大體積混凝土溫度計(jì)算

10-7-2-1 大體積混凝土溫度計(jì)算公式1最大絕熱溫升（二式取其一）（1）Th（mckF）Q/c（2）ThmcQ/c（1e-mt） （10-43）式中 Th混凝土最大絕熱溫升（）；mc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水泥品種水泥強(qiáng)度等級(jí)水化熱Q（kJ/kg）3d7d28d硅酸鹽水泥42.531435437532.5250271334礦渣水泥32.5180256334c混凝土比熱、取0.97kJ/（kgK）；混凝土密度、取2400（kg/m3）；e為常數(shù)，取2.718；t混凝土的齡期（d）；m系數(shù)、隨澆筑溫度改變。查表10-82。系數(shù)m 表10-82澆筑溫度（）51015202530m（l/d）0.2950.3180.3400.3620.3840.4062混凝土中心計(jì)算溫度T1（t）TjTh（t）式中 T1（t）t齡期混凝土中心計(jì)算溫度（）；Tj混凝土澆筑溫度（）；（t）t齡期降溫系數(shù)、查表10-83。降溫系數(shù) 表10-83澆筑層厚度（m）齡期t（d）369121518212427301.00.360.290.170.090.050.030.011.250.420.310.190.110.070.040.031.500.490.460.380.290.210.150.120.080.050.042.500.650.620.570.480.380.290.230.190.160.153.000.680.670.630.570.450.360.300.250.210.194.000.740.730.720.650.550.460.370.300.250.243混凝土表層（表面下50100mm處）溫度1）保溫材料厚度（或蓄水養(yǎng)護(hù)深度）0.5hx（T2Tq）Kb/（TmaxT2） （10-45）式中 保溫材料厚度（m）；x所選保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)W/（mK）查表10-84；幾種保溫材料導(dǎo)熱系數(shù) 表10-84材料名稱密度（kg/m3）導(dǎo)熱系數(shù)W/（mK）材料名稱密度（kg/m3）導(dǎo)熱系數(shù)W/（mK）建筑鋼材780058礦棉、巖棉1102000.0310.06鋼筋混凝土24002.33瀝青礦棉氈1001600.0330.052水0.58泡沫塑料20500.0350.047木模板5007000.23膨脹珍珠巖403000.0190.065木屑0.17油氈0.05草袋1500.14膨脹聚苯板15250.042瀝青蛭石板3504000.0810.105空氣0.03膨脹蛭石802000.0470.07泡沫混凝土0.10T2混凝土表面溫度（）；Tq施工期大氣平均溫度（）；混凝土導(dǎo)熱系數(shù)，取2.33W/（mK）；Tmax計(jì)算得混凝土最高溫度（）；計(jì)算時(shí)可取T2Tq1520TmaxT22025Kb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保溫層種類K1K21純粹由容易透風(fēng)的材料組成（如：草袋、稻草板、鋸末、砂子）2.63.02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2.02.33在易透風(fēng)保溫材料上鋪一層不易透風(fēng)材料1.61.94在易透風(fēng)保溫材料上下各鋪一層不易透風(fēng)材料1.31.55純粹由不易透風(fēng)材料組成（如：油布、帆布、棉麻氈、膠合板）1.31.5注：1K1值為一般刮風(fēng)情況（風(fēng)速4m/s，結(jié)構(gòu)位置25m）；2K2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hwxM（TmaxT2）Kbw/（700Tj+0.28mcQ） （10-46）式中 hw養(yǎng)護(hù)水深度（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)構(gòu)表面系數(shù)（1/m），MF/V；F與大氣接觸的表面積（m2）；V混凝土體積（m3）；TmaxT2一般取2025（）；Kb傳熱系數(shù)修正值；700折算系數(shù)kJ/（m3K）；w水的導(dǎo)熱系數(shù)，取0.58W/（mK）。3）混凝土表面模板及保溫層的傳熱系數(shù)1/i/i1/q （10-47）式中 混凝土表面模板及保溫層等的傳熱系數(shù)W/（m2K）；i各保溫材料厚度（m）；i各保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)W/（mK）；q空氣層的傳熱系數(shù)，取23W/（m2K）。4）混凝土虛厚度hk/ （10-48）式中 h混凝土虛厚度（m）；k折減系數(shù)，取2/3；混凝土導(dǎo)熱系數(shù)，取2.33W/（mK）。5）混凝土計(jì)算厚度Hh2h （10-49）式中 H混凝土計(jì)算厚度（m）；h混凝土實(shí)際厚度（m）。6）混凝土表層溫度T2（t）Tq4h（Hh）T1（t）Tq/H2 （10-50）式中 T2（t）混凝土表面溫度（）；Tq施工期大氣平均溫度（）；h混凝土虛厚度（m）；H混凝土計(jì)算厚度（m）；T1（t）混凝土中心溫度（）。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）單純地基阻力系數(shù)Cx1（N/mm3），查附表10-86單純地基阻力系數(shù)Cx1（N/mm3） 表10-86土質(zhì)名稱承載力（kN/m2）Cx1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5000100000.601.00C10以上配筋混凝土5000100001.001.50（2）樁的阻力系數(shù)Cx2Q/F （10-52）式中 Cx2樁的阻力系數(shù)（N/mm3）；Q樁產(chǎn)生單位位移所需水平力（N/mm）；當(dāng)樁與結(jié)構(gòu)鉸接時(shí) Q2EIKnD/（4EI）3/4當(dāng)樁與結(jié)構(gòu)固接時(shí) Q4EIKnD/（4EI）3/4E樁混凝土的彈性模量（N/mm2）；I樁的慣性矩（mm4）；Kn地基水平側(cè)移剛度，取110-2（N/mm3）；D樁的直徑或邊長(zhǎng)（mm）；F每根樁分擔(dān)的地基面積（mm2）。