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 .最大絕熱溫開（二式取其一） (1) Th=(m+kF)Q/cp (2) Th=mc-Q/c-p(1e-mt) 混凝土最大絕熱溫升（C）； 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 混凝土比熱、取 0.97kJ/（kgK）；混凝土密度、取2400（kg/m3）; 為常數(shù)，取 2.718; t 混凝土的齡期（d）； m-一系數(shù)、隨澆筑溫度改變。查表 10-

2、82。 系數(shù) m 表 10-82 2 .混凝土中心計算溫度 =T+Th Tj混凝土澆筑溫度（C）； t 齡期降溫系數(shù)、查表 10-830 降溫系數(shù) 澆筑層厚度 （m3 1.00.36 6912 0.290.170.09 E 表 10-83 齡期t(d) 151821 0.050.030.01 242730 (10-43) 式中 Th 水泥品種 水泥強度等級 水化熱Q(kJ/kg) 硅酸鹽水泥 礦渣水泥 42.5 32.5 32.5 3d 314 250 180 7d 354 271 256 28d 375 334 334 澆筑溫度（C） m（l/d） 5 0.295 10 0.318 15 0

3、.340 20 0.362 25 0.384 30 0.406 式中 T1（t） t 齡期混凝土中心計算溫度（C）； 1.25 0.42 0.31 0.19 0.11 0.07 0.04 0.03 1.50 0.49 0.46 0.38 0.29 0.21 0.15 0.12 0.08 0.05 0.04 2.50 0.65 0.62 0.57 0.48 0.38 0.29 0.23 0.19 0.16 0.15 3.00 0.68 0.67 0.63 0.57 0.45 0.36 0.30 0.25 0.21 0.19 4.00 0.74 0.73 0.72 0.65 0.55 0.46 0

4、.37 0.30 0.25 0.24 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 入一一混凝土導熱系數(shù)，取 2.33W/ 計算得混凝土最高溫度（C） 計算時可取 T2Tq=1520c Tmax=T2=2025c 保溫層種類 K1% 1 純粹由容易透風的材料組成（如：草袋、稻草板、鋸末、砂子） 2.6 3.0 2 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 2.0 2.3 材 料 名稱 密度 （kg/m3） 導熱系數(shù)入 材料名稱 密度 （kg/m3） 導熱系數(shù)入 建 筑 鋼7800 58 礦棉、 巖棉 110200 0.031-0.06

5、鋼筋混凝土 2400 2.33 瀝青礦棉氈 100160 0.033-0.052 水 0.58 泡沫塑料 20-50 0.035-0.047 木模板 500700 0.23 膨脹珍珠40300 0.019-0.065 木屑 0.17 油氈 0.05 草袋 150 0.14 膨脹聚苯板 15-25 0.042 瀝青蛭后350400 0.081-0.105 空氣 0.03 膨 脹 蛭石 80200 0.047-0.07 泡沫混凝土 0.10 T2 混凝土表面溫度（C）； Tq 3. 混凝土表層 （表面下 50100mna）溫度 1) 保溫材料厚度（或蓄水養(yǎng)護深度） S=0.5h入x(T2-Tq)K

6、/入(Tmax-TO (10-45) 式中 6 保溫材料厚度（M； 施工期大氣平均溫度（C） K.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 3 在易透風保溫材料上鋪一層不易透風材料 1.6 1.9 4 在易透風保溫材料上下各鋪一層不易透風材料 1.3 1.5 5 純粹由不易透風材料組成（如：油布、帆布、棉麻氈、膠合1.3 1.5 注：1.K值為一般刮風情況（風速 v4m/s,結構位置25m； 2. “值為刮大風情況。 2)如采用蓄水養(yǎng)護，蓄水養(yǎng)護深度 hw=x-M(Tmax-T2)(入M(700T+0.28nc-Q(10-46)式中 hw養(yǎng)護水深度(

7、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-混凝土結才表面系數(shù)(1/m),M=F/V; F與大氣接觸的表面積(m” V混凝土體積(m3); Tmax-T2一般取 2025()； Kb傳熱系數(shù)修正值； 700折算系數(shù)kJ/(m3-K); 入w-水的導熱系數(shù)，取 0.58W/(m-K)o 3)混凝土表面模板及保溫層的傳熱系數(shù) B=1/26i/6i+1/Bq(10-47) 式中 B混凝土表面模板及彳溫層等的傳熱系數(shù)W/(mK); 6i各保溫材料厚度(M； 入i各保溫材料導熱系數(shù)W/(m-K); 一一一空氣層的傳熱系數(shù)，取 23W/K)0 4)混凝土虛厚度 h=k入/B(10-

8、48) 式中 h混凝土虛厚度(m)； k折減系數(shù)，取 2/3; 入一一混凝土導熱系數(shù)，取 2.33W/(m-K)。 5)混凝土計算厚度 H=h+2h(10-49) 式中 H混凝土計算厚度(項；h 混凝土實際厚度(nj)0 6)混凝土表層溫度 T2(t)=Tq+4-h(Hh)Ti(t)-Tq/H2(10-50) 式中 T2(t)混凝土表面溫度(C); Tq施工期大氣平均溫度(C)； h混凝土虛厚度(m； H 混凝土計算厚度(M; Ti(t)混凝土中心溫度(C)0 4.混凝土內平均溫度 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

