混凝土配合比及热工计算综述

1、六、混凝土配合比计算混凝土配合比设计步骤包括配合比计算、施工配合比的确定等。 混凝土结构材料：水泥： 42.5 级普通硅酸盐水泥，水泥密度为 =3.00 / cm3. 砂：中砂，级配合格，砂子表观密度 os=2.65/ cm3，含水率为 2石： 531.5mm 碎石，级配合格，其表观密度 og=2.7 /cm3,含水率为 11、初步配合比计算1.计算配制强度( f cu，o)。当混凝土的设计强度小于 C60时，配制强度应按下式确定：fcu，of cu，k1.645 =25+1.645*5=33.23(MPa)即： f cu，o =33.23(MPa)1.15f cu，k=1.15 25=28.

2、75(MPa) 当没有近期的同一品种、 同一强度等级混凝土强度资料时， 其强度标准差 可按下表取值。混凝土强度标准差 值混凝土强度等级C20C25C45C50C55(MPa)4.05.06.02. 计算水胶比(W/ B)。混凝土强度等级小于 C60时，混凝土水胶比应按下式计算：+o式中 a、 b 回归系数，回归系数可由下表采用；f b 胶凝材料 28d 胶砂抗压强度，可实测， MPa。回归系数 a和b 选用表系数碎石卵石a0.530.49b0.200.13当胶凝材料 28d抗压强度（ f b）无实测值时，其值可按下式确定：f b f s f ce式中 f、 s粉煤灰影响系数和粒化高炉矿渣粉影响

3、系数，按下表选 用；粉煤灰影响系数 f 和粒化高炉矿渣粉影响系数 掺 量（）粉煤灰影响系数 （ f）粒化高炉矿渣粉影响系数（s）01.001.00100.85 0.951.00当无水泥 28d 抗压强度实测值时，其值可按下式确定：f cec f ce，g式中 c水泥强度等级值的富余系数（可按实际统计资料确定） ；当缺 乏实际统计资料时，可按下表选用；f ce， g水泥强度等级值， MPa。水泥强度等级值的富余系数（ c）水泥强度等级值32.542.552.5富余系数1.121.161.10将以上数据代入得：B0.53 42.5 1.1633.23 0.53 0.53 0.2 42.5按照混凝土

4、的最大水灰比和最小水泥用量的规定：W/B 0.55 ，即 取W/B=0.553. 每立方米混凝土用水量的确定。 塑性混凝土单位用水量的确定。由下表可知： WO=185（kg/m3）塑性魂混凝土的用水量（单位： kg/m3）拌合物稠度卵石最大粒径（ mm）碎石最大粒径（ mm）项目指标10203140162031.540.010301901701601502001851751653550200180170160210195185175坍落度（ mm）557021019018017222020519518575902151951851752302152051954. 每立方米混凝土胶凝材料用量 （

5、mbo）的确定。 根据已选定的混凝土用水量 mwo和水胶比（ W/ B）可求出胶凝材料用量：mwo1850.55336(kg)每立方米混凝土胶凝材料全部是水泥，则水泥用量（ mco）的确定：mco=mbo=336（ Kg） 按照建筑工程冬期施工规范 、“混凝土的最大水灰比和最小水泥用量的规 定”可知：水泥最小用量为 280kg/m3 ， 则水泥用量满足要求。5. 砂率的确定。由于缺乏历史数据，混凝土砂率的确定查下表可知： 按照线性插入可知： s =36%6. 粗集料和细集料用量的确定C0CW0S0G010 1000W 0S 0Gsmso100%mso mgo采用体积法时，按下列公式计算：即：3

6、36185S0G01.00 2.65 2.710 1000S0G0S0664kgG01195kg3.00S0解得：100 36则一立方混凝土中水泥 336kg、水 185kg、砂 664kg、石 1195kg2、混凝土计算配合比C0:S0:G0 1:1.98:3.56W /C 0.553、施工配合比现假定工地测出的砂的含水率为 a、石子的含水率为 b，混凝土施工配 合比中水泥、砂、石子、水的用量分别为：则将上述设计配合比换算为施工配合 比，其材料的称量应为： m c、 ms、 mg 、mw10水泥：mcmc=336（kg）砂：msms（1a） =664*（1+0.02）=677 （kg）石子：

