冬季施工混凝土热工计算

冬季施工混凝土热工计算

一、混凝土拌合物的理论温度计算

To=[0.9(Mce*Tce+Mcm*Tcm+Mg*Tg)+4.2*Tw(Mw-Wcm*Mcm-Wg*Mg)－C1(Wcm*Mcm*Tcm+Wg*Mg*Tg)－C2(Wcm*Mcm+Wg*Mg)]÷[4.2*Mw+0.9(Mce+Mcm+Mg)] ——（公式1）

To—混凝土拌合物温度(℃)

Mw、Mce、MCm、Mg—水、水泥、砂、石的用量（kg）

Tw、Tce、Tcm、Tg—水、水泥、砂、石的温度（℃)

Wcm、Wg—砂、石的含水率

C1、C2—水的比热容[kj/（kg.k）]及冰的溶解[kj/（kg.k）]

当骨料温度>0℃时,C1=4.2,C2=0

≤0℃时, C1=2.1, C2=335

墙体混凝土配合比为:

水泥：砂：石：水(每立方量)=419：618：1100：190

砂含水量为5%，石含水量为0%

热水温度为80℃，水泥温度为5℃，砂温度为3℃，石温度为3℃。

根据公式1

To=[0.9(419×5＋618×3＋1100×3)＋4.2×80(190－0.05×618)－4.20.05×618×3－2.1×0.05×618－335×0.05×618]÷

[4.2×190＋0.9(419＋618＋1100)]=18.06 ℃

二、混凝土拌合物的出机温度计算：

T1= To－0.16(To-Tp) ——(公式2)

T1—混凝土拌合物出机温度（℃)

Tp—搅拌机棚内温度（℃)

根据公式2

T1=18.06－0.16(18.06－6)=16.13℃

三、混凝土拌合物经运输到浇筑时的温度计算

T2= T1－(a×t i＋0.032n)×（T1＋Th）——(公式3) T2—混凝土拌合物经运输到浇筑时温度（℃)

t i—混凝土拌合物自运输到浇筑时的时间（h）

n—混凝土拌合物转运次数

Th—混凝土拌合物运输时的环境温度（℃)

a—温度损失系数（h-1）

当混凝土用搅拌车运输时：a=0.25

根据公式3

T2=16.13－(0.25×0.6＋0.032×2)(16.13＋5)=11.6℃

四、考虑模板和钢筋的吸热影响，混凝土浇筑成型时的温度

计算：

T3=（C1×M1×T1－C2×M2×T2－C3×M3×T3）/（C1×M1＋C2×M2＋C3×M3）——（公式4）

T3—混凝土浇筑成型时的温度（℃）

C1、C2、C3—混凝土、模板、钢材的比热容[kj/（kg.k）]

混凝土的比热容取1 kj/（kg.k）

钢材的比热容取0.48 kj/（kg.k）

M1—每一立方米混凝土的重量(kg)

M2、M3—每一立方米混凝土接触的模板、钢筋重量（kg）

T2、T3—模板、钢材的温度（℃）（未预热为大气温度）

200厚墙体,采用大钢模板,大气温度为5℃。

根据公式4

T3=（2400×1×11.6－1180×0.48×5）/(2400×1＋1180×0.48) =8.43℃

五、蓄热法热工计算

5.1混凝土蓄热法养护到任一时刻t的温度计算

T=H*E–Q. Vce.t－S*E-Vce.t＋Tm.t ——(公式5)

5.2混凝土蓄热法养护到任一时刻t的平均温度计算

Tm=[S*E-Vce.t－H*E-Q. Vce.t /Q＋H/Q－S]/ (Vce.t)＋Tm.t

——(公式6)

其中Q、S、H为综合参数

Q=（ω*K*M）/（Vce* Qce*Pc）

S=（Vce* Qce*Mce）/（Vce* Qce* Pc-ω*K*M）

H=T3- Tm.t＋S

T—混凝土蓄热法养护到任一时刻t的温度（℃）

Tm—混凝土蓄热法养护到任一时刻t的平均温度（℃）

t—混凝土蓄热养护开始到任一时刻的时间（h）

Tm.t—混凝土蓄热养护开始到任一时刻t的平均气温(℃）

Pc—混凝土的质量密度(kg/m3)

Mce—每立方米混凝土的水泥用量(kg/m3)

Qce—水泥水化累积最终入热量(KJ/kg)

Vce—水泥水化速度系数(h-1)

ω—透风系数

M—结构表面系数(m-1)

K—结构围护层总传热系数[KJ/(㎡.h.k)]

E—自然对数,取2.72

结构表面系数

M=A/V

A—混凝土结构表面积

V—混凝土结构体积

200墙体混凝土浇筑后20小时的温度计算,墙体模板为大钢模板,外贴50厚聚苯板, ,平均气温为3℃。

根据建筑施工手册查得ω为 1.3, Qce为330 KJ/kg, Vce为0.013(1/h),K为3 KJ/(㎡.h.k)

M=2/0.2=10(m-1)

根据以上条件,可计算出

Q=(1.3×3×10)/(330×0.013×2400)=0.0038

S=(330×0.013×419)/(330×0.013×2400-1.3×3×10)=0.175 H=8.43-3＋0.175=5.605

根据公式5

T=5.605×2.72 -0.0038×0.013×20－0.175×2.72 0.013×20＋3=8.37℃

根据公式6

Tm=[0.175×2.72-0.013×20－5.605×2.72-0.0038×0.013×20/0.0038＋5.605/0.0038－0.175]/0.013×12＋3=12.10℃

施工注意事项：

1、混凝土浇筑后对裸露在外面的混凝土表面先使用塑

料薄膜防水材料覆盖，再覆盖保温材料。顶板混凝土上表面，保温材料覆盖厚度为加厚2倍。

2、混凝土浇筑后应严格进行测温，发现混凝土温度下

降过快或遇寒流袭击，必须采用保温措施或人工伸温。

3、墙体混凝土浇筑后，为方便模板拆除，在混凝土强

度达到4Pa/㎡后，应松动穿墙螺杆，使模板轻轻离开混凝土表面，再合上继续保温。