1、 大体积混凝土水化热计算和混凝土抗裂验算北京铁建永泰新型建材有限公司1大体积混凝土水化热计算和混凝土抗裂验算工程名称：泰康人寿工程施工单位：中建一局集团建设发展有限公司砼供应单位：北京铁建永泰新型建材有限公司混凝土水化热计算1 热工计算1.1 混凝土入模温度控制计算（1）混凝土拌合温度宜按下列公式计算：T0=0.92（m ceTcem sTsm saTsam gTg）4.2T w（m w samsa gmg）C w（ samsaTsa gmgTg）C i（ samsa gmg） 4.2m w0.92（m cem sam sm g） （1.1）式中 T0 混凝土拌合物温度()；mw-水用量(Kg
2、)；mce-水泥用量 (Kg)；ms-掺合料用量(Kg)；msa-砂子用量(Kg)；mg-石子用量(Kg) ；Tw-水的温度() ；Tce-水泥的温度()；Ts-掺合料的温度() ；Tsa-砂子的温度( )；Tg-石子的温度() ； sa-砂子的含水率(%)； g-石子的含水率(%)；Cw-水的比热容(Kj/Kg.K)；Ci-冰的溶解热(Kj/Kg)；当骨料温度大于 0时, C w=4.2, Ci =0；当骨料温度小于或等于 0时，C w=2.1, Ci=335。大体积混凝土水化热计算和混凝土抗裂验算北京铁建永泰新型建材有限公司2（2） C40P6 混凝土配比如下 :根据我搅拌站的设备及生产、
3、材料情况，取 Tw =16，T ce=40，T s=35， sa=5.0%， g=0%， Tsa=10，T g=10， C1=4.2，C i =0则 T0=0.92（28040 17535723101041 10）4.216（1655.0%7230%1041）4.2（5.0%723100%10410）0（ samsa gmg） 4.21650.92（2801757231041） =0.92*(11200+6125+7230+10410)+67.2*(165-36.2-0)+4.2*(361.5+0)-0/693+ 0.92*2219=0.92*34965+67.2*128.8+4.2*361.
4、5/2734=32167.8+8655.4+1518.3/2730=42341.5/2734=15.5（3） 混凝土拌合物出机温度宜按下列公式计算：T1=T00.16（ T0T i） 式中 T1混凝土拌合物出机温度（） ；Ti搅拌机棚内温度（ ） 。取 Ti =16，代入式 1.2 得T1=15.5-0.16（15.5-16）=15.4（4） 混凝土拌合物经运输到浇筑时温度宜按下列公式计算：T2=T1（t 10.032n） （T 1-Ta） （1.3）式中 T2混凝土拌合物运输到浇筑时的温度（） ；t1混凝土拌合物自运输到浇筑时的时间（h） ；n混凝土拌合物运转次数；Ta混凝土拌合物运输时环境
5、温度（） ；温度损失系数（h -1）当用混凝土搅拌车输送时，=0.25；取 t1=0.3h，n=1，=0.25 ，T a =15，代入式 1.3 得：T2=15.4（0.250.30.032 1）(15.4-15)强度等级水泥（Kg/m 3）水（Kg/m 3）砂（Kg/m 3）石（Kg/m 3）粉煤灰（Kg/m 3）矿粉（Kg/m 3）泵送剂（Kg/m 3）C40 280 165 723 1041 85 90 9.6大体积混凝土水化热计算和混凝土抗裂验算北京铁建永泰新型建材有限公司3=15.4-0.107*（-0.4）15.41.2 混凝土温差控制计算（1）有关数据：据该大体积混凝土要求选取计
6、算模型为：砼入模温度 15.4，大气平均温度 15，底板最大厚度 1.0m，其它有关数据依据相应的数通过查表。（2）混凝土水化热绝热温升 )1(mthecQWT式中：W 混凝土中胶凝材料用量（ kg/m3） ；胶凝材料水化热总量（kJ/kg） ，42.5#普通水泥取 375kJ/kg；Q混凝土比热，一般为 0.921.00，取 0.97 kJ/kgK；c混凝土的质量密度，取 2400kg/m3；随水泥品种、浇筑温度改变的系数，取 0.35d-1；m龄期（d） 。t=k 0=（k 1+k2-1） 0QQ0水泥水化热（kJ/kg） ，42.5#普通水泥取 375kJ/kg；k1、k 2掺合料水化热
7、调整系数，查表分别取：0.95、0.93计算得：龄期 3d 7d 14d 28d（ C40） （）hT41.9 58.9 64.0 64.5（3）混凝土不同龄期温升： htT式中: 砼不同龄期的绝热温升；tT不同龄期水化热温升与砼厚度有关值，如下表所示。龄期 3d 7d 14d 28d(1.0m) 0.36 0.25 0.07 0.00（C40） （）tT15.1 14.7 4.5 0大体积混凝土水化热计算和混凝土抗裂验算北京铁建永泰新型建材有限公司4（3）混凝土内部实际最高温度计算： tjTmax式中: 不同龄期砼中心最高温度（） ；maxT计算得：龄期(d) 3d 7d 14d 28d(1
