大体积混凝土水化热及温度计算

大体积混凝土水化热及温度计算

水泥：334kg/m3；

水：190kg/m3；大气温度在30℃，水温在27℃ 粗骨料：1010 kg/m3； 细骨料：731kg/m3； 粉煤灰：78kg/m3； 缓凝型减水剂：1%。 1混凝土温度计算

a 搅拌温度计算和浇筑温度

混凝土拌和温度计算表: (注：本表中数值为经验数据) 材料名称 重量W(kg) 水 泥 水 砂 子 碎 石 粉煤灰 砂石含水量 膨胀剂 合计 334 190 731 1010 60 53 6.6 比热c(kJ/kg·℃) 0.973 4.2 0.84 0.84 0.84 4.2 0.9 热当量W*c(kJ/℃) 340.6 798 787.9 644.3 75.6 739.2 40.5 3426.1 温度Ti(℃) 30 15 30 30 30 27 50 热量Ti*W*c(kJ) 10218 11970 23637 19329 2268 19958.4 2025 89405.4 混凝土拌和温度计算:

Tc=∑Ti*W*c/∑W*c=89405.4/3426.1=26.1℃。

考虑到混凝土运输过程中受日晒等因素，入模温度比搅拌温度约高4℃。混凝土入模温度约Tj =30.1℃。

b 混凝土中心最高温度 Tmax=Tj+Th*ξ

Tj=33.04℃(入模温度)，ξ散热系数取0.70

混凝土最高绝热温升Th=W*Q/c/r=350*377/0.973/2321=50.43℃

其中350 Kg为水泥用量；377KJ/Kg为单位水泥水化热；0.973KJ/Kg.℃为水泥比热；2321Kg/m3为混凝土密度。

则Tmax=Tj+Th*ξ=33.04+50.43*0.70=70.94℃。 c 混凝土内外温差

混凝土表面温度(未考虑覆盖)： Tb=Tq+4h’(H-h’)△T/H2。 H=h+2h’=3+2*0.07=3.14m，

h’=k*λ/β＝0.666*2.33/22＝0.07m 式中Tbmax--混凝土表面最高温度(℃)； Tq--大气的平均温度(℃)； H－一混凝土的计算厚度； h’--混凝土的虚厚度； h--混凝土的实际厚度；

ΔT－－混凝土中心温度与外界气温之差的最大值； λ--混凝土的导热系数，此处可取2.33W／m·K； K--计算折减系数，根据试验资料可取0.666； β--混凝土模板及保温层的传热系数(W/m*m·K)，取22 Tq为大气环境温度，取30℃，△T= Tmax-Tq=40.94℃ 故Tb=33.73℃。

混凝土内表温度差：△Tc=Tmax-Tb=70.94-33.73=37.21℃＞20℃ 2.温度应力计算 计算温度应力的假定：

①混凝土等级为C30，水泥用量较大311 kg/m3； ②混凝土配筋率较高，对控制裂缝有利； ③底模对混凝土的约束可不考虑；

④几何尺寸不算太大，水化热温升快，散热也快。

因此，降温与收缩的共同作用是引起混凝土开裂的主要因素。 先验算由温差和混凝土收缩所产生的温度应力σRc。

采用公式；

max

是否超过当时厚板的极限抗拉强度

σ

max

=EaT[1-1/(coshβL/2)])s

式中：

E—混凝土各龄期时对应的弹性模量Et=Ec(1-e-0.9t)=2.79×104 式中:e=2.718自然对数的底； t-混凝土龄期(天数)；

Ec—混凝土28天时C30的弹性模量Et=3×104 MPa； a—混凝土的线膨胀系数1.0×10-5

L—结构长度，本工程厚板长度L=23.75m(取长度)。

T—结构计算温度：前面已述该厚板最大绝热温升Tmax=50.29 ℃ 实际温升最高在混凝土浇筑后第三天T3=Tmax-Tq=50.29 ℃-20=30.29 ℃ coshβ—是双曲余弦函数

H—结构厚度，本工程厚板厚度 H=4

CxHE

Cx—混凝土板与支承面间滑动阻力系数，对竹胶模板，比较砂质土的阻力系数考虑，取Cx=30 N/mm2.

S—混凝土应力松弛系数，查表得S=0.186 σ

max

=EaT[1-1/(coshβL/2)])S

=2.79×104×1×10-5×30.29×(1-1/1.00013×11.875)×0.186=1.439MPa

参照“大体积混凝土施工”，根据以上公式、代入本工程相应数据，算得σ

max

=1.439MPa≤1.75 MPa(该混凝土30天龄期时的抗拉强度,由混凝土结构设计规范查得),

由此可知,不会因降温时混凝土收缩而引起收缩裂缝。