。
在寒冷的环境中，混凝土表面散热较快；而在炎热的环境中，散热相对较慢。
接下来，我们介绍一种常用的大体积混凝土温度计算方法——有限元法。
这种方法将混凝土结构离散成若干个单元，通过建立热传导方程，求解每个单元在不同时刻的温度。
有限元法能够较为准确地模拟混凝土内部的温度分布和变化情况，但计算过程较为复杂，需要借助专业的软件进行计算。
在进行温控计算时，我们首先要确定计算参数。
这包括混凝土的配合比、水泥用量、水化热、导热系数、比热容等。
同时，还需要了解浇筑的时间、环境温度、风速等条件。
以一个具体的例子来说明。
假设我们要浇筑一个边长为 10 米的立方体大体积混凝土基础，混凝土的配合比为水泥：砂：石子：水＝1：2：3：05，水泥用量为 300kg/m³，选用的水泥品种的水化热为300kJ/kg。
大体积混凝土水化热计算定稿版
大体积混凝土水化热计算定稿版在建筑工程中，大体积混凝土的应用越来越广泛。
然而，由于其体积较大，水泥水化过程中释放的热量不易散发，容易导致混凝土内部温度升高，从而产生温度应力。
当温度应力超过混凝土的抗拉强度时，就会引起混凝土裂缝，影响结构的安全性和耐久性。
因此，准确计算大体积混凝土的水化热对于控制混凝土的温度裂缝至关重要。
一、大体积混凝土水化热的产生原理水泥在水化过程中会发生一系列的化学反应，这些反应会释放出热量。
对于大体积混凝土，由于其体积大，热量聚集在内部，难以迅速散发出去，从而导致混凝土内部温度升高。
水泥的水化热主要取决于水泥的品种、强度等级以及水泥的用量。
一般来说，高标号水泥的水化热较大，水泥用量越多，水化热也越大。
二、大体积混凝土水化热计算的重要性准确计算大体积混凝土的水化热具有以下重要意义：1、预测混凝土内部的温度变化：通过计算水化热，可以预测混凝土在不同时间点的温度分布，为采取有效的温控措施提供依据。
2、控制温度裂缝：避免因温度应力过大而导致混凝土开裂，保证结构的整体性和耐久性。
3、优化施工方案：根据水化热计算结果，合理安排混凝土的浇筑顺序、分层厚度、养护方式等施工参数，提高施工质量和效率。
三、大体积混凝土水化热计算的方法目前，常用的大体积混凝土水化热计算方法主要有以下几种：1、经验公式法经验公式法是根据大量的试验数据和工程实践总结出来的计算公式。
常见的经验公式有：（1）双曲线式：Q(t) ＝ Q0(1 e^（mt)）其中，Q(t)为t 时刻的水化热，Q0 为最终水化热，m 为常数，与水泥品种、强度等级等有关。
（2）指数式：Q(t) ＝ Q0(1 e^（nt)）＾p式中，n、p 为常数，取决于水泥的特性。
经验公式法计算简单，但准确性相对较低，适用于初步估算。
2、热平衡法热平衡法基于能量守恒原理，考虑了混凝土的热传导、对流和辐射等传热过程。
通过建立热平衡方程，求解混凝土内部的温度分布。
大体积混凝土水化热方案计算单
承台大体积砼水化热技术措施摘要：本文通过对大体积混凝土内外部温差大出现的温度裂缝，提出比较合理的处理方法。
关键词：大体积混凝土计算温差处理技术大体积混凝土结构物产生裂缝的原因是复杂的，但对于桥梁工程中大体积混凝土基础来说，其结构截面尺寸大，抵抗外荷载的能力强，导致裂缝的主要原因是水泥在硬化过程中释放大量水化热产生的温度应力，超过了混凝土抗拉极限强度，所以出现了温度裂缝。
为了避免出现温度裂缝，在大体积混凝土的内部采用冷却管循环水降温措施，确保工程质量。
一、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：配合比：1：3.462:4.218:水0.655:0.63：0.012(水泥：中砂：碎石：水：粉煤灰：减水剂)材料：每立方混凝土中各种材料含量如下：孟电p.042.5水泥：238kg，信阳中砂：824kg,荥阳贾峪碎石：1004kg,深井水：156kg,洛阳热电粉煤灰：150kg,山东华伟减水剂:2.8kg（2）混凝土拌和方式砼浇注采用集中场拌、砼罐车运输，溜槽或串筒放模施工，浇注前充分做好准备，清除基坑中的杂物，平整清理场地。