7、mgmg（1b） =1195*（1+0.01）=1207 （kg）水：mwmwmsa mgb=185-664*0.02-1207*0.01=160 （ kg）即： 一立方米混凝土中水泥、砂、石子、水的用量分别为 336（kg）、677（kg）、 1207（kg）、160（kg）。七、热工计算本工程主体结构冬季施工期间时自然气候环境温度处于5至 8之间，风速为 3 5m/s。根据建筑工程冬季施工规范 JGJ/104-2011 等有关规范对该 工程进行热工计算。1、计算混凝土拌合物的理论温度wgmg）0.92（mceTce msaTsa mgTg） 4.2Tw （mw wsa msa wgmg ）

8、 c1 （ wsamsaTsa wgmgTg ） c2（wsamsa 4.2mw 0.92（ mce msa mg ）式中： T0 混凝土拌合物的温度 （ C）；mce、 msa、 mg 水、水泥、砂、石的 用量（ kg）； Tw、 Tce、 Tsa、 Tg 水、水泥、砂、石的温 度（ C）； wsa、wg 砂、石的含水率（ ）；c1、c2 水的比热容（ kJ /kg K）及溶解热（ kJ /kg） 当骨料温度 0 C时，c1 4.2 ，c20 ； 当骨料温度 0 C时，c1 2.1 ，c2335。即：13.60.92 （336 5 664 5 1195 5） 4.2 50 160 4.2 5

9、 25.234.2 185 0.92 （336 664 1195）112、计算混凝土拌合物出机温度混凝土拌合物的出机温 度公式： T1T0 0.16（T0 Tp ）式中： T0 混凝土拌合物的出机 温度（ C）；Tp 搅拌机棚内温度（ C）取值为 10 C；T1 T 0 0.16 (TO TP) 即T1 13.6 0.16 (13.6 10) 133、商品混凝土拌合物运输与输送至浇筑地点时的温度1 、采用商品混凝土泵送施工时：T2=T1- Ty- Tb其中， Ty、 Tb分别为采用装卸式运输工具运输混凝土时的温度降低和采 用泵管输送混凝土时的温度降低，可按下列公式计算： Ty=（ t 1+0.

10、032n ） （T 1- Ta）= (0.250.5+0.032 1) (13+8)=2.83=4 1.45 3.6/ ( 0.04+0.04/0.046) (13-2.83+8) 0.08 0.134/(0.96 2380 0.125 2)=0.11 式中：T2混凝土拌合物运输与输送到浇筑地点时温度（） Ty采用装卸式运输工具运输混凝土时的温度降低（） Tb采用泵管输送混凝土时的温度降低（）T1泵管内混凝土的温度与环境气温差（） ，当商品混凝土采用泵送 工艺输送时： T1= T1- Ty- T aTa室外环境气温（）室外环境气温取 -8 t 1混凝土拌合物运输的时间（ h） 0.5ht 2

11、混凝土在泵管内输送时间（ h ）12n 混凝土拌合物运转次数为 1 次C c混凝土的比热容 kj/（kg K） 取值 0.96kj/（kg K） c混凝土的质量密度（ kg/m3） 一般取值 2380kg/m3 b泵管外保温材料导热系数 W/（mk） 取值 0.046W/（m k） db泵管外保温层厚度（ m） 取值 0.04m DL混凝土泵管内径（ m）取值 0.125mD w混凝土泵管外围直径（包括外围保温材料） （ m）取值 0.134m 透风系数，可按规程表 A.2.2-2 取值 透风系数取 1.45 温度损失系数（ h-1）；采用混凝土搅拌车时： =0.25即：T 2=T1- Ty-

12、 Tb=13-2.83-0.11=10 4、考虑模板和钢筋的吸热影响，混凝土浇筑完成时的温度计算1. 柱以 600600 为例。T3 CcmcT 2 CfmfTf CsmsTsCcmc Cfmf Csms0.96 2380 10.0 0.48 119.5 （ 8） 0.48 125.4 80.96 2380 0.48 119.5 0.48 125.49.1oCCc混凝土比热容（ kj/kg K）普通混凝土取值 0.96Cf 模板比热容（ kj/kg K）木模 0.48Cs 钢筋比热容（ kj/kg K） 0.48mc 每 m3混凝土重量（ kg） 2380mf 每 m3 混凝土相接触的模板重量

13、（ kg ）取值 119.5ms 每 m3 混凝土相接触的钢筋重量（ kg ）取值 125.4Tf 模板的温度，未预热时可采用当时的环境温度（） ，本工程取 8Ts 钢筋的温度，未预热时可采用当时的环境温度（） ，本工程取 8T2 混凝土入模温度，取 9.1 T3 混凝土成型后的温度13混凝土在蓄热法养护过程温度计算柱的围护层采用 0.24mm的塑料布，外包 120mm的草帘 养护开始至任一时刻 t 的混凝土温度 （ ）T e vcet e vcet Tm,a混凝土从养护开始至任一时刻 t 的平均温度 （ ）1vcetvcetTm ( e ce e ce ) Tm,a vcetT 混凝土凝土蓄

