大体积混凝土水化热方案计算讲解

（手工计算）大体积混凝土水化热方案计算讲解目录大体积混凝土水化热温度计算1工程概况2承台大体积混凝土的温控计算2.1相关资料2.2、承台混凝土的绝热温升计算2.3混凝土最高水化热温度及3d、7d的水化热绝热温度2.4承台混凝土各龄期收缩变形值计算5承台混凝土各龄期收缩变形换算成当量温差2.6承台混凝土各龄期内外温差计算3冷却管的布置及混凝土的降温计算1承台混凝土设置冷却管参数3.2冷却管的降温计算4结论及建议1结论4.2建议大体积混凝土水化热温度计算1工程概况XX特大桥，其主桥主墩承台最大尺寸长、宽、高分别为42.5米、15米、5米，混凝土标号为C30，施工时最低气温为5°C。2承台大体积混凝土的温控计算2.1相关资料1、配合比及材料承台混凝土：C：W：S：G=1：0.533：2.513：3.62：0.011材料：每立方混凝土含海螺P.O30水泥300Kg、赣江中砂754Kg、湖北阳新5~25mm连续级配碎石1086Kg、深圳五山WS-PC高效减水剂3.4Kg、拌合水160Kg。2、气象资料桥址区位于亚热带大陆季风性气候地区，具有四季分明，无霜区长，日照充足，水源充足，湿光同季，雨热同季的气候特征。年平均气温17.6C，极端最高气温为40.1C，极端最低气温为-9.7C。3、混凝土拌和方式采用自动配料机送料，拌和站集中拌和，混凝土泵输送混凝土至模内。4《大体积混凝土施工规范》(GB50496-2009)5《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)2.2、承台混凝土的绝热温升计算凡1-4混凝上的第熟温升值可按下式计算：T(D=匹q-D(B.1.4)CP式中T(r)——龄期为［时,混摄土的绝然温升w——每栾城辗藏物姨药衲疯C——混凝土比热容,可取(0.92〜L0)RJ六如-5p—混凝土的硬最密度，可取〈2400〜2500)血/m,m——与水泥品神，浇筑温度等有关的系败，可取(0,3t—龄期5).《大体积混凝土施工规范》(GB50496-2009)P234.L8当温度在0C〜100(范也内时.混凝土的热工参数町按下列周定取值，线膨胀系数外】IXIOT,Pi导热系数Aia.6kj/(m*h*T>；比热容e0.96kJ/Ckg>tX《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)P212.3混凝土最高水化热温度及3d、7d的水化热绝热温度承台混凝土：C=300Kg/m3；水化热Q=250J/Kg，混凝土比热c=0.96J/Kg°C,混凝土密度P=2423Kg/m3承台混凝土最高水化热绝热升温：Tmax=WQ(1-e-mt)/cP=(300X250)X1/(0.96X2423)=32.24C3d的绝热温升：T⑶=32.24x(1-e-0.3*3)=19.13CAT(3)=19.13-0=19.13C7d的绝热温升T(7)=32.24x(1-e-0.3*7)=28.3CAT⑺=28.3-19.13=9.17C2.4承台混凝土各龄期收缩变形值计算B,2混凝土收缩值的当量温度B.2.1混凝土收缩的相对壹形值可按下式计算:£山)=占(1一己fg〉•M2-Mz-Ma(B21)式中一龄期为押寸，混凝土收编引起的相对变形值；e；在标准试验状态下混凝土最终收缩的相对破形值，取4.0X1厂七M】…——混凝土收编值不同条件影响修正系数，可按表B.2,1取值。,23■表Bb2.1谁套土收缩值不同条件影晌修正系数忒携品拎MtMeItMiMi环㈱的虹L2S7m7Er耻峋剂家％)蜘MuE伽":匕。-衅1.如1Lil25QAMD.flOL0U],wLSJ.5?0低药水形IJ0].13D,4L„D02S],蹄2LU301.：s0.1D.OSn.&h200.的普通水胞挪北口顷1?13。L4&3[.明]m2I.VO0.tnG.76■3005?其1.0Z火U1*木泥L.00].拥1.42354im就].叫1.J3D.lifi.68—_40们如捕1.瞄D.JS———一4。2,15-5】qB00BS0.4iwffi网_--—_-—一———一4S3.5S7[-00典项fl.?L"g--*■"-7——~1—一————L03顷睥骅和0.6L.ifl—―，—*——】—180如U.TLU———————注；1~沏忒力牛检的侧敏，衿件鼻茵周餐此［与逾面税〔网土tt，7="FHETL3E.^FEiK为广爻股商宰,&.&为愣航.捉星:t的斓任皇度LhV皿W”F、,F「为惘筋，超驻土坤萩/31〔m江)，3粉煜*［听渣船)璨酸希厨燃景LV浙柿)雅今朗柬虚占段或材扬忌重的君妙BL《大体积混凝土施工规范》(GB50496-2009)P248=80(1—e-0.01/)xM1xM2x...•xM式中：80为标准状态下的最终收缩变形值；M1为水泥品种修正系数；M2为水泥细度修正系数；M3为骨料修正系数；M4为水灰比修正系数；M5为水泥浆量修正系数;M6为龄期修正系数；M7为环境温度修正系数；M8为水力半径的倒数(cm-i),为构件截面周长(L)与截面面积(A)之比:r=L/A；M9为操作方法有关的修正系数；M10为与配筋率Ea>Aa、Eb、Ab有关的修正系数，其中Ea、Eb分别为钢筋和混凝土的弹性模量(MPa),Aa、Ab分别为钢筋和混凝土的截面积(mm2)。查表得：M1=1.10,M2=1.0,M3=1.0,M4=1.21,M5=1.20,M6=1.09(3d),M6=1.0(7d),M6=0.93(15d),M7=0.7,M8=1.4,M9=1.0,M10=0.895,则有：M1xM2xM3xM4xM5xM7XM8XM9X吃。=1.10x1.0x1.0x1.21x1.20x0.7x1.4x1.0x0.895=1.4011、3d的收缩变形值£y⑶=80(1*-0-03)XL401xM6=3.24X10-4x(I-e-。但)x1.401x1.09=0.146x10-42、7d的收缩变形值£y⑺=80(1-e-°.°7)x1-401xM6=3.24x10-4x(1-e-顷)x1-401xL0=0.307x血2.5承台混凝土各龄期收缩变形换算成当量温差B.2.2混凝土收缩相对变形值的当慧温度可按下式计算：(B.2.2)式中丁龄期为；时，混境土收缩当垃湛度(〃一混凝土的线膨胀系数，取L0X10-\《大体积混凝土施工规范》(GB50496-2009)P251、3d龄期T(3)=£(3)/a=(0.146x10-4)/1.0x10-5=1.46笆2、7d龄期T(7)=£⑺/a=(0.307x10-4)/1.0x10-5=3.07„c2.6承台混凝土各龄期内外温差计算B.5温差计算B.5.1混凝土浇筑体的里表温差可按下式计算*'25•AT】(O=Tm(i)-Th(.£)(B.5一D式中^TAt)——龄期为土时，混凝土浇筑块体的里袁温差(T)；Tm。)——龄期为E时，混凝土浇貌体内的最高温度，可通

