溫控計算Midas計算詳細步奏

1、大體積混凝土溫控技術midas 模型中參數(shù)的選取1、抗拉強度混凝土抗拉強度一般為抗壓強度的1/101/20，也有經驗公式指出混凝土抗拉強度與抗壓強度的平方根成正比。各齡期混凝土劈裂抗拉強度值可結合規(guī)范經驗公式和以往的施工經驗和試驗數(shù)據(jù)結果擬合給出?；炷敛煌g期的抗壓強度ft符合（1）式規(guī)律，通過特定齡期試驗結果反向擬合各項參數(shù)值，推算任意齡期強度；不同齡期的抗拉強度ftk可按（2）式擬合，a值一般取4.5，b值取0.95，d值取1.11，值一般推薦0.44，可結合特定齡期試驗結果予以校正： （1） （2）式中，fcuk 為混凝土設計強度標準值；a、b、d 為強度發(fā)展系數(shù)，對于普通硅酸鹽水泥一

2、般分別取值 4.5、0.95 和 1.11?；蛘呖筛鶕?jù)經驗給出，如下表：強度等級抗壓強度抗拉強度估算3d7d28d3d7d28dC2519.226.834.71.93 2.28 2.59 C3021.129.538.22.02 2.39 2.72 C3523.734.442.92.14 2.58 2.88 C4027.538.449.72.31 2.73 3.10 C5032.645.6592.51 2.97 3.38 C5534.948.863.22.60 3.07 3.50 2、彈性模量參照規(guī)范水運工程大體積混凝土溫度裂縫控制技術規(guī)程中的附錄C.2及條文說明，混凝土各齡期彈性模量可按以下公

3、式計算。 式中：E(t)齡期t時，混凝土彈性模量（GPa）； E0混凝土最終彈性模量（GPa），通過試驗確定；t混凝土齡期（d）；a系數(shù)，通過試驗確定；若無試驗數(shù)據(jù)時，可取0.40；b系數(shù)，通過試驗確定；若無試驗數(shù)據(jù)時，可取0.60。根據(jù)工程經驗可按以下方式取值：強度等級C25C30C35C40C50C5528d彈模/Gpa283031.5333637.53、徐變混凝土是由膠凝材料、水化產物、骨料、水、外加劑等組成的多相復合材料，被認為是一種彈塑性徐變體。參考大體積混凝土溫度應力與溫度控制第六章，混凝土的泊松比系數(shù)取1/6；混凝土的徐變取值按經驗公式取值，如式（4）所示計算。 （4）式中：C1

4、和C2分別按0.23/E0和0.52/E0計算。4、泊松比參考大體積混凝土溫度應力與溫度控制8中的第6.1部分，在缺乏試驗數(shù)據(jù)時，大體積混凝土的泊松比系數(shù)取1/6。5、導熱系數(shù)、比熱導熱系數(shù)和比熱的計算一般按混凝土的配合比加權計算，各原材料的導熱系數(shù)和比熱如下：導熱系數(shù)214.4464.4464.44611.12910.5052.16324.5934.5934.59311.09910.4672.16434.7354.7354.73511.05310.4422.16544.8654.8654.86511.03610.3792.16比熱210.4560.4560.4560.6990.7164.18

5、7320.5360.5360.5360.7450.7084.187430.6620.6620.6620.7950.7334.187540.8250.8250.8250.8670.7754.187從上圖可以看出，原材料的導熱系數(shù)和比熱是溫度的函數(shù)，所以需要知道原材料的溫度。原材料的溫度需要根據(jù)澆筑溫度來反推，由澆筑溫度反推出機口溫度，再由出機口溫度反推原材料溫度，從而根據(jù)混凝土配合比加權計算可得。混凝土的導熱系數(shù)影響混凝土溫度場的分布，比熱由于變化幅度不大，對最高溫度值有一定的影響。兩者是重要的熱學參數(shù)，但由于是材料的固有特性，難于改變，所以不作為溫控措施的重點。一般情況下，導熱系數(shù)大約在10

6、kJ/(mh)，比熱一般在1 kJ/(kg)。混凝土的導熱系數(shù)影響混凝土溫度場的分布，比熱由于變化幅度不大，對最高溫度值有一定的影響。兩者是重要的熱學參數(shù)，但由于是材料的固有特性，難于改變，所以不作為溫控措施的重點。6、熱膨脹系數(shù)熱膨脹系數(shù)的取值會直接影響溫度應力結果，參考文獻數(shù)據(jù)及工程實測結果，混凝土熱膨脹系數(shù)一般在0.81.0×10-5/之間，本課題取保守值1.0×10-5/。7、絕熱溫升根據(jù)水運工程大體積混凝土溫度裂縫控制技術規(guī)程附錄A、附錄B計算混凝土絕熱溫升，混凝土的絕熱溫升依據(jù)膠凝材料水化熱和用公式進行計算。式中：T混凝土最終絕熱溫升()； B膠凝材料用量(kg

7、/m3)； Q膠凝材料水化放熱總量(kJ/kg)； 混凝土質量密度(kg/m3)； c混凝土比熱容(kJ/(kg·)；膠凝材料水化熱總量Q則要依據(jù)水泥水化熱總量以及摻合料比例用公式進行估算。 式中：Q膠凝材料水化熱總量(kJ/kg)； Kn摻合料摻量對應的水化熱調整系數(shù)，參照表取值； Q0水泥水化熱總量(kJ/kg)；礦物摻合料水化熱調整系數(shù)摻量0%10%20%30%40%50%60%70%粉煤灰10.940.890.850.810.77/?；郀t礦渣粉10.970.950.910.860.810.740.66水泥水化熱總量可依據(jù)試驗結果，用公式（7）推算： （7）式中Qt 齡期t時

