1、大体积混凝土水化热温度计算 目录 大体积混凝土水化热温度计算 .1 1 工程概况 1 2 承台大体积混凝土的温控计算 1 2.1 相关资料 1 2.2、承台混凝土的绝热温升计算 .1 2.3 混凝土最高水化热温度及 3d、7d 的水化热绝热温度 .2 2.4 承台混凝土各龄期收缩变形值计算 .2 2.5 承台混凝土各龄期收缩变形换算成当量温差 .4 2.6 承台混凝土各龄期内外温差计算 .4 3 冷却管的布置及混凝土的降温计算 .5 3.1 承台混凝土设置冷却管参数 .5 3.2 冷却管的降温计算 .5 4 结论及建议 6 4.1 结论 .6 4.2 建议 .6 1 大体积混凝土水化热温度计算
2、 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。 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754 Kg、湖北阳新525mm 连续级配碎石1086 Kg、深圳五山WS-PC高效减水剂3.4Kg、拌合水160 Kg。 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
3、17.6，极端最高气温为 40.1，极端最低气温为-9.7。 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 （GB 50496-2009） 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 2 大体积混凝土施工规范 （GB 50496-2009）P23 混凝土结构设计规范 （GB50010-2010）P21 2.3 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，混凝土密度 =2423
4、 Kg/m3 承台混凝土最高水化热绝热升温： Tmax=WQ（1-e -mt）/ c =(300250)1/（0.962423）=32.24 3d的绝热温升：T （3） =32.24 （1-e-0.3*3）=19.13 T（3） =19.13-0=19.13 7d的绝热温升 T（7） =32.24 （1-e-0.3*7）=28.3 T（7） =28.3-19.13=9.17 2.4 承台混凝土各龄期收缩变形值计算 3 大体积混凝土施工规范 （GB 50496-2009）P24 21 0.0)( )1Metyt 10 式中： 为标准状态下的最终收缩变形值； 为水泥品种修正系数； 为水泥2M 细度
5、修正系数； 为骨料修正系数； 为水灰比修正系数； 为水泥浆量修正系数；3 4 5 为龄期修正系数； 为环境温度修正系数； 为水力半径的倒数(cm -1),为构件6M7 8 截面周长(L)与截面面积(A)之比:r=L/A； 为操作方法有关的修正系数； 为与配9M10 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(mm 2)。 查表得： =1.10， =1. 0， =1. 0， =1.21， =1.20， 1M2345 =1.09（3d） ， =1.0（7d） ， =0.93（15d） ，666M =0.7，
6、 =1.4， =1.0， =0.895，78910 则有： 1234578910 =1.10 1.0 1. 0 1.21 1.20 0.7 1.4 1.0 0.895=1.401 4 1、3d的收缩变形值 =3.24 10-4 =0.146 10-46 03.0)3( 41)Meyy 09.14.)1(03.e 2、7d的收缩变形值 =3.24 10-4 =0.307 10-46 07.0)7( )1yy )(07. 2.5 承台混凝土各龄期收缩变形换算成当量温差 大体积混凝土施工规范 （GB 50496-2009）P25 1、3d龄期 46.10./)146.0(/)3( 54)( yyT
7、2、7d龄期 7.3./)37.(/)7( 54)( yy 2.6 承台混凝土各龄期内外温差计算 假设入模温度：T 0=10，施工时环境温度：T h=5 1、3d龄期 = T0+2/3T(t)+Ty(t)- Th =10+2/3 19.13+1.46-5=19.21 5 2、7d龄期 = T0+2/3T(t)+Ty(t)- Th =10+2/3 28.3+3.07-5=26.94 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 26.94，大于大体积混凝土施工 规范 （GB 50496-2009）P7 中关于大体积混凝土温度内外温差为 25的规定。若需降 低混凝
8、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 =4.2 103J/ Kg；水的密度 水 =1.0 103 Kg/m3；冷却管的直径： D=5cm 2、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=42.5 15 5-3.14 (0.05/2)2 4 40.5 10.5=3187.5-3.5=3184 m3
9、3.2 冷却管的降温计算 砼砼砼 水水水水 cVTtQT 式中： 冷却管中水的流量，水 冷却管通水时间t 水的密度水 进出水口处的温差20水T 水的比热水c 混凝土的体积砼V 混凝土的密度砼 6 混凝土的比热砼c 1、3d龄期 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： =20T XX特大桥承台混凝土： 7.2960243181240ct 3砼砼砼 水水水水 VTQT 2、7d 龄期 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： =20T XX特大桥40#承台混凝土： 17.89602431822410ct 3砼砼砼 水水水水 VTQT （5
10、） 、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 19.21-2.7/2=17.86 （安全系数为2.0）T 2、7d龄期 26.94-8.17/2=22.86 （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25，满足混凝土结构工程施工规范 （GB 50666-2011） P60中的规定。 4.2 建议
11、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，带走混凝土体内的热量，本 7 计算方案表明，此方法使大体积混凝土体内的温度降低3-4。 3、浇注混凝土时，采用分层浇注，控制混凝土在浇注过程中均匀上升，避免混 凝土拌和物局部堆积过大，混凝土的分层厚度控制在20-30cm。 4、浇注混凝土后，搭设遮阳布棚，避免阳光爆晒混凝土表面。混凝土表面用土 工布覆盖保湿保温，要十分注意洒水养生，使混凝土缓慢降温，缓慢干燥，减少混凝 土内外温差。 5、浇注混凝土后，每2小时测量混凝土表面的温度和冷却管的出水温度，及时调 整养护措施。
