大體積混凝土溫度計(jì)算

1、10-7-2-1 大體積混凝土溫度計(jì)算公式 1 .最大絕熱溫開(kāi)（二式取其一） (1) Th=(m+kF)Q/cp (2) Th=mc-Q/c-p(1e-mt) 混凝土最大絕熱溫升（C）； 混凝土中水泥（包括膨脹劑）用量（kg/m3）； F混凝土活性摻合料用量（kg/m3）; K摻合料折減系數(shù)。粉煤灰取 0.250.30; Q水泥 28d 水化熱（kJ/kg）查表 10-81; 不同品種、強(qiáng)度等級(jí)水泥的水化熱表 10-81 混凝土比熱、取 0.97kJ/（kgK）；混凝土密度、取2400（kg/m3）; 為常數(shù)，取 2.718; t 混凝土的齡期（d）； m-一系數(shù)、隨澆筑溫度改變。查表 10-

2、82。 系數(shù) m 表 10-82 2 .混凝土中心計(jì)算溫度 =T+Th Tj混凝土澆筑溫度（C）； t 齡期降溫系數(shù)、查表 10-830 降溫系數(shù) 澆筑層厚度 （m3 1.00.36 6912 0.290.170.09 E 表 10-83 齡期t(d) 151821 0.050.030.01 242730 (10-43) 式中 Th 水泥品種 水泥強(qiáng)度等級(jí) 水化熱Q(kJ/kg) 硅酸鹽水泥 礦渣水泥 42.5 32.5 32.5 3d 314 250 180 7d 354 271 256 28d 375 334 334 澆筑溫度（C） m（l/d） 5 0.295 10 0.318 15 0

3、.340 20 0.362 25 0.384 30 0.406 式中 T1（t） t 齡期混凝土中心計(jì)算溫度（C）； 1.25 0.42 0.31 0.19 0.11 0.07 0.04 0.03 1.50 0.49 0.46 0.38 0.29 0.21 0.15 0.12 0.08 0.05 0.04 2.50 0.65 0.62 0.57 0.48 0.38 0.29 0.23 0.19 0.16 0.15 3.00 0.68 0.67 0.63 0.57 0.45 0.36 0.30 0.25 0.21 0.19 4.00 0.74 0.73 0.72 0.65 0.55 0.46 0

4、.37 0.30 0.25 0.24 所選保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)W/（m-K）查表 10-84; 幾種保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)表 10-84 入一一混凝土導(dǎo)熱系數(shù)，取 2.33W/ 計(jì)算得混凝土最高溫度（C） 計(jì)算時(shí)可取 T2Tq=1520c Tmax=T2=2025c 保溫層種類(lèi) K1% 1 純粹由容易透風(fēng)的材料組成（如：草袋、稻草板、鋸末、砂子） 2.6 3.0 2 由易透風(fēng)材料組成， 但在混凝土面層上再鋪一層不透風(fēng)材料 2.0 2.3 材 料 名稱(chēng) 密度 （kg/m3） 導(dǎo)熱系數(shù)入 材料名稱(chēng) 密度 （kg/m3） 導(dǎo)熱系數(shù)入 建 筑 鋼7800 58 礦棉、 巖棉 110200 0.031-0.06

5、鋼筋混凝土 2400 2.33 瀝青礦棉氈 100160 0.033-0.052 水 0.58 泡沫塑料 20-50 0.035-0.047 木模板 500700 0.23 膨脹珍珠40300 0.019-0.065 木屑 0.17 油氈 0.05 草袋 150 0.14 膨脹聚苯板 15-25 0.042 瀝青蛭后350400 0.081-0.105 空氣 0.03 膨 脹 蛭石 80200 0.047-0.07 泡沫混凝土 0.10 T2 混凝土表面溫度（C）； Tq 3. 混凝土表層 （表面下 50100mna）溫度 1) 保溫材料厚度（或蓄水養(yǎng)護(hù)深度） S=0.5h入x(T2-Tq)K

