大體積混凝土施工溫度控制分析及其內(nèi)部溫度計(jì)算

1、大體積混凝土溫度控制理論分析大體積混凝土溫度控制是確保大體積混凝土不產(chǎn)生微裂縫的主要因素，它必須由混凝土配合比設(shè)計(jì)、溫度控制計(jì)算、混凝土測(cè)溫以及混凝土的覆蓋保溫、養(yǎng)護(hù)等技術(shù)手段和措施才能實(shí)現(xiàn)。 在絕熱條件下， 混凝土的最高溫度是澆筑溫度與水泥水化熱溫度的總和。 但在實(shí)際施工中， 混凝土與外界環(huán)境之間存在熱量交換，故混凝土內(nèi)部最高溫度由澆筑溫度、 水泥水化熱溫度和混凝土在澆筑過程中散熱溫度三部分組成，如下圖所示。在施工中，我們主要控制的是混凝土內(nèi)部溫度和表面溫度的差值、 混凝土表面與環(huán)境溫度的差值， 使二種溫度差值滿足規(guī)范的要求， 即通過合理措施有效地控制或降低混凝土的損益溫度、 絕熱溫升、 澆

2、筑溫度，確?；炷羶?nèi)外溫度差 25。經(jīng)過對(duì)混凝土溫度組成因素進(jìn)行理論上分析， 影響混凝土溫度控制的主要因素如下：1、混凝土絕對(duì)溫升是指水泥水化熱，選擇適當(dāng)品種水泥，以控制水泥水化熱能，可有效控制混凝土絕對(duì)溫升。2、合理有效的保溫措施可以降低混凝土的內(nèi)外溫度差值，達(dá)到設(shè)計(jì)溫差要求，是大體積混凝土溫度控制的關(guān)鍵因素之一。3、環(huán)境溫度過低，增加混凝土拌和溫度，從而能有效地控制混凝土入模溫度，是大體積混凝土溫控關(guān)鍵因素之一。大體積混凝土內(nèi)部溫度的計(jì)算為了準(zhǔn)確掌握混凝土內(nèi)部溫度的變化情況，給混凝土養(yǎng)護(hù)提供可靠的依據(jù)，首先要對(duì)混凝土內(nèi)部溫度進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算出混凝土中心溫度理論值。在絕熱條件下，混凝土內(nèi)部溫度

3、可以看作是混凝土的澆筑溫度與水泥水化溫升的總和。但混凝土澆筑后， 水泥水化熱不斷散發(fā)， 并非絕熱狀態(tài)， 因此混凝土內(nèi)部溫度只能用假定法來計(jì)算。假若混凝土的板厚遠(yuǎn)比平面尺寸小，它的熱能只能從表面?zhèn)鲗?dǎo)，從四周視為絕熱狀態(tài)，底板內(nèi)有內(nèi)熱源，邊界溫度為零，下面以8NL 廠房為例，計(jì)算混凝土內(nèi)部溫度。該溫度計(jì)算書以 8NL 廠房底板為驗(yàn)算對(duì)象，其厚度為 3.0m, 尺寸為 46m 37.25m（以 38m計(jì)算）。相對(duì)其它底板而言具有代表性。混凝土強(qiáng)度等級(jí)為 RS28 （配合比編號(hào) FQHD0008），水泥采用 p.o42.5 核電專用水泥，水泥用量 mc=308kg/m3，外加劑用量為 5kg/ m3，

4、粉煤 灰用量為 76kg/ m3，混凝土比熱 C=0.97KJ/kgk ，混凝土容重為 =2400kg/m3，混凝土澆筑入模溫度小于等于30，且計(jì)算時(shí)按最不利取值。取 TO=30。底板施工處于夏季施工期間， 其平均氣溫大約為28。1 計(jì)算混凝土的絕熱溫升值水泥的水化熱：44336Q03 Q37 293 3 2507 Q7膠凝材料水化熱總量：QkQ0式中Q 膠凝材料水化熱總量（kJ/kg ）；K不同摻量摻合料水化熱調(diào)整系數(shù)。本次計(jì)算取0.95不同摻量摻合料水化熱調(diào)整系數(shù)摻量010203040粉煤灰（ k ）10.960.950.930.821礦渣粉（ k2）110.930.920.84T（ t）