8、.0m)maxT30.5 30.1 19.9 15.4（4）混凝土表面温度计算 )(/2)( (4tqtb ThHT式中: 龄期 t 时,混凝土的表面温度（） ；)(tbT大气的平均温度（） ；qH混凝土的计算厚度(m)， ；/2hHh混凝土的实际厚度(m)；混凝土的虚厚度（m） ，/ /k混凝土的导热系数，取 2.33W/mK；k计算折减系数，可取 2/3； 模板及保温层的传热系数 （ W/mK） ；qi1保温材料的厚度（m） ；无需覆盖养护，厚度为 0mi保温材料的导热系数，阻燃草帘的导热系数为 0.14W/mK；i空气层传热系数，取 23W/mK。q无草帘被覆盖养护，大气平均温度为 15
9、。（ W/mK。 ）23101qi大体积混凝土水化热计算和混凝土抗裂验算北京铁建永泰新型建材有限公司5)(067.23./ mkh14.1/HqtTmax)(故混凝土表面温度、里表温差、表面与大气温差计算如下表：龄期(d) 3d 7d 14d 28d(1.0m)maxT30.5 30.1 19.9 15.4（）)(tb18.5 18.4 16.1 15.1（）)(maxt12.0 11.7 3.8 0.3（）qtbT)( 3.5 3.4 1.1 0.1结论：混凝土中心最高温度与表面温度之差为 12.0，符合规定要求；混凝土表面温度与大气温度之差为 3.5，亦符合要求，故采无需覆盖，可以保证混凝
10、土底板的质量。根据计算可知，混凝土在 3 天时放热速率最快，3 天以后虽然水泥水化速率开始降低，但由于水化热的不断积累，混凝土内部温度从 3d 到 7d 仍在处于上升阶段，以后内部实际温度才有所下降，所以适当延长养护时间，暂定 14d,以确保混凝土底板的质量。混凝土的绝热温升和养护层厚度，以计算作参考，施工中以实测温度为主，对保温措施进行调整。2 混凝土抗裂验算2.1 各龄期混凝土收缩变形值 1210.0)1()( Mettyy 式中： 龄期 t 时混凝土的收缩变形值；(ty标准状态下最终收缩值，取 4.010-4；0常数，取 2.718；e、 、 各种不同条件下的修正系数；1M21大体积混凝
11、土水化热计算和混凝土抗裂验算北京铁建永泰新型建材有限公司6混凝土收缩变形不同条件影响修正系数：M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 M111.0 1.0 1.0 1.3 1.0 1.1 0.54 1.43 1.0 0.76 1.01各龄期混凝土收缩变形值如下表：龄期 3d 7d 14d 28d)(ty0.9910-5 2.2710-5 4.3810-5 8.1910-52.2 各龄期混凝土收缩当量温差 )()(tytyT式中： 龄期为 t 时，混凝土收缩当量温度；)(tyT混凝土线膨胀系数取 110-5。计算得，各龄期收缩当量温差如下：龄期 3d 7d 14d 28d)
12、(tyT0.99 2.27 4.38 8.192.3 混凝土最大综合温差 qtytj TT32式中： 取定 15.4jT取定 15q各龄期水化热绝热温升。)(t龄期 3d 7d 14d 28d（ C40） （）tT15.1 14.7 4.5 0计算得，混凝土最大综合温差：龄期 3d 7d 14d 28dT（ 1.2m） 11.4 12.5 7.8 8.2大体积混凝土水化热计算和混凝土抗裂验算北京铁建永泰新型建材有限公司72.4 混凝土各龄期弹性模量 )1()(09.0teEt式中：C40 取定 E0=3.25104N/mm2；混凝土中掺合料对弹性模量的修正系数。计算得：C40 混凝土各龄期弹性
13、模量（N/mm 2）：龄期 3 7 14 28)(tE0.78104 1.53104 2.35104 3.021042.5 外约束为二维时温度应力计算 khRtSTtE)(1)(式中： 各龄期混凝土弹性模量；)(tE混凝土线膨胀系数，取 110-5；混凝土最大综合温差；T泊松比，取定 0.15；取定 0.5；kR取值见下表。)(tSh混凝土松弛系数如下表：龄期 3 7 14 28)(tSh0.57 0.50 0.42 0.34温度应力计算得(N/mm 2)：龄期 3d 7d 14d 28d 0.30 0.56 0.45 0.492.6 混凝土抗拉强度计算 )1()ttktkeff式中： 混凝土
14、龄期为 t 时的抗拉强度标准值（ N/mm2） ；)(tfk混凝土抗拉强度标准值（N/mm 2） ，取 2.39N/mm2；t系数，取 0.3；大体积混凝土水化热计算和混凝土抗裂验算北京铁建永泰新型建材有限公司8计算得：混凝土抗拉强度如下表：龄期 3d 7d 14d 28dC40 1.42 2.10 2.35 2.392.7 抗裂验算混凝土按下式进行抗裂验算： Ktfk/)(式中： 防裂安全系数，取 1.15；K掺合料对混凝土抗拉强度影响系数。计算得安全系数如下：龄期 3d 7d 14d 28d安全系数 4.1 3.2 4.5 4.2根据计算可知，防裂安全系数均大于 K=1.15，满足抗裂要求。北京铁建永泰新型建材有限公司2013 年 3 月 16 日