6、/入(Tmax-TO (10-45) 式中 6 保溫材料厚度（M； 施工期大氣平均溫度（C） K.傳熱系數(shù)修正值，取 1.32.0, 查表 10-85 傳熱系數(shù)修正值 表 10-85 3 在易透風(fēng)保溫材料上鋪一層不易透風(fēng)材料 1.6 1.9 4 在易透風(fēng)保溫材料上下各鋪一層不易透風(fēng)材料 1.3 1.5 5 純粹由不易透風(fēng)材料組成（如：油布、帆布、棉麻氈、膠合1.3 1.5 注：1.K值為一般刮風(fēng)情況（風(fēng)速 v4m/s,結(jié)構(gòu)位置25m； 2. “值為刮大風(fēng)情況。 2)如采用蓄水養(yǎng)護(hù)，蓄水養(yǎng)護(hù)深度 hw=x-M(Tmax-T2)(入M(700T+0.28nc-Q(10-46)式中 hw養(yǎng)護(hù)水深度(

7、m； x混凝土維持到指定溫度的延續(xù)時(shí)間，即蓄水養(yǎng)護(hù)時(shí)間(h)； M-混凝土結(jié)才表面系數(shù)(1/m),M=F/V; F與大氣接觸的表面積(m” V混凝土體積(m3); Tmax-T2一般取 2025()； Kb傳熱系數(shù)修正值； 700折算系數(shù)kJ/(m3-K); 入w-水的導(dǎo)熱系數(shù)，取 0.58W/(m-K)o 3)混凝土表面模板及保溫層的傳熱系數(shù) B=1/26i/6i+1/Bq(10-47) 式中 B混凝土表面模板及彳溫層等的傳熱系數(shù)W/(mK); 6i各保溫材料厚度(M； 入i各保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)W/(m-K); 一一一空氣層的傳熱系數(shù)，取 23W/K)0 4)混凝土虛厚度 h=k入/B(10-

8、48) 式中 h混凝土虛厚度(m)； k折減系數(shù)，取 2/3; 入一一混凝土導(dǎo)熱系數(shù)，取 2.33W/(m-K)。 5)混凝土計(jì)算厚度 H=h+2h(10-49) 式中 H混凝土計(jì)算厚度(項(xiàng)；h 混凝土實(shí)際厚度(nj)0 6)混凝土表層溫度 T2(t)=Tq+4-h(Hh)Ti(t)-Tq/H2(10-50) 式中 T2(t)混凝土表面溫度(C); Tq施工期大氣平均溫度(C)； h混凝土虛厚度(m； H 混凝土計(jì)算厚度(M; Ti(t)混凝土中心溫度(C)0 4.混凝土內(nèi)平均溫度 Tm(t)=T1(t)+T2(t)/2(10-51) 10-7-2-2 應(yīng)力計(jì)算公式 1,地基約束系數(shù) (1)單

9、純地基阻力系數(shù)G1(N/mm),查附表 10-86 單純地基阻力系數(shù) 0(N/mm)表 10-86 土質(zhì)名稱(chēng)承載力(kN/m2)C1推薦值 軟粘土801500.010.03 砂質(zhì)粘土2504000.030.06 堅(jiān)硬粘土5008000.060.10 風(fēng)化巖石和低強(qiáng)度素混凝土5000100000.601.00 C10以上配筋混凝土5000100001.001.50 (2)樁的阻力系數(shù) G2=Q/F(10-52) 式中 Cx2樁的阻力系數(shù)(N/mrh)； Q 樁產(chǎn)生單位位移所需水平力(N/mm； 當(dāng)樁與結(jié)構(gòu)較接時(shí) Q=2E-IKD/(4E-I)3/4 當(dāng)樁與結(jié)構(gòu)固接時(shí) Q=4E-IKD/(4E-I

10、)3/4 E樁混凝土的彈性模量(N/mrrj); I 樁的慣性矩(m 市； K地基水平側(cè)移剛度，取 1X10-2(N/mM; D 樁的直彳或邊長(zhǎng)(mm； F 每根樁分擔(dān)的地基面積(m。 LL/-0.09t E=E)(1e) (10-53) 式中 E (t) -一齡期混凝土彈性模量（N/mrfi） ； E0 -28d 混凝土彈性模量（N/mrrj）, 查附表 10-87; 強(qiáng) 度 等級(jí) 彈性模量E 1x104N/mm） 混凝土常用數(shù)據(jù)表 10-87 2 強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（N/mm） 強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（ 2、 N/mm) fck ftk 軸心抗壓fc 抗拉ft C7.5 1.45 5 0.75 3.7 0.5