2、承台混凝土的温控计算2.1 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=238Kg/m 3；水化热Q=250J/ Kg ，c=0.96J/ Kg ℃，ρ=2400 Kg/m 3 承台混凝土最高水化热绝热升温：T max =CQ/ c ρ=(238⨯250)/（0.96⨯2400）=25.82℃ 3d 的绝热温升T （3）=25.82⨯（1-e -0.3*3）=25.82⨯（1-2.718-0.3*3）=15.31℃∆ T （3）=15.31-0=15.31℃7d 的绝热温升T （7）=25.82⨯（1-e -0.3*7）=22.66℃∆ T （7）=22.66-15.31=7.35℃15d 的绝热温升T （15）=25.82⨯（1-e -0.3*15）=25.54℃∆ T （15）=25.54-22.66=2.88℃2.2承台混凝土各龄期收缩变形值计算⨯⨯⨯-=-2101.00)()1(M M e t y t y εε····10M ⨯ 式中：0y ε为标准状态下的最终收缩变形值；1M 为水泥品种修正系数；2M 为水泥细度修正系数；3M 为骨料修正系数；4M 为水灰比修正系数；5M 为水泥浆量修正系数；6M 为龄期修正系数；7M 为环境温度修正系数；8M 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 ；9M 为操作方法有关的修正系数；10M 为与配筋率E a 、A a 、E b 、A b 有关的修正系数,其中E a 、E b 分别为钢筋和混凝土的弹性模量(MPa),A a 、A b 分别为钢筋和混凝土的截面积(mm 2)。
大体积混凝土水化热方案计算讲解
大体积混凝土水化热方案计算讲解
大体积混凝土水化热是指在混凝土养护过程中，由于水泥水化反应释放的热量积累在混凝土内部导致混凝土温度升高的现象。
水化热对混凝土的物理性能和力学性能有较大的影响，因此需要进行合理的热方案计算和控制。
下面将对大体积混凝土水化热方案计算进行讲解。
1.收集所使用的水泥和骨料的物理性质和水化热参数，包括水泥的特性指标、骨料的热容和导热系数等。
这些参数是进行水化热计算的基础。
2.确定混凝土的设计配合比和体积。
配合比是指混凝土中水泥、骨料和水等各成分的比例关系。
体积是指混凝土所占的空间大小。
3.根据配合比和体积，计算混凝土中水化热的总量。
水化热总量等于水泥中反应的水化热量加上骨料中吸湿和放热的水化热量。
4.估算混凝土温升。
混凝土温升是指在水泥水化反应过程中，由于水化热的释放导致混凝土的温度升高。
温升的估算可以通过经验公式进行，也可以通过数值模拟方法进行。
5.建立混凝土温度监测系统。
混凝土温度监测系统可以用来记录混凝土温度的变化情况，以便及时调整养护措施。
6.设计适当的养护措施。
根据混凝土的温升情况，采取相应的养护措施进行控制。
例如可以采取降低养护温度、增加养护时间、增加养护水分等方法。
总的来说，大体积混凝土水化热方案计算是一个较为复杂的过程，需要综合考虑水泥和骨料的特性、配合比和体积等因素。
通过合理的计算和
养护措施，可以有效控制混凝土的温升，确保混凝土的物理性能和力学性能满足要求。
大体积混凝土水化热计算
大体积混凝土水化热计算大体积混凝土水化热计算一、背景介绍大体积混凝土指的是单体体积大于50m³的混凝土结构，其水化热问题具有重要意义。
水化热是指混凝土在凝固过程中由水泌热所导致的温度升高。
在大体积混凝土结构中，由于体积较大且散热不及小体积混凝土，水化热可能引起温度升高，从而影响混凝土的工程性能和耐久性。
二、水化热计算方法1. 水化热计算的基本原理水化热计算是通过考虑混凝土材料特性、环境温度、外部散热条件等参数，以数值模拟的方式计算混凝土结构在水化过程中产生的温度变化。
常用的水化热计算方法包括数学模型法、试验法和数值模拟法。
2. 数学模型法数学模型法是通过建立包括质量守恒、能量守恒和动量守恒等方程的数学模型，来描述混凝土在水化过程中的温度变化。
数学模型法的关键是建立准确的初始和边界条件，以及选择合适的数值方法进行计算。
3. 试验法试验法是通过对冷却试件的实测温度等数据进行统计分析，以得出混凝土水化热的温度变化规律。
试验法需要进行大量的试验工作，对试验条件和试件尺寸等要求较高。
4. 数值模拟法数值模拟法是利用计算机软件模拟混凝土水化热过程的温度变化。
