大體積混凝土溫度計算

1、10-7-2-1 大體積混凝土溫度計算公式1最大絕熱溫升（二式取其一）（1）Th（mck·F）Q/c·（2）Thmc·Q/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、強度等級水泥的水化熱 表10-81水泥品種水泥強度等級水化熱Q（kJ/kg）3d7d28d硅酸鹽水泥42.531435437532.5250271334礦渣水泥32.5180256

2、334c混凝土比熱、取0.97kJ/（kg·K）；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混凝土中心計算溫度T1（t）TjTh·（t）式中 T1（t）t齡期混凝土中心計算溫度（）；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.

3、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)護深度）0.5h·x（T2Tq）Kb/（TmaxT2） （10-45）式中 保溫材料厚

4、度（m）；x所選保溫材料導熱系數(shù)W/（m·K）查表10-84；幾種保溫材料導熱系數(shù) 表10-84材料名稱密度（kg/m3）導熱系數(shù)W/（m·K）材料名稱密度（kg/m3）導熱系數(shù)W/（m·K）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802

5、000.0470.07泡沫混凝土0.10T2混凝土表面溫度（）；Tq施工期大氣平均溫度（）；混凝土導熱系數(shù)，取2.33W/（m·K）；Tmax計算得混凝土最高溫度（）；計算時可取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純粹由容易透風的材料組成（如：草袋、稻草板、鋸末、砂子）2.63.02由易透風材料組成，但在混凝土面層上再鋪一層不透風材料2.02.33在易透風保溫材料上鋪一層不易透風材料1.61.94在易透風保溫材料上下各鋪一層不易透風材料1.31.55純粹由不易透風材料組成（如：油布、帆

6、布、棉麻氈、膠合板）1.31.5注：1K1值為一般刮風情況（風速4m/s，結(jié)構(gòu)位置25m）；2K2值為刮大風情況。2）如采用蓄水養(yǎng)護，蓄水養(yǎng)護深度hwx·M（TmaxT2）Kb·w/（700Tj+0.28mc·Q） （10-46）式中 hw養(yǎng)護水深度（m）；x混凝土維持到指定溫度的延續(xù)時間，即蓄水養(yǎng)護時間（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/（m3·K）；w水的導熱系數(shù)，取0.58W/（m·K）。3）混凝土表面

7、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/（m2·K）；i各保溫材料厚度（m）；i各保溫材料導熱系數(shù)W/（m·K）；q空氣層的傳熱系數(shù)，取23W/（m2·K）。4）混凝土虛厚度h'k·/ （10-48）式中 h'混凝土虛厚度（m）；k折減系數(shù)，取2/3；混凝土導熱系數(shù)，取2.33W/（m·K）。5）混凝土計算厚度Hh2h' （10-49）式中 H混凝土計算厚度（m）；h混凝土實際厚度（m）。6）混凝土表層溫度T2（t）Tq4·h'（Hh'）

8、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 應力計算公式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堅硬粘土5008000.060.10風化巖石和低強度素混凝土5000100000.6

9、01.00C10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）；當樁與結(jié)構(gòu)鉸接時 Q2E·IKnD/（4E·I）3/4當樁與結(jié)構(gòu)固接時 Q4E·IKnD/（4E·I）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1×10-2（N/mm3）；D樁的直徑或邊長（mm）；F每根樁分擔的地基面積（mm2）。（3）大體積混凝土瞬時彈性模量E（t）E0（1e-0.09t） （10-53）式

10、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強度等級彈性模量E（×104N/mm2）強度標準值（N/mm2）強度設計值（N/mm2）軸心抗壓fck抗拉ftk軸心抗壓fc抗拉ftC7.51.4550.753.70.55C101.756.70.9050.65C152.20101.207.50.90C202.5513.51.50101.10C252.80171.7512.51.30C303.00202.00151.50C353.1523.52.2517.51.65C403.25272.4519.51.8

11、0C453.3529.52.6021.51.90C503.45322.7523.52.00C553.55342.85252.10C603.60362.9526.52.20e常數(shù)，取2.718；t齡期（d）。（4）地基約束系數(shù)（t）（Cx1Cx2）/h·E（t） （10-54）式中 （t）t齡期地基約束系數(shù)（1/mm）；h混凝土實際厚度（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量溫差（1）混凝土干縮率Y（t）0Y（l-e-0.01t）M1·M2M10 （1

12、0-55）式中 Y（t）t齡期混凝土干縮率；0Y標準狀態(tài)下混凝土極限收縮值，取3.24×10-4；M1·M2M10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無粗骨