（3）大體積混凝土瞬時(shí)彈性模量E（t）E0（1e-0.09t） （10-53）式中 E（t）齡期混凝土彈性模量（N/mm2）；E028d混凝土彈性模量（N/mm2），查附表10-87；混凝土常用數(shù)據(jù) 表10-87強(qiáng)度等級(jí)彈性模量E（104N/mm2）強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（N/mm2）強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（N/mm2）軸心抗壓fck抗拉ftk軸心抗壓fc抗拉ftC7.51.4550.753.70.55C101.756.70.9050.65C152.20101.207.50.90C202.5513.51.50101.10C252.80171.7512.51.30C303.00202.00151.50C353.1523.52.2517.51.65C403.25272.4519.51.80C453.3529.52.6021.51.90C503.45322.7523.52.00C553.55342.85252.10C603.60362.9526.52.20e常數(shù)，取2.718；t齡期（d）。（4）地基約束系數(shù)（t）（Cx1Cx2）/hE（t） （10-54）式中 （t）t齡期地基約束系數(shù)（1/mm）；h混凝土實(shí)際厚度（mm）；Cx1單純地基阻力系數(shù)（N/mm3），查表10-86；Cx2樁的阻力系數(shù)（N/mm3）；E（t）t齡期混凝土彈性模量（N/mm2）。2混凝土干縮率和收縮當(dāng)量溫差（1）混凝土干縮率Y（t）0Y（l-e-0.01t）M1M2M10 （10-55）式中 Y（t）t齡期混凝土干縮率；0Y標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下混凝土極限收縮值，取3.2410-4；M1M2M10各修正系數(shù)，查表10-88。修正系數(shù)M1-M10 表10-88水泥品種M1水泥細(xì)度（cm2/g）M2骨料品種M3W/CM4水泥漿量（）M5普通水泥1.0015000.92花崗巖1.000.20.65150.90礦渣水泥1.2520000.93玄武巖1.000.30.85201.00快硬水泥1.1230001.00石灰?guī)r1.000.41.00251.20低熱水泥1.1040001.13礫巖1.000.51.21301.45石灰礦渣水泥1.0050001.35無(wú)粗骨料1.000.61.42351.75火山灰水泥1.0060001.68石英巖0.800.71.62402.10抗硫酸鹽水泥0.7870002.05白云巖0.950.81.80452.55礬土水泥0.5280002.42砂巖0.90-503.03初期養(yǎng)護(hù)時(shí)值（d）M6相對(duì)濕度W（）M7L/FM8操作方法M9配筋率EaFa/EbFbM10121.11251.2500.54機(jī)械振搗1.000.001.0031.09301.180.10.76人工振搗1.100.050.8641.07401.100.21.00蒸汽養(yǎng)護(hù)0.850.100.7651.04501.000.31.03高壓釜處理0.540.150.6871.00600.880.41.200.200.61100.96700.770.51.310.250.5514180.93800.700.61.4040900.93900.540.71.43900.930.81.44注：L底板混凝土截面周長(zhǎng)；F底板混凝土截面面積；Ea、Fa鋼筋的彈性模量、截面積；Eb、Fb混凝土彈性模量、截面積。（2）收縮當(dāng)量溫差TY（t）Y（t）/ （10-56）式中 TY（t）t齡期混凝土收縮當(dāng)量溫差（）；混凝土線膨脹系數(shù)，110-5（1/C）。3結(jié)構(gòu)計(jì)算溫差（一般3d劃分一區(qū)段）TiTm（i）Tm（i+3）TY（i+3）TY（i） （10-57）式中 Tii區(qū)段結(jié)構(gòu)計(jì)算溫差（）；Tm（i）i區(qū)段平均溫度起始值（）；Tm（i+3）i區(qū)段平均溫度終止值（）；TY（i+3）i區(qū)段收縮當(dāng)量溫差終止值（）；TY（t）i區(qū)段收縮當(dāng)量溫差始始值（）。4各區(qū)段拉應(yīng)力 （10-58）式中 ii區(qū)段混凝土內(nèi)拉應(yīng)力（N/mm2）；i區(qū)段平均彈性模量（N/mm2）；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）36912151821242730S（t）0.570.520.480.440.410.3860.3680.3520.3390.327i區(qū)段平均地基約束系數(shù)；L混凝土最大尺寸（mm）；ch雙曲余弦函數(shù)。5到指定期混凝土內(nèi)最大應(yīng)力 （10-59）式中 max到指定期混凝土內(nèi)最大應(yīng)力（N/mm2）；泊桑比，取0.15。6安全系數(shù)Kft/max （10-60）式中 K大體積混凝土抗裂安全系數(shù)，應(yīng)1.15；ft到指定期混凝土抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（N/mm2），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p7.5ft（0.1/d）10-4（lnt/ln28） （10-61）式中 p混凝土極限拉伸值；ft混凝土抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（N/mm2）；配筋率（），F(xiàn)a/Fc；d鋼筋直徑（mm）；ln以e為底的對(duì)數(shù)；t指定期齡期（d）；Fa鋼筋截面積（rn2）；Fc混凝土截面積（m2）。2平均整澆長(zhǎng)度（伸縮縫間距） （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/mm2）；Cx地基阻力系數(shù)（N/mm3），CxCx1Cx2；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（）。10-7-3 大體積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1。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%的大石塊，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8鋼筋，雙向配筋，間距15cm。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)