大體積混凝土水化熱計算單_secret

1、滬蓉西高速公路xx標段xx大橋、xx河大橋及互通區(qū)主線橋三座大橋大體積混凝土水化熱計算單2005年7月17日一、工程概況滬蓉西高速公路xx標段中存在xx大橋、xx河大橋及互通區(qū)主線橋三座大橋，其主橋承臺尺寸長、寬、高分別為11.2米、11.2米、4米（xx大橋），11.5米、11.5米、4米（xx河大橋），6.5米、6.5米、2.5米（互通區(qū)主線橋），除互通區(qū)主線橋主墩為十字型實心墩外，xx大橋和xx河大橋主墩均設(shè)計為杯型空心薄壁墩，墩身底部為實心墩，高約2米，混凝土標號為c40，承臺混凝土標號為c30，施工時平均氣溫為20。二、大體積混凝土的溫控計算1、相關(guān)資料（1）配合比及材料橋墩混凝土：

2、c：w：s：g=1：0.41：1.852：2.778：0.008材料：每立方混凝土含華新p.052.5水泥405kg、洞庭湖黃砂750 kg、滬蓉西石料廠5-31.5mm連續(xù)級配碎石1125 kg、武漢三源fdn-2緩凝效減水劑3.24 kg、拌合水166 kg。承臺混凝土：c：w：s：g=1：0.44：2.08 ：2.75 ：0.007材料：每立方混凝土含華新p.042.5水泥386kg滬蓉西石料廠801 kg、滬蓉西石料廠4.75-31.5mm連續(xù)級配碎石1063 kg、武漢三源fdn-2緩凝效減水劑2.7kg、拌合水170 kg。（2）氣象資料橋址區(qū)位于亞熱帶大陸季風性氣候地區(qū)，具有四季

3、分明，無霜區(qū)長，日照充足，水源充足，濕光同季，雨熱同季的氣候特征。年平均氣溫16.7，極端最高氣溫為40.8，極端最低氣溫為-13.8。（3）混凝土拌和方式采用自動配料機送料，拌和站集中拌和，混凝土泵輸送混凝土至模內(nèi)。2、橋墩混凝土的溫控計算2.1 混凝土最高水化熱溫度及3d、7d的水化熱絕熱溫度橋墩混凝土：c=405kg/m3；水化熱q=250j/ kg，c=0.96j/ kg，=2450 kg/m3橋墩混凝土最高水化熱絕熱升溫：tmax=cq/ c=(405250)/（0.962450）=43.053d的絕熱溫升t（3）=43.05（1-e-0.3*3）=25.55 t（3）=25.55-

4、0=25.557d的絕熱溫升t（7）=43.05（1-e-0.3*7）=37.79 t（7）=37.79-25.55=12.2415d的絕熱溫升t（15）=43.05（1-e-0.3*15）=42.58 t（15）=42.58-37.79=4.792.2橋墩混凝土各齡期收縮變形值計算····式中：為標準狀態(tài)下的最終收縮變形值；為水泥品種修正系數(shù)；為水泥細度修正系數(shù)；為骨料修正系數(shù)；為水灰比修正系數(shù)；為水泥漿量修正系數(shù)；為齡期修正系數(shù)；為環(huán)境溫度修正系數(shù)；為水力半徑的倒數(shù)(cm-1),為構(gòu)件截面周長(l)與截面面積(a)之比:r=l/a；為操作方法有關(guān)的修

5、正系數(shù)；為與配筋率ea、aa、eb、ab有關(guān)的修正系數(shù),其中ea、eb分別為鋼筋和混凝土的彈性模量(mpa),aa、ab分別為鋼筋和混凝土的截面積(mm2)。查表得：=1.10，=1. 0，=1. 0，=1.21，=1.20， =1.09（3d），=1.0（7d），=0.93（15d），=0.7，=1.4，=1.0，=0.895，則有：=1.101.01. 01.211.200.71.41.00.895=1.40110 3d的收縮變形值=3.2410-4=0.14610-420 7d的收縮變形值=3.2410-4=0.30710-430 15d的收縮變形值=3.2410-4=0.58810-4

6、2.3橋墩混凝土各齡期收縮變形換算成當量溫差10 3d齡期20 7d齡期30 15d齡期2.4橋墩混凝土各齡期內(nèi)外溫差計算假設(shè)入模溫度：t0=30，t10 3d齡期= t0+2/3t(t)+ty(t)-t=30+2/325.55-1.46-25=20.5720 7d齡期= t0+2/3t(t)+ty(t)-t=30+2/337.79-3.07-25=27.1230 15d齡期= t0+2/3t(t)+ty(t)-t=30+2/342.58-5.88-25=27.513、承臺混凝土的溫控計算3.1 混凝土最高水化熱溫度及3d、7d的水化熱絕熱溫度承臺混凝土：c=386kg/m3；水化熱q=250