13、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)護時值（d）M6相對濕度W（）M7L/FM8操作方法M9配筋率EaFa/EbFbM10121.11251.2500.54機械振搗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0.850.100.7651.04501.000.31.03高壓釜處理0.540.15

14、0.6871.00600.880.41.200.200.61100.96700.770.51.310.250.5514180.93800.700.61.4040900.93900.540.71.43900.930.81.44注：L底板混凝土截面周長；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）收縮當量溫差TY（t）Y（t）/ （10-56）式中 TY（t）t齡期混凝土收縮當量溫差（）；混凝土線膨脹系數(shù)，1×10-5（1/C）。3結(jié)構(gòu)計算溫差（一般3d劃分一區(qū)段）TiTm（i）Tm（i+3）TY（i+3）TY（i） （10-57）式中

15、 Tii區(qū)段結(jié)構(gòu)計算溫差（）；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)段收縮當量溫差終止值（）；TY（t）i區(qū)段收縮當量溫差始始值（）。4各區(qū)段拉應力 （10-58）式中 ii區(qū)段混凝土內(nèi)拉應力（N/mm2）；i區(qū)段平均彈性模量（N/mm2）；i區(qū)段平均應力松弛系數(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

16、大應力 （10-59）式中 max到指定期混凝土內(nèi)最大應力（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1.15；ft到指定期混凝土抗拉強度設計值（N/mm2），查表10-87。10-7-2-3 平均整澆長度（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混凝土抗拉強度設計值（N/mm2）；配筋率（），F(xiàn)a/Fc；d鋼筋直徑（mm）；ln以e為底的對數(shù)；t指定期齡期（d）；Fa鋼筋截面積（rn2）；Fc混凝土截面積（m2）。2平均整澆長度（伸縮縫

17、間距） （10-62）式中 Lcp平均整澆長度（伸縮縫間距）（mm）；h混凝土厚度（mm）；E（t）指定時刻混凝土彈性模量（N/mm2）；Cx地基阻力系數(shù)（N/mm3），CxCx1Cx2；arch反雙曲余弦函數(shù)；T指定時刻的累計結(jié)構(gòu)計算溫差（）。10-7-3 大體積混凝土控制溫度和收縮裂縫的技術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度、改善約束條件和設計構(gòu)造等方面全面考慮，結(jié)合實際采取措施。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

18、煤灰水泥、復合水泥等。2充分利用混凝土的后期強度，減少每立方米混凝土中水泥用量。根據(jù)試驗每增減10kg水泥，其水化熱將使混凝土的溫度相應升降1。3使用粗骨料，盡量選用粒徑較大、級配良好的粗細骨料；控制砂石含泥量；摻加粉煤灰等摻合料或摻加相應的減水劑、緩凝劑，改善和易性、降低水灰比，以達到減少水泥用量、降低水化熱的目的。4在基礎內(nèi)部預埋冷卻水管，通入循環(huán)冷卻水，強制降低混凝土水化熱溫度。5在厚大無筋或少筋的大體積混凝土中，摻加總量不超過20%的大石塊，減少混凝土的用量，以達到節(jié)省水泥和降低水化熱的目的。6在拌合混凝土時，還可摻入適量的微膨脹劑或膨脹水泥，使混凝土得到補償收縮，減少混凝土的溫度應力

19、。7改善配筋。為了保證每個澆筑層上下均有溫度筋，可建議設計人員將分布筋做適當調(diào)整。溫度筋宜分布細密，一般用8鋼筋，雙向配筋，間距15cm。這樣可以增強抵抗溫度應力的能力。上層鋼筋的綁扎，應在澆筑完下層混凝土之后進行。（8）設置后澆縫。當大體積混凝土平面尺寸過大時，可以適當設置后澆縫，以減小外應力和溫度應力；同時也有利于散熱，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，盡量避開炎熱天氣澆筑混凝土。夏季可采用低溫水或冰水攪拌混凝土，可對骨料噴冷水霧或冷氣進行預冷，或?qū)橇线M行覆蓋或設置遮陽裝置避免日光直曬，運輸工具如具備條件也應搭設避陽設施，以降低混凝土拌合物的入模溫度。2摻加相應的緩凝型減水劑，如木質(zhì)素磺酸鈣等。3在混凝土入模時，采取措施改善和加強模內(nèi)的通風，加速模內(nèi)熱量的散發(fā)。10-7-3-3 加強施工中的溫度控制1在混凝土澆筑之后，做好混凝土的保溫保濕養(yǎng)護，緩緩降溫，充分發(fā)揮徐變特性，減低溫度應力，夏季應注意避免曝曬，注意保濕，冬期應采取措施保溫覆蓋，以免發(fā)生急劇的溫度梯