数值模拟法可以通过建立有限元模型，考虑混凝土材料的温度传导和水化反应等因素，进行快速有效的水化热计算。
三、水化热计算的影响因素1. 混凝土材料特性混凝土的水胶比、水泥品种、水化热产热率等材料特性会影响水化热计算结果。
不同材料的特性不同，水化热的温升程度也会有所差异。
2. 环境温度环境温度是指混凝土结构所处的周围温度。
不同环境温度对混凝土的水化热影响不同，较高的环境温度会加速水化反应，导致更高的温度升高。
3. 外部散热条件外部散热条件包括混凝土表面散热、周围物体散热和自由对流散热等。
不同的散热条件会对混凝土的水化热产生影响，例如表面散热条件好的情况下，混凝土温度升高的幅度会相对较小。
四、附件本所涉及的附件如下：1. 水化热计算的数学模型2. 混凝土材料特性表3. 环境温度数据统计表4. 外部散热条件参数表五、法律名词及注释1. 混凝土：一种以水、水泥和骨料为基本原料，经过搅拌、浇筑和硬化而成的建筑材料，具有坚固、耐久等特点。
最新大体积混凝土承台冷却水管布置方式
最新大体积混凝土承台冷却水管布置方式在大型桥梁、高层建筑等基础设施的建设中，大体积混凝土承台的应用越来越广泛。
由于混凝土在水化过程中会释放出大量的热量，如果不采取有效的措施进行散热，就容易导致混凝土内部温度过高，从而产生温度裂缝，影响结构的安全性和耐久性。
因此，在大体积混凝土承台的施工中，冷却水管的布置方式就显得尤为重要。
一、大体积混凝土承台温度裂缝产生的原因大体积混凝土在浇筑后，水泥会发生水化反应，释放出大量的热量。
由于混凝土的导热性能较差，热量在混凝土内部积聚，导致内部温度迅速升高。
而混凝土表面与外界环境接触，散热较快，从而形成较大的内外温差。
当温差超过一定限度时，混凝土内部产生的拉应力超过其抗拉强度，就会产生温度裂缝。
此外，混凝土的收缩也是导致温度裂缝产生的一个重要原因。
在混凝土硬化过程中，会发生体积收缩。
如果收缩受到约束，也会产生拉应力，从而导致裂缝的产生。
二、冷却水管布置的作用和原理冷却水管布置的主要作用是通过管内循环的冷水带走混凝土内部的热量，降低混凝土内部的温度，从而减小内外温差，防止温度裂缝的产生。
其原理是利用水的比热容较大的特点，吸收混凝土内部的热量，使混凝土内部温度降低。
同时，通过控制水的流量和温度，可以有效地调节混凝土内部的温度分布。
三、常见的冷却水管布置方式1、水平布置水平布置是将冷却水管沿水平方向铺设在混凝土承台内。
这种布置方式施工较为简单，但冷却效果相对较弱，适用于混凝土厚度较小的承台。
2、竖直布置竖直布置是将冷却水管沿竖直方向插入混凝土承台内。
这种布置方式可以更好地降低混凝土内部的温度，但施工难度较大，需要注意水管的固定和密封。
3、立体布置立体布置是将冷却水管在水平和竖直方向上同时铺设，形成一个立体的管网。
这种布置方式冷却效果最佳，但施工复杂，成本较高。
四、最新的冷却水管布置方式1、分层分区布置根据混凝土承台的厚度和尺寸，将其分为若干层和区，在每个层和区内分别布置冷却水管。
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大体积混凝土水化热计算及冷凝管布设方案
附件七：
大体积混凝土水化热计算及冷凝管布设方案根据对往年同季节气温进行统计，本地区9月16日~10月15日每天高温一般不超过25℃，10月16日~11月15日每天高温一般不超过15℃。
根据本工程施工进度计划，49#和54#两个机位处于9月16日~10月15日期间进行大体积混凝土承台施工，50#~53#机位处于10月16日~11月15日期间进行施工。
因此，考虑混凝土水化热环境因素时，49#和54#两个机位按照25℃大气温度进行计算，50#~53#机位按照15℃大气温度进行计算。
计算时，考虑海水对流，按照海水温度低于大气温度5℃进行计算。
1、单位系统
质量单位：kg；力的单位：kgf；能量单位：kcal，1kcal=4.186kcal，考虑使用海水降温，使用kcal作为能量单位更利于计算；长度单位：m；温度单位：℃；时间单位：h。
2、混凝土参数
比重：2500kg/m³；导热系数：2.02kcal/(m.h.K)；对流系数：19.84kcal/(㎡.h.K)；比热容：0.23kcal/(kg.K)。
根据以往施工经验，考虑自拌C45混凝土现场养护条件28天强度等级为
