混凝土计算

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现场准备工作

⑴、底板钢筋及柱、墙插筋应分区尽快施工完毕,并进行隐蔽工程验收。 ⑵、底板上的预留孔洞支模牢固、稳定。

⑶、将底板上表面标高抄测在柱、墙钢筋上,并作明显标记,供浇筑混凝土时找平用。

⑷、浇筑混凝土时预埋的测温管等应提前准备好。

⑸、管理人员、施工人员、后勤人员、测温人员、保温人员等昼夜值班,坚守岗位,各负其责,保证砼连续浇筑的顺利进行。

错误!未指定书签。 大体积混凝土温度和温度应力计算

在大体积混凝土施工前,必须进行温度和温度应力的计算,并预先采取相应的技术措施控制温度差值,控制裂缝的发展,做到心中有数,科学指导施工,确保大体积混凝土的施工质量。

温度计算

1、混凝土拌合物的温度

混凝土拌合物的温度是各种原材料入机温度的中和。 温度计算:

水 泥:328 Kg 70℃

砂 子:742 Kg 35℃ 含水率为3% 石 子:1070Kg 35℃ 含水率为2%

水:185 Kg 25℃ 粉煤灰:67 Kg 35℃ 外加剂:8 Kg 30℃

TO=[0.9(MceTce+MsaTsa+MgTg)+4.2Tw(Mw-WsaMsa-WgMg)+C1(WsaMsaTsa+WgMgTg)-C2(WsaMsa+WgMg)]/[4.2Mw+0.9(Mce+Msa+Mg)]