过温度场计算或实潮求很SC)?'K心)——龄期为E时,混凝土浇筑体内的表层温度,可通

过温度场计算或实测求得(C);假设入模温度：T0=10C，施工时环境温度：Th=5C1、3d龄期安=T0+2/3T(t)+Ty(t)-Th=10+2/3x19.13+1.46-5=19.21V2、7撤期AT=T0+2/3T(t)+Ty(t)-Th=10+2/3x28.3+3.07-5=26.94°C计算折减系数，根据试验资料可取2/3由以上计算可知，承台混凝土内外温差最大为26.94C，大于《大体积混凝土施工规范》(GB50496-2009)P7中关于大体积混凝土温度内外温差为25C的规定。若需降低混凝土的内外温差，在混凝土中埋设冷却管是一种行之有效的方法。3冷却管的布置及混凝土的降温计算3.1承台混凝土设置冷却管参数1、水的特性参数：水的比热：c水=4.2x103J/KgC；水的密度P水=1.0x103Kg/m3；冷却管的直径：D=5cm2、承台混凝土冷却管的布置形式承台混凝土埋设冷却管，上下左右冷却管相临间距为1米。其中40#承台按上下左右1米布置，共计4层。分别设置4个进出水口。3、主桥承台混凝土体积(除去冷却管后)40#承台混凝土：体积V=42.5x15x5-3.14x(0.05/2)2x4x40.5x10.5=3187.5-3.5=3184m33.2冷却管的降温计算QxtxpxATxc"水匕x"xc：水式中：Qk—冷却管中水的流量，t一冷却管通水时间p水一水的密度AT水一进出水口处的温差20Cc水一水的比热。一混凝土的体积P砼一混凝土的密度c砼一混凝土的比热1、3撤期冷却管通水时间：持续通水（按t=1d计算），出水管和进水管的温差：安=20CXX特大桥承台混凝土：TQ水xtxp水x>T水xc水10x24x1x1.0x103x20x4.2x103^7°。TOC\o"1-5"\h\z_Vxpxc3184x2423x960,2、7d^期冷却管通水时间：持续通水（按t=3d计算），出水管和进水管的温差：AT=20^XX特大桥40#承台混凝土：TQ水xtxp水xAT水xc水10x24x3x1.0x103x20x4.2x103817笆_V砼xp砼xc砼3184x2423x960,（5）、预埋冷却管后各龄期承台混凝土内外温差值：XX特大桥40#承台混凝土：1、3d龄期AT=19.21-2.7/2=17.86^（安全系数为2.0）2、7d龄期AT=26.94-8.17/2=22.86°C（安全系数为2.0）4结论及建议4.1结论承台大体积混凝土在浇注过程中，由于混凝土在结硬过程中内部产生大量的热量使其内部温度升高，当内外温度相差过大时就容易出现温度裂缝，若需降低混凝土的内外温差，在混凝土中埋设冷却管是一种行之有效的方法。计算表明：混凝土中埋设冷却管后内外温差均小于25C，满足《混凝土结构工程施工规范》（GB50666-2011）P60中的规定。4.2建议1、浇注混凝土避免阳光直晒，一般选择在傍晚开始直至第二天十点以前。对粗骨料进行喷水和护盖，施工现场设置遮阳设施，搭设彩条布棚。2、承台混凝土冷却管按间隔一米埋设，上下左右冷却管相临间距严格控制在1米以内，严格观察入水口和出水口的水温差，根据水温差，及时调整泵水速度。水温差大时，提高水速；水温差小时，降低水速。通过冷却排水，带走混