50Mpa，达到70%强度（31.5Ma）所需时间为25℃3天，15℃7天。
考虑采用普通硅酸盐水泥，胶凝材料根据发热量全部折合成水泥掺量为450kg/m³。
C45混凝土在25℃和15℃天气环境下的强度发展曲线如下图左图和右图所示。
（备注：图中强度单位为kgf/㎡。
）
3、温度要求
（1）混凝土表里温差不得超过25℃，表层温度取混凝土面以内5cm位置，内部温度取混凝土内部最高温度；混凝土表层温度和环境温度差不得超过20℃。
降温速度不宜超过2℃/d。
使用midas软件建立模型计算模型。
为更加直观的观察混凝土部的温度应力，建模时采用只建立1/2模型，但进行整体对称计算的方式。
为简化计算，直接将承台模型简化成圆柱结构。
建立的模型如下图所示。
使用软件进行计算，混凝土在25℃、15℃环境下内外温度发展曲线如下图所示。
25
25℃时，混凝土内部最高温度可达到71℃，外表最高温度可以达到36℃，表里最大温差最高可达到40℃，不满足规范要求。
15℃时，混凝土内部最高温度可达到62℃，外表最高温度可以达到23℃，表里最大温差最高可达到42℃，不满足规范要求。
使用同样方法，也可以算出环境温度在10℃时内外温差也不满足规范要求。
综上，需要在混凝土内部采取降温措施来减少混凝土的温度应力，避免混凝土内部发生损伤，避免表面产生裂缝。
4、冷凝管布设方案
针对环境温度不同，采用不同的冷凝管布设方案，以达到经济实用的目的。
考虑通用性，两种方案冷凝管采用同种规格，均为DN32管径的PE-RT地暖专用管，使用海水进行冷却，流量为2.5m³/h，取海水通过冷凝管对混凝土的对流系数为320kcal/(㎡.h.K)。
冷凝系统如下图所示。
方案一适用于49#和54#机位。
冷凝管分5层进行布设，顶层距承台表面
45cm ，层距90cm ，环距75cm ，每层使用1根管，设置出口和入口各一个，如下图所示。
方案二单层布设方式与方案一相同，但层距和层数不同。
层数改为3层，首层距离承台顶端1m ，层距为1.5m 。
使用midas 软件建立冷凝管模型如下图所示。
通水时间为混凝土浇筑后8~72h ，分别计算两种环境温度下的水化热情况。
经计算，25℃时浇筑后8h 在冷凝水通入之前，混凝土内部温度最高为38℃，表层温度为32℃，此时开启冷凝水开始进行降温工作。
8h 时温度云图如下。
A
B
通过降温，25℃环境温度下混凝土温度发展曲线如下图所示，最高内部温度为54℃，发生在浇筑后32h，最大表层温度为35℃。
表里最大温差为23.5℃，表层和环境最大温差为10℃，满足规范要求。
但浇筑32h后按此方案持续降温会造成降温速度过快，达到4℃/d，因此在达到32小时以后必须根据现场实测温度情况来降低冷凝水的流速。
浇筑32小时后关闭冷凝水管的温度变化曲线如下，其最高表里温差为24.5℃，满足规范要求。
通过降温，15℃环境温度下混凝土温度发展曲线如下图所示，最高内部温度为33℃，发生在浇筑后60h，最大表层温度为22.5℃。
表里最大温差为25℃，表层和环境最大温差为7.5℃，降温最高速度为1.8℃/d，满足规范要求。
5、说明
（1）方案一仅适用于49#和54#两个机位，开始通水时间为浇筑后8h，理论停水时间为浇筑后32h，流量均为2.5m³/h。
（2）方案二适用于50#~53#四个机位，开始通水时间为浇筑后8h，理论停水时间为浇筑后72h，流量为2.5m³/h。
（3）不管采用何种方案，均需对内部和外部温度进行掌控，根据实测温度对流量进行调节。
停水时间根据实际情况进行确定。
（4）温度探头埋设位置：垂直方向布置3层，分别为距离顶面、底面5cm的位置，和方案一第3层和第4层冷凝管之间位置（两方案均布置在该位置）；承台
水平方向布置5处，分别为承台圆心位置，承台1/2R位置1点，以及距离承台侧面5cm处。
布置图如下所示。
（5）每隔6h通过调节阀门，实现水流方向变换一次。
（6）冷凝水直接由潜水泵抽取海水进行，排水口同样置于海水水面以下。
根据分水器的结构形式、冷凝水管的长度、直径以及回路数量，计算出冷凝水泵的流量不小于12.5m³/h，扬程不小于35m，考虑到水泵的实际工作效率一般在80%左右，选择水泵的实际型号为：流量18m³/h，扬程50m，口径为DN50。