5、 WQ（ 1 e-mt） /c式中： T（ t ） 澆筑完一段時(shí)間后，混凝土的絕熱溫升（）；W混凝土中水泥（包括外加劑、摻合料）用量（kg/ m3 ）；e為常數(shù)，取 2.718 ；t 混凝土的齡期（ d）； 混凝土密度、取24002500（ kg/m3 ）；c混凝土比熱、取0.92 1.0 kJ/ （ kg）；m與水泥品種、澆筑溫度等有關(guān)的系數(shù)，可?。?.3 0.5 ）d-1 ；以上參數(shù)取自 GB50496-2009T（t） WQ（ 1e-mt）/c (308+5+76) 3360.95（1 e-mt） /0.96 2400 53.8（1e-mt ） T1=53.8 0.333=17.9 T3

6、=53.8 0.704=37.8 T6=53.8 0.913=49.1 T9=53.8 0.974=52.4 T12=53.8 0.992=53.3 T15=53.8 0.998=53.6 T18=53.8 0.999=53.7 T21=53.8 0.999=53.7 T24=53.8 0.999=53.7 T27=53.8 0.999=53.7 2 計(jì)算各齡期混凝土的內(nèi)部溫度（中心溫度）T1（ t ） To Tmax（ t ）式中T1（t ） t齡期混凝土中心最高溫度（） ；To混凝土澆筑的入模溫度（） ；Tmax最大絕熱溫升；（ t ） t 齡期溫降系數(shù)， （ 3） =0.74 ，（ 6）

7、 =0.73，（9 ）=0.72 ， （12） =0.65 ，（ 15） =0.55 ， （18） =0.46 ， （21） =0.37 ， （24） =0.30 ，（ 27）=0.25 ；以上參數(shù)取自建筑施工手冊(cè)（第四版）T1（ 3） ToT（ t ） （ t ） =3053.8 0.74=69.8 T1（6 ）=69.2 T1（9 ）=68.7 T1（12） =64.9 T1（15） =59.6 T1（18） =54.7 T1（21） =49.9 T1（24） =46.1 T1（27） =43.5 3 計(jì)算各齡期混凝土的表層溫度混凝土表面鋪 2 層濕麻袋片（厚 10mm），2 層塑料薄膜，

8、厚 0.122=0.24mm，其上在鋪 4 層麻袋片，厚 20mm（每層厚 5mm），考慮澆水養(yǎng)護(hù)，水層厚 1mm。 3.3.1 混凝土表面保溫層的傳熱系數(shù)1/ i/ i1/ q式中2 混凝土表面模板及保溫層等的傳熱系數(shù)W/ （mK） ； i 各保溫材料厚度（m）； i 各保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)W/ （ m K） ；2 q空氣層的傳熱系數(shù)，取23W/（ mK） 。 1/ i/ i1/ q 1 / （ 0.0024/0.04 0.03/0.14 0.001/0.58 1/23） 3.13W/ （m2K3.3.2 混凝土的虛厚度：h k/ 式中h/ 混凝土虛厚度（ m）；k折減系數(shù)，取2/3 ；2 混凝

9、土導(dǎo)熱系數(shù)，取2.33 W/ （m K）；2 混凝土表面模板及保溫層等的傳熱系數(shù)W/ （mK） ；h k/ （ 2/3 ） 2.33 3.13 0.5m3.3.3 混凝土的計(jì)算厚度：H h 2h式中H 混凝土計(jì)算厚度（ m）；h混凝土實(shí)際厚度（ m）；h/ 混凝土虛厚度（ m）；H h 2h=3.0+2 0.5=4m3.3.4 混凝土的表層溫度：T2（ t） Tq4h（Hh） T1（ t） Tq/H2式中 T 2（t ）混凝土表面溫度（） ；Ta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 ）混凝土中心最高溫度（） 。T2（ 3） Tq 4h（Hh）

10、 T1（ t） Tq/H2=28+4 0.5（ 40.5）（ 69.828） /42=46.2 T2（ 6） =46.0 T2（ 9） =45.8 T2（ 12）=44.1 T2（ 15）=41.8 T2（ 18）=39.6 T2（ 21）=37.5 T2（ 24）=35.9 T2（ 27）=34.7 4 計(jì)算各齡期混凝土的內(nèi)外溫差Tt = T 1（ t ） T2（ t ）式中 T混凝土內(nèi)外溫差（） ；T1（t ）混凝土內(nèi)部中心最高溫度（） ；T2（t ）混凝土表面溫度（） ；T3= T 1（3 ） T2（ 3 ）=69.8 46.2=23.6 T6= T 1（6 ） T2（ 6 ）=69.2 46.0=23.2 T9= T 1（9 ） T2（ 9 ）=68.7 45.8=22.9 T12= T 1（ 12） T2（12） =64.9 44.1=20.8 T15= T 1（ 15） T2（15）