7、j/ kg，c=0.96j/ kg，=2423 kg/m3承臺混凝土最高水化熱絕熱升溫：tmax=cq/ c=(386250)/（0.962423）=41.493d的絕熱溫升t（3）=41.49（1-e-0.3*3）=24.62 t（3）=24.62-0=24.627d的絕熱溫升t（7）=41.49（1-e-0.3*7）=36.42 t（7）=36.42-24.62=11.815d的絕熱溫升t（15）=41.49（1-e-0.3*15）=41.04 t（15）=41.04-36.42=4.623.2承臺混凝土各齡期收縮變形值計算····式中：為標準狀態(tài)下

8、的最終收縮變形值；為水泥品種修正系數(shù)；為水泥細度修正系數(shù)；為骨料修正系數(shù)；為水灰比修正系數(shù)；為水泥漿量修正系數(shù)；為齡期修正系數(shù)；為環(huán)境溫度修正系數(shù)；為水力半徑的倒數(shù)(cm-1),為構(gòu)件截面周長(l)與截面面積(a)之比:r=l/a；為操作方法有關(guān)的修正系數(shù)；為與配筋率ea、aa、eb、ab有關(guān)的修正系數(shù),其中ea、eb分別為鋼筋和混凝土的彈性模量(mpa),aa、ab分別為鋼筋和混凝土的截面積(mm2)。查表得：=1.10，=1. 0，=1. 0，=1.21，=1.20， =1.09（3d），=1.0（7d），=0.93（15d），=0.7，=1.4，=1.0，=0.895，則有：=1.101

9、.01. 01.211.200.71.41.00.895=1.40110 3d的收縮變形值=3.2410-4=0.14610-420 7d的收縮變形值=3.2410-4=0.30710-430 15d的收縮變形值=3.2410-4=0.58810-43.3承臺混凝土各齡期收縮變形換算成當量溫差10 3d齡期20 7d齡期30 15d齡期3.4承臺混凝土各齡期內(nèi)外溫差計算假設(shè)入模溫度：t0=30，t10 3d齡期= t0+2/3t(t)+ty(t)-t=30+2/324.62-1.46-25=19.9520 7d齡期= t0+2/3t(t)+ty(t)-t=30+2/336.42-3.07-25

10、=26.2130 15d齡期= t0+2/3t(t)+ty(t)-t=30+2/341.04-5.88-25=26.48由以上計算可知，橋墩混凝土內(nèi)外溫差最大為27.51，承臺混凝土內(nèi)外溫差最大為26.48，略大于我國混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范（gb50204-92）中關(guān)于大體積混凝土溫度內(nèi)外溫差為25的規(guī)定。若需降低混凝土的內(nèi)外溫差，在混凝土中埋設(shè)冷卻管是一種行之有效的方法。4、冷卻管的布置及混凝土的降溫計算4.1橋墩混凝土（1）水的特性參數(shù)：水的比熱：c水=4.2103j/ kg；水的密度 水=1.0103 kg/m3；冷卻管的直徑：d=3cm（2）墩身根部節(jié)段混凝土冷卻管的布置形式xx

11、大橋墩身實心段混凝土埋設(shè)2層冷卻管，xx河大橋墩身實心段混凝土埋設(shè)3層冷卻管，互通區(qū)主線橋十字形主墩首節(jié)段埋設(shè)4層冷卻管，上下左右冷卻管相臨間距為1.2米。(3)各橋主橋首節(jié)段墩身混凝土體積（除去冷卻管后）xx大橋墩身混凝土：體積v=25.52-3.14(0.03/2)22(25+1.21+0.8)=22-0.02=21.98 m3xx河大橋墩身混凝土：體積v=26.53-3.14(0.03/2)23(26+1.21+0.8)=39-0.03=38.97 m3互通區(qū)主線橋墩身混凝土：體積v=5（22.6+20.81.6）-3.14(0.03/2)24(23+1.21+1.4)=38.8-0.0

