承台蓄热法热工计算-京台

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承台蓄热法热工计算

1.概况

由于本工程即将进入冬季施工阶段，为保证承台混凝土在冬季浇筑后能够达到正常的养护结果，现假设混凝土未掺加防冻剂；在浇筑后无防风屏障；无外部热源供热，只采用保温材料覆盖蓄热的方法对结构进行养护。

承台计算模型5.5×5.5×2.1m，混凝土标号C35，用425号普通水泥，水泥用量不低于300kg。采用一层土工布+一层草帘作为覆盖进行验算。

2.计算依据

《简明施工计算手册》

《路桥计算施工手册》

3.主要计算数据及参数

t

—混凝土冷却到0℃时的延续时间，h

c

c

—混凝土的热容量，kJ/m3K，取2510kJ/m3K

T

—混凝土浇筑完毕后的初温，℃，取5℃

m

ce

—每立方米混凝土水泥用量，kg，取300kg

Q

ce

—1kg水泥在冷却期间的水化热，kJ/kg，查表得270kJ/kg

M—混凝土结构的表面系数，m-1

A—混凝土冷却表面积，m2，计算得76.45m2

V—混凝土体积，m3，计算得63.525m3

T

m

—混凝土由浇筑到冷却的平均温度，℃

T

m,a

—混凝土冷却期间的室外大气平均温度，℃，取-20℃

R—保温材料的阻热系数，m2K/W

α—保温材料的透风系数，查表得2.3

a 1、a

2

—每种保温材料厚度，m，其中：土工布a

1

取0.005m

草帘a

2

取0.05m

λ

1、λ

2

—每种保温材料导热系数，W/m3K，其中：土工布λ

1

取0.06W/m3K

草帘λ

2

取0.10W/m3K

4.采用斯氏蓄热法验算

4.1结构表面系数M

M=A/V=76.45/63.525=1.2m-1

4.2混凝土由浇筑到冷却的平均温度T

m

T m =T

/（1.03+0.181M+0.006T

）

=5/（1.03+0.181×1.2+0.006×10）=3.8℃

4.3保温材料的热阻系数R

R=0.043+a

1/λ

1

+a

2

/λ

2

=0.043+0.005/0.06+0.05/0.10

=0.63m3K/W

4.4混凝土冷却到0℃时的延续时间t

t 0=（c

c

T

+m

ce

Q

ce

）R/[M（T

m

-T

m,a

）α]

=（2510×5+300×270）×0.63/[0.94×（3.8+20）×2.3] =1145h=48d

4.5结论

查表得混凝土（3.8℃）在15d后的强度就可达到40%，满足抗冻要求。