8、的累積水泥水化熱(kJ/kg)；Q0水泥水化熱總量(kJ/kg)；例子：海螺P·O 42.5水泥水化熱數(shù)據(jù)齡期（d）1234567水化熱（kJ/kg）215.21254.45264.96274.95279.60284.02285.65絕熱溫升曲線：混凝土齡期t時絕熱溫升可以依據(jù)公式計算。式中：T混凝土最終絕熱溫升()； Tt齡期t時的混凝土絕熱溫升()； m系數(shù)(d-1)，與水泥品種、比表面積、澆筑溫度等因素有關C35混凝土取0.8d-1； t混凝土齡期（d）。8、約束計算溫度和應力時均考慮下部基礎的約束，考慮大體積混凝土以下2m為基巖約束，假設基巖以下基礎為恒溫。依據(jù)規(guī)范，基巖的彈

9、性模量取為26GPa（參考C20混凝土試驗數(shù)據(jù)）。除底部約束外，還應考慮對稱約束。9、表面散熱一般在混凝土表面覆蓋保溫材料，控制散熱系數(shù)以減少內外溫差，降低混凝土表面溫度梯度?？諝庵谢炷帘砻娣艧嵯禂?shù)風速（m/s） kJ/（m2h）風速（m/s） kJ/（m2h）光滑表面粗糙表面光滑表面粗糙表面0.018.4621.065.090.1496.710.528.6831.366.0103.25110.991.035.7538.647.0116.06124.892.049.4053.008.0128.57138.463.063.0967.579.0140.76151.734.076.7082.231

10、0.0152.69165.13混凝土表面通過保溫層向周圍介質放熱的等效放熱系數(shù)s可由下式計算； 式中：h i 保溫層厚度； i 保溫層的導熱系數(shù)。上式中的厚度是根據(jù)溫差20度計算出來的，不是直接帶入的。例子：采用5mm厚度鋼板，導熱系數(shù)為163.29 kJ/(mh)，則等效放熱系數(shù)為1/(1/67.57+0.005/163.29)=67.43 kJ/(m2h)，鋼模板基本沒有保溫效果。考慮采用表面蓄水1030cm保溫養(yǎng)護，側面采用泡沫板保溫，初步考慮按照內表溫差不大于20設計保溫層厚度。依據(jù)文獻中附錄E計算保溫層厚度，如公式（15）所示。 （15）式中：保溫層厚度（m）；h混凝土澆筑層厚度（m

11、）；保溫材料導熱系數(shù)（kJ/(m·h·)）；c混凝土導熱系數(shù)（kJ/(m·h·)）；Tmax混凝土內部最高溫度（）； Tnb,co混凝土內表溫差控制值（）；Ta,min混凝土內部達到最高溫度時的最低氣溫（）； 傳熱修正系數(shù)，依據(jù)規(guī)范推薦取值。參數(shù)Tmax-Tnb,co-Ta,min（混凝土表面和環(huán)境溫度之差）依據(jù)規(guī)范值取值1015，本課題取保守值15，參考規(guī)范水的導熱系數(shù)取2.16 kJ/（m·h·)，泡沫板的導熱系數(shù)取值0.110.18 kJ/（m·h·)，本課題取0.15，取值依據(jù)本工程條件取為1.3（風速低于

12、4m/s，不透風保溫材料）?；炷翆嵯禂?shù)取保守值10.0kJ/(mh)。不同保溫材料保溫層厚度計算結果列表中，據(jù)此計算出表面等效放熱系數(shù)，代入模型校核。保溫層厚度設計內表溫差預控指標混凝土標號保溫層厚度對應等效放熱系數(shù)kJ/(m2h)蓄水泡沫板20C3516cm1.5cm11.010、澆筑溫度、環(huán)境溫度混凝土澆筑溫度可按下式計算： 式中：Tp混凝土澆筑溫度()；T0混凝土出機口溫度()；Ta環(huán)境溫度()；Tf 泵送混凝土時的摩擦升溫()，按每百米泵送距離溫度升高0.70.8計算；1混凝土裝、卸和轉運時的溫度變化系數(shù)，每次1=0.032； 2 混凝土運輸時的溫度變化系數(shù)，2A，為運輸時間（分鐘

13、）， A參照表2.10取值；3混凝土澆筑時的溫度變化系數(shù)，30.003，為澆筑振搗時間 （分鐘）；混凝土運輸時冷量(或熱量)損失計算參數(shù)A值運輸工具容積（m3）A（min-1）混凝土攪拌車6120.00300.0040吊斗1.660.00050.0013注：對于混凝土攪拌車和吊斗，容量小時取上限值，反之取下限值。其中，混凝土出機口溫度可按下式計算。T0=式中：T0混凝土出機口溫度（）；Qs砂的含水量，以重量百分比計（%）；Qg石的含水量，以重量百分比計（%）；Ws每方混凝土中砂的重量（kg）；Wg每方混凝土中石的重量（kg）；Wc每方混凝土中膠凝材料的重量（kg）；Ww每方混凝土中水的重量（kg）；Ts砂的溫度（）；Tg石的溫度（）；Tc水泥和礦物摻合料溫度的重量加權平均（）；Tw水的溫度（）。澆筑溫度一般取當月的最高