12、2=38.78m3（4）各橋墩身混凝土由于冷卻管作用的降溫計算式中： 冷卻管中水的流速冷卻管通水時間水的密度進出水口處的溫差水的比熱混凝土的體積混凝土的密度混凝土的比熱10 3d齡期冷卻管通水時間：持續(xù)通水（按t=1d計算），出水管和進水管的溫差：=3xx大橋墩身混凝土：xx河大橋墩身混凝土：互通區(qū)主線橋墩身混凝土：20 7d齡期冷卻管通水時間：持續(xù)通水（按t=1.5d計算），出水管和進水管的溫差：=3xx大橋墩身混凝土：xx河大橋墩身混凝土：互通區(qū)主線橋墩身混凝土：（5）、預埋冷卻管后各齡期墩身混凝土內(nèi)外溫差值：xx大橋墩身混凝土：10 3d齡期20.57-5.85/2=17.65 （安全系

13、數(shù)為2.0）20 7d齡期27.12-8.78/2=22.73 （安全系數(shù)為2.0）xx河大橋墩身混凝土：10 3d齡期20.57-3.3/2=18.92 （安全系數(shù)為2.0）20 7d齡期27.12-4.95/2=24.65 （安全系數(shù)為2.0）互通區(qū)主線橋墩身混凝土：10 3d齡期20.57-3.32/2=18.91 （安全系數(shù)為2.0）20 7d齡期27.12-4.98/2=24.63 （安全系數(shù)為2.0）4.2 承臺混凝土1）水的特性參數(shù)：水的比熱：c水=4.2103j/ kg；水的密度 水=1.0103 kg/m3；冷卻管的直徑：d=3cm（2）承臺混凝土冷卻管的布置形式承臺混凝土埋

14、設(shè)3層冷卻管，上下左右冷卻管相臨間距為1.2米(3)各橋主橋承臺混凝土體積（除去冷卻管后）xx大橋承臺混凝土：體積v=11.211.24-3.14(0.03/2)23(910+1.28+1.6)=501.76-0.21=501.55 m3xx河大橋承臺混凝土：體積v=11.511.54-3.14(0.03/2)23(910+1.28+1.9)=529-0.21=528.79 m3互通區(qū)主線橋承臺混凝土：體積v=6.56.52.5-3.14(0.03/2)2(55+1.24+1.7)=105.625-0.2=105.605m3（4）各橋承臺混凝土由于冷卻管作用的降溫計算式中： 冷卻管中水的流速冷

15、卻管通水時間水的密度進出水口處的溫差水的比熱混凝土的體積混凝土的密度混凝土的比熱10 3d齡期冷卻管通水時間：持續(xù)通水（按t=1d計算），出水管和進水管的溫差：=3xx大橋承臺混凝土：xx河大橋承臺混凝土：互通區(qū)主線橋承臺混凝土：20 7d齡期冷卻管通水時間：持續(xù)通水（按t=1.5d計算），出水管和進水管的溫差：=3xx大橋承臺混凝土：xx河大橋承臺混凝土：互通區(qū)主線橋承臺混凝土：（5）、預埋冷卻管后各齡期承臺混凝土內(nèi)外溫差值：xx大橋承臺混凝土：10 3d齡期19.95-5.19/2=17.36 （安全系數(shù)為2.0）20 7d齡期26.21-7.786/2=22.32 （安全系數(shù)為2.0）x

16、x河大橋承臺混凝土：10 3d齡期19.95-4.92/2=17.49 （安全系數(shù)為2.0）20 7d齡期26.21-7.38/2=22.52 （安全系數(shù)為2.0）互通區(qū)主線橋承臺混凝土：10 3d齡期19.95-4.925/2=17.48 （安全系數(shù)為2.0）20 7d齡期26.21-7.386/2=22.53 （安全系數(shù)為2.0）三、結(jié)論及建議3.1結(jié)論承臺和墩身大體積混凝土在澆注過程中，由于混凝土在結(jié)硬過程中內(nèi)部產(chǎn)生大量的熱量使其內(nèi)部溫度升高，當內(nèi)外溫度相差過大時就容易出現(xiàn)溫度裂縫，若需降低混凝土的內(nèi)外溫差，在混凝土中埋設(shè)冷卻管是一種行之有效的方法。計算表明：混凝土中埋設(shè)冷卻管后內(nèi)外溫差均小于25，滿足混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范（gb50204-92）中的規(guī)定。3.2建議1、澆注混凝土避免陽光直曬，一般選擇在傍晚開始直至第二天十點以前。對粗骨料進行噴水和護蓋，施工現(xiàn)場設(shè)置遮陽設(shè)施，搭設(shè)彩條布棚。 2、承臺混凝土埋設(shè)3層冷卻管，墩身混凝土分別埋設(shè)2、3、4層冷卻管，上下左右冷卻管相臨間距嚴格控制在1.2米以內(nèi)，嚴格觀察入水口和出水口的水溫差，根據(jù)水溫差，及時調(diào)整泵水速度。水溫差大