热工计算

热工计算

1.1 混凝土运输温度计算

根据该地区历史气象资料，冬期11月到次年2月份的日平均气温不低于-10℃，按照冬期施工对混凝土的入模温度要求，选择环境温度为0℃和-10℃两种情况，进行混凝土拌和物热工计算。混凝土采用搅拌车运输。先计算环境温度为-10℃时，混凝土在运输过程中的温度损失：

t s=(at1+0.032n)(T1—T a)

式中：t s一运输过程温度损失；

口一温度损失系数(h m-1)，当混凝土搅拌输送车时，a=0.25；

t1一混凝土自运输至浇筑成形完成的时间(h)，取0.3 h；

n一混凝土转运次数，取2；

T1一混凝土拌和物的出机温度(℃)；

T2一混凝土拌和物经运输至成形完成时的温度(℃)，即入模温度；

t2一运输时的环境气温(℃)，取-10℃。

所以，T s=(0.25 X 0.3+0.032 X 2)(T1+10℃)=0.139T1+1.39℃

按照施工实际，混凝土浇筑时入模温度(10℃)

T2≤T1一t s

即：T1一0.139T1一1.39℃≥10℃

所以0．861T1≥11.39℃

T1≥13.228℃

取T1=13.23℃

1.2混凝土拌和物出机温度计算

根据以上计算，取T1=13.23℃

由公式：T1=T0一0.16(T0一T b)

得：T0=(T1一0.16T b)÷0.84=13.85℃

式中：T0一混凝土拌和物温度(℃)；

T1一混凝土出机温度(℃)，由第一步计算，取13.23℃：

T b一拌和机棚内温度(℃)，拌和棚已采取保温措施，取10℃。

1.3混凝土拌和物温度计算

水加热按60℃，水泥、砂石料温度5℃，根据配合比每m3混凝土用水泥、水、砂，石用量分别为405 kg、142 kg、709 kg、1110 kg，砂石料已搭设保温棚，实测平均含水量，砂子含水量3.4％，石子含水量0.9％，根据公式：

T0=[0.9(W c T c+W s Ts+W g T g)+4.2Tw(Ww一P s W s一P g W g)+C1(P s W s T s+P g W g T g)一C2(P s W s+P g W g)]÷[4.2W w +0.9(W c+W g+W s)]

得T0=14.595C>13.85℃(能满足要求)。

式中：T0一混凝土拌和物温度(℃)；

W w、W c、W s、W g一水、水泥、砂、石的用量(kg)；

T w、T c、T s、T g一水、水泥、砂、石的温度(℃)；

Ps、P g一砂、石的含水率(％．)；

C1一水的比热容(KJ／(kg·K))；

C2一冰的溶解热(kJ／kg)。

当骨料温度>0℃时，c1=4.2，c2=0；

当骨料温度≤0℃时，c1=2.1，c2=335。

同以上计算，当环境温度为0℃时，T0应不小于11.92℃：

按照水、水泥、砂石料的温度分别为45℃、5℃、5℃，根据以上公式计算，得

T0=11.97℃>11．92℃，满足要求；

1.4计算中的关键温度

(1)规定性温度：混凝土进入冬期施工的温度要求、混凝土的入模温度。

(2)环境类温度：环境温度、拌和机棚内温度。

(3)混凝土原材温度：水温，水泥、砂石料温度。

1.5热工计算结果分析

由上面计算结果可知，混凝土搅拌时所需水温均满足《铁路混凝土工程施工技术指南》要求拌和水的加热温度不宜高于80℃的条件；当环境温度在零度这一临界点时，水泥、砂石料的温度为5℃，水温>45 ℃就能够满足冬季施工混凝土的要求。当环境温度在-10℃时，水泥、砂石料的温度为5℃，水温要达到60℃才能够满足冬季施工混凝土的要求。可见保证水温在45～80℃之间，水泥、砂石料的温度在5℃这一范围是保证混凝土拌和物温度的一个关键。在实际操作过程中，通过对给水池采取保温围护措施和使用大功率的电热管对水进行加热，实际测得水温一般在50～80℃之间。并且，施工时日常气温仅在+5～-6℃之间，未达到所设想-10℃的最不利情况。现场对混凝土入模的实际温度进行监测结果均在10℃以上，满足《铁路混凝土工程施工技术指南》对冬季混凝土施工人模温度的要求。