混凝土温度计算.docx
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混凝土温度计算
1、混凝土温度控制计算
混凝土最大绝热温度
Th=mc·Q/c·ρ(1-e-mt)
T3
T6
T9
T12
T15
T18
T21
T24
T27
T30
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375kJ/kg;
c——混凝土比热、取[kJ/(kg·K)];
ρ——混凝土密度、取2400(kg/m3);
e——为常数,取;
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。
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)
T1(18)
T1(21)
T1(24)
T1(27)
T1(30)
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
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)
T2(18)
T2(21)
T2(24)
T2(27)
T2(30)
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×/
≈
k——折减系数,取2/3;
λ——混凝土导热系数,取[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/(+1/23)
=
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;
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×
=
h——混凝土实际厚度(m)。
T1(t)——混凝土中心温度(℃)。
T1(t)-T2(t)=-=≤25℃
混凝土平均温度
Tm(t)=[T1(t)+T2(t)]/2
Tm(3)
Tm(6)
Tm(9)
Tm(12)
Tm(15)
Tm(18)
Tm(21)
Tm(24)
Tm(27)
Tm(30)
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
混凝土干缩率计算
εY(t)=ε0Y(l-)M1·M2…M10
εY(3)
εY(6)
εY(9)
εY(12)
εY(15)
×10-4
×10-4
×10-4
×10-4
×10-4
εY(18)
εY(21)
εY(24)
εY(27)
εY(30)
×10-4
×10-4
×10-4
×10-4
×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×10-4;
M1·M2…M10——各修正系数,查建筑施工手册得
M1=M2=M3=M9=1、M4=、M5=、M6=、M7=、M8=、M10=
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)
TY(18)
TY(21)
TY(24)
TY(27)
TY(30)
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)。
各期龄混凝土弹性模量计算:
E(t)=E0(1-)
E(3)
E(6)
E(9)
E(12)
E(15)
×104
×104
×104
×104
×104
E(18)
E(21)
E(24)
E(27)
E(30)
×104
×104
×104
×104
×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;
地基约束系数
β(t)=(CX1+CX2)/h·E(t)
β(3)
β(6)
β(9)
β(12)
β(15)
×10-5
×10-5
×10-5
×10-5
×10-5
β(18)
β(21)
β(24)
β(27)
β(30)
×10-5
×10-5
×10-5
×10-5
×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;
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);
结构计算温差
ΔTi=Tm(i)―Tm(i+3)+TY(i+3)―TY(i)
ΔT3
ΔT6
ΔT9
ΔT12
ΔT15
ΔT18
ΔT21
ΔT24
ΔT27
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(℃)。
各区段拉应力
σi=——Ei·α·⊿Ti·——Si·{1-1/ch(——βi·L/2)}
σ3
σ6
σ9
σ12
σ15
σ18
σ21
σ24
σ27
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)
——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。
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;
σmax=[1/(1-ν)]Σσi=
安全系数
K=ft/σmax==≥
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≥;
ft——到指定期混凝土抗拉强度设计值,取(N/mm2)。
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。
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