14、热养护开始到任一时刻 t 的温度（） Tm,a 混凝土蓄热养护开始到任一时刻 t 的平均气温（） t 混凝土蓄热养护开始到任一时刻的时间（ h）T3 Tm,a透风系数, 为综合参数如下： KMvceQcemcevcecc cvcecc c M结构表面系数（ m-1） M=A/V= 表面积 / 体积AM 4.4VK 结构围护层的总传热系数（ kj/m2 hK）3.6n di0.04 dii 1 kidi 第 i 层围护层厚度（ m）ki 第 i 层围护层的导热系数（ W/mk ）本工程柱混凝土表面覆盖一层 0.24mm塑料布和一层 120mm厚草帘0.043.60.00024 0.121.760

15、.0520.0614vceQcemcevcecc c MVce 水泥水化速度系数（ h-1 ）0.015 c混凝土的质量密度（ kg/m3） 一般取值 2380 Qce水泥水化累积最终放热量（ kj/kg ）350 则：880.015 350 336KM vcecc c0.015 0.96 2380 1.8 1.76 4.43.881.8 1.76 4.40.015 0.96 2380T3 Tm,a 9.1 （ 8） 88 105.1按如下公式，可以计算混凝土任意时刻的温度：vcetvcet0.41 0.015t 0.015tT e ce e ce Tm,a 105.1 e 88 e （ 8）

16、混凝土蓄热养护开始到时刻 t 的温度表时间（ d）温度（）时间（ d）温度（）329.6625.3429.4722.3527.6819.3由计算结果可知：室外最低温度为 -8 ，风速在 3-5m/s, 采用 42.5 级硅酸 盐水泥，成型温度为 9.1 ，在混凝土达到临界受冻强度后， 温度在 0以上， 混凝土柱满足施工条件。用图解法确定混凝土强度 计算混凝土蓄热养护开始到时刻 t 的温度见下表：15时间（ h）温度（）时间（ h）温度（）时间（ h）温度（）09.1612.91216.1210.48147229.5411.61015.19629.5按下式计算混凝土已达到的等效龄期：De( T

17、t)式中：De等效龄期（ h）T等效系数，按表 B.0.2采用t某温度下的持续时间（ h）即：55hDe 2 0.58 2 0.65 2 0.66 2 0.72 2 0.78 60 0.3 24 1.25根据以上算出的等效龄期，在龄期 - 强度曲线上查出其强度值为 11.9N/mm2。2. 以梁 250700 为例(计算方法和柱一样) 梁的围护层采用 0.24mm的塑料布，外包 120mm的草帘。MS 11;mf 160kg : ms 220kgCcmcT 2 CfmfTf CsmsTsT3Ccmc Cfmf Csms0.96 2380 10.0 0.48 160 ( 8) 0.48 220

18、80.96 2380 0.48 160 0.48 2208.7oC16KM1.82.1111.2vcecc c0.0150.962380vcetvceteeTm,a235.71.2 0.015t e241.4 e 0.015t 3T3 Tm,a8.7 3 241.4 235.73.60.040 .000240.0520.10.062.1241.4vceQcemce0.015 350 336vcecc c M 0.015 0.96 2380 1.8 2.1 11按如下公式，可以计算混凝土任意时刻的温度：混凝土蓄热养护开始到时刻 t 的温度表时间（ d）温度（）时间（ d）温度（）320.5613

19、.2418.4710.9515.789.2由计算结果可知：室外最低温度为 -8 ，风速在 3-5m/s, 采用 42.5 级硅酸 盐水泥，成型温度为 8.7 ，在混凝土达到临界受冻强度后， 温度在 0以上， 混凝土梁满足施工条件。用图解法确定混凝土强度 ： 计算混凝土蓄热养护开始到时刻 t 的温度见下表：时间（ h）温度（）时间（ h）温度（）时间（ h）温度（）08.76121214.71729.98137219.54111014.79619.5则等效龄期为：De2 0.55根据以上算出的等效龄2T30.6Cc2mcT0.264C2fmf0T.f68C2sms0T.s72 2 0.74 60 0.29 24 0.97 Ccmc Cfmf Csms0.96 2380 10.0 0.48 140 ( 8) 0.48 50 80.96 2380 0.48 140 0.48 509.3oC48.5h期，在龄期 - 强度曲线上查出其强度值为 11.2N/mm2。MS 15;mf 160kg : ms 50kg3、以130mm厚的板为例（计算方法