9、純地基阻力系數(shù)G1(N/mm),查附表 10-86 單純地基阻力系數(shù) 0(N/mm)表 10-86 土質名稱承載力(kN/m2)C1推薦值 軟粘土801500.010.03 砂質粘土2504000.030.06 堅硬粘土5008000.060.10 風化巖石和低強度素混凝土5000100000.601.00 C10以上配筋混凝土5000100001.001.50 (2)樁的阻力系數(shù) G2=Q/F(10-52) 式中 Cx2樁的阻力系數(shù)(N/mrh)； Q 樁產生單位位移所需水平力(N/mm； 當樁與結構較接時 Q=2E-IKD/(4E-I)3/4 當樁與結構固接時 Q=4E-IKD/(4E-I

10、)3/4 E樁混凝土的彈性模量(N/mrrj); I 樁的慣性矩(m 市； K地基水平側移剛度，取 1X10-2(N/mM; D 樁的直彳或邊長(mm； F 每根樁分擔的地基面積(m。 LL/-0.09t E=E)(1e) (10-53) 式中 E (t) -一齡期混凝土彈性模量（N/mrfi） ； E0 -28d 混凝土彈性模量（N/mrrj）, 查附表 10-87; 強 度 等級 彈性模量E 1x104N/mm） 混凝土常用數(shù)據(jù)表 10-87 2 強度標準值（N/mm） 強度設計值（ 2、 N/mm) fck ftk 軸心抗壓fc 抗拉ft C7.5 1.45 5 0.75 3.7 0.5

11、5 C10 1.75 6.7 0.90 5 0.65 C15 2.20 10 1.20 7.5 0.90 C20 2.55 13.5 1.50 10 1.10 C25 2.80 17 1.75 12.5 1.30 C30 3.00 20 2.00 15 1.50 C35 3.15 23.5 2.25 17.5 1.65 C40 3.25 27 2.45 19.5 1.80 C45 3.35 29.5 2.60 21.5 1.90 C50 3.45 32 2.75 23.5 2.00 C55 3.55 34 2.85 25 2.10 C60 3.60 36 2.95 26.5 2.20 e常數(shù)，

12、取 2.718; t 齡期（d）。 （4）地基約束系數(shù) B=（G1+G2）/hE（t）（10-54） 式中B（t）t 齡期地基約束系數(shù)（1/mn）； h 混凝土實際厚度（mm； C1單純地基阻力系數(shù)（N/mr,查表 10-86; C90 0.93 0.8 1.44 量（%） /2,、 (cm/g) L底板混凝土截面周長; F底板混凝土截面面積; 式中 (Ti 日一一 i 區(qū)段平均彈性模量(N/m 俞； 可一一 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)36912151821242730 S；0.570.520.480.440.410.3860.

13、3680.3520.3390.327 K 一一 i 區(qū)段平均地基約束系數(shù)； L 混凝土最大尺寸(mrjh； ch 一一雙曲余弦函數(shù)。 5 .到指定期混凝土內最大應力 n max=1/(1一V廬i(10-59) i1 式中 o-max到指定期混凝土內最大應力(N/mrn)； V泊桑比，取 0.15。 6 .安全系數(shù) K=ft/mmax(10-60) 式中 K大體積混凝土抗裂安全系數(shù)，應1.15; ft一一到指定期混凝土抗拉強度設計值(N/mm),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 ep=7.5ft(0.1+w/d)10-4(lnt/ln28)(

14、10-61) 式中 6P一一混凝土極限拉伸值； ft混凝土抗拉強度設計值(N/mrri)； 亞配筋率(),N=Fa/Fc； d 鋼筋直徑(mm； In 一一以 e 為底的對數(shù)； t 指定期齡期(d)； Fa一一鋼筋截面積(rn2)； Fc混凝土截面積(ni)。 2.平均整澆長度（伸縮縫間距） 叩-1-5R,dTI/（3YTITEJ）（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/mrri）; G地基阻力系數(shù)（N/mm）,G=GI+G2； arch 反雙曲余弦函數(shù)； T指定時刻的累計結構計算溫差（C）o 10-7-3大體積

15、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造等方面全面考慮，結合實際采取措施。 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、火山灰質硅酸鹽水泥、粉煤灰水泥、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 1C。 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

16、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%勺大石塊， 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。 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整。溫度筋宜分布細密，一般用小 8 鋼筋，雙向配筋，間距 15cni 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

17、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，或對骨料進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，如木質素磺酸鈣等。 3.在混凝土入模時，采取措施改善和加強模內的通風，加速模內熱量的散發(fā)。 10-7-3-3 加強施工中的溫度控制 1

18、.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)生急劇的溫度梯度發(fā)生。 2 .采取長時間的養(yǎng)護，規(guī)定合理的拆模時間，延緩降溫時間和速度，充分發(fā)揮混凝土的“應力松弛效應”。 3 .加強測溫和溫度監(jiān)測與管理， 實行信息化控制， 隨時控制混凝土內的溫度變化，內外溫差控制在 25c 以內，基面溫差和基底面溫差均控制在 20c 以內，及時調整保溫及養(yǎng)護措施，使混凝土的溫度梯度和濕度不至過大，以有效控制有害裂縫的出現(xiàn)。 4 .合理安排施工程序，控制混凝土在澆筑過程中均勻上升，避免混凝土拌合物堆積過大高差。在結構完成后及時回填土，避免其側面長期暴露。 10-7-3-4 改善約束條件，削減溫度應力 1 .采取分層或分塊澆筑大體積混凝土，合理設置水平或垂直施工縫，或在適當?shù)奈恢迷O置施工后澆帶，以放松約束程度，減少每次澆筑長度的蓄熱量，防止水化熱的積聚，減少溫度應力。 2 .對大體積混凝土基礎與巖石地基，或基礎與厚大的混凝土墊層之間設置滑動層，如采用平面澆瀝