11、5 C10 1.75 6.7 0.90 5 0.65 C15 2.20 10 1.20 7.5 0.90 C20 2.55 13.5 1.50 10 1.10 C25 2.80 17 1.75 12.5 1.30 C30 3.00 20 2.00 15 1.50 C35 3.15 23.5 2.25 17.5 1.65 C40 3.25 27 2.45 19.5 1.80 C45 3.35 29.5 2.60 21.5 1.90 C50 3.45 32 2.75 23.5 2.00 C55 3.55 34 2.85 25 2.10 C60 3.60 36 2.95 26.5 2.20 e常數(shù)，

12、取 2.718; t 齡期（d）。 （4）地基約束系數(shù) B=（G1+G2）/hE（t）（10-54） 式中B（t）t 齡期地基約束系數(shù)（1/mn）； h 混凝土實(shí)際厚度（mm； C1單純地基阻力系數(shù)（N/mr,查表 10-86; C90 0.93 0.8 1.44 量（%） /2,、 (cm/g) L底板混凝土截面周長(zhǎng); F底板混凝土截面面積; 式中 (Ti 日一一 i 區(qū)段平均彈性模量(N/m 俞； 可一一 i 區(qū)段平均應(yīng)力松弛系數(shù)，查表 10-89; 松弛系數(shù) S(t)表 10-89 齡期t(d)36912151821242730 S；0.570.520.480.440.410.3860.

13、3680.3520.3390.327 K 一一 i 區(qū)段平均地基約束系數(shù)； L 混凝土最大尺寸(mrjh； ch 一一雙曲余弦函數(shù)。 5 .到指定期混凝土內(nèi)最大應(yīng)力 n max=1/(1一V廬i(10-59) i1 式中 o-max到指定期混凝土內(nèi)最大應(yīng)力(N/mrn)； V泊桑比，取 0.15。 6 .安全系數(shù) K=ft/mmax(10-60) 式中 K大體積混凝土抗裂安全系數(shù)，應(yīng)1.15; ft一一到指定期混凝土抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N/mm),查表 10-87。 10-7-2-3 平均整澆長(zhǎng)度(伸縮縫間距) 1.混凝土極限拉伸值 ep=7.5ft(0.1+w/d)10-4(lnt/ln28)(

14、10-61) 式中 6P一一混凝土極限拉伸值； ft混凝土抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N/mrri)； 亞配筋率(),N=Fa/Fc； d 鋼筋直徑(mm； In 一一以 e 為底的對(duì)數(shù)； t 指定期齡期(d)； Fa一一鋼筋截面積(rn2)； Fc混凝土截面積(ni)。 2.平均整澆長(zhǎng)度（伸縮縫間距） 叩-1-5R,dTI/（3YTITEJ）（10-62） 式中Lcp平均整澆長(zhǎng)度（伸縮縫間距）（mm； h 混凝土厚度（mm； E（t）指定時(shí)刻混凝土彈性模量（N/mrri）; G地基阻力系數(shù)（N/mm）,G=GI+G2； arch 反雙曲余弦函數(shù)； T指定時(shí)刻的累計(jì)結(jié)構(gòu)計(jì)算溫差（C）o 10-7-3大體積

15、混凝土控制溫度和收縮裂縫的技術(shù)措施 為了有效地控制有害裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，必須從控制混凝土的水化升溫、延緩降溫速率、減小混凝土收縮、提高混凝土的極限拉伸強(qiáng)度、改善約束條件和設(shè)計(jì)構(gòu)造等方面全面考慮，結(jié)合實(shí)際采取措施。 10-7-3-1 降低水泥水化熱和變形 1 .選用低水化熱或中水化熱的水泥品種配制混凝土，如礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰水泥、復(fù)合水泥等。 2 .充分利用混凝土的后期強(qiáng)度，減少每立方米混凝土中水泥用量。根據(jù)試 驗(yàn)每增減 10kg 水泥，其水化熱將使混凝土的溫度相應(yīng)升降 1C。 3 .使用粗骨料，盡量選用粒徑較大、級(jí)配良好的粗細(xì)骨料；控制砂石含泥量；摻加粉煤灰等摻合料或摻

16、加相應(yīng)的減水劑、緩凝劑，改善和易性、降低水灰比，以達(dá)到減少水泥用量、降低水化熱的目的。 4 .在基礎(chǔ)內(nèi)部預(yù)埋冷卻水管，通入循環(huán)冷卻水，強(qiáng)制降低混凝土水化熱溫度。 5 .在厚大無(wú)筋或少筋的大體積混凝土中,摻加總量不超過(guò) 20%勺大石塊， 減少混凝土的用量，以達(dá)到節(jié)省水泥和降低水化熱的目的。 6 .在拌合混凝土?xí)r，還可摻入適量的微膨脹劑或膨脹水泥，使混凝土得到補(bǔ)償收縮，減少混凝土的溫度應(yīng)力。 7 .改善配筋。為了保證每個(gè)澆筑層上下均有溫度筋，可建議設(shè)計(jì)人員將分布筋做適當(dāng)調(diào)整。溫度筋宜分布細(xì)密，一般用小 8 鋼筋，雙向配筋，間距 15cni 這樣可以增強(qiáng)抵抗溫度應(yīng)力的能力。上層鋼筋的綁扎，應(yīng)在澆筑完

17、下層混凝土之后進(jìn)行。 (8)設(shè)置后澆縫。當(dāng)大體積混凝土平面尺寸過(guò)大時(shí)，可以適當(dāng)設(shè)置后澆縫，以減小外應(yīng)力和溫度應(yīng)力；同時(shí)也有利于散熱，降低混凝土的內(nèi)部溫度。 10-7-3-2 降低混凝土溫度差 1.選擇較適宜的氣溫澆筑大體積混凝土，盡量避開(kāi)炎熱天氣澆筑混凝土。夏季可采用低溫水或冰水?dāng)嚢杌炷?，可?duì)骨料噴冷水霧或冷氣進(jìn)行預(yù)冷，或?qū)橇线M(jìn)行覆蓋或設(shè)置遮陽(yáng)裝置避免日光直曬，運(yùn)輸工具如具備條件也應(yīng)搭設(shè)避陽(yáng)設(shè)施，以降低混凝土拌合物的入模溫度。 2,摻加相應(yīng)的緩凝型減水劑，如木質(zhì)素磺酸鈣等。 3.在混凝土入模時(shí)，采取措施改善和加強(qiáng)模內(nèi)的通風(fēng)，加速模內(nèi)熱量的散發(fā)。 10-7-3-3 加強(qiáng)施工中的溫度控制 1

18、.在混凝土澆筑之后，做好混凝土的保溫保濕養(yǎng)護(hù)，緩緩降溫，充分發(fā)揮徐變特性，減低溫度應(yīng)力，夏季應(yīng)注意避免曝曬，注意保濕，冬期應(yīng)采取措施保溫覆蓋，以免發(fā)生急劇的溫度梯度發(fā)生。 2 .采取長(zhǎng)時(shí)間的養(yǎng)護(hù)，規(guī)定合理的拆模時(shí)間，延緩降溫時(shí)間和速度，充分發(fā)揮混凝土的“應(yīng)力松弛效應(yīng)”。 3 .加強(qiáng)測(cè)溫和溫度監(jiān)測(cè)與管理， 實(shí)行信息化控制， 隨時(shí)控制混凝土內(nèi)的溫度變化，內(nèi)外溫差控制在 25c 以?xún)?nèi)，基面溫差和基底面溫差均控制在 20c 以?xún)?nèi)，及時(shí)調(diào)整保溫及養(yǎng)護(hù)措施，使混凝土的溫度梯度和濕度不至過(guò)大，以有效控制有害裂縫的出現(xiàn)。 4 .合理安排施工程序，控制混凝土在澆筑過(guò)程中均勻上升，避免混凝土拌合物堆積過(guò)大高差。在結(jié)構(gòu)完成后及時(shí)回填土，避免其側(cè)面長(zhǎng)期暴露。 10-7-3-4 改善約束條件，削減溫度應(yīng)力 1 .采取分層或分塊澆筑大體積混凝土，合理設(shè)置水平或垂直施工縫，或在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置施工后澆帶，以放松約束程度，減少每次澆筑長(zhǎng)度的蓄熱量，防止水化熱的積聚，減少溫度應(yīng)力。 2 .對(duì)大體積混凝土基礎(chǔ)與巖石地基，或基礎(chǔ)與厚大的混凝土墊層之間設(shè)置滑動(dòng)層，如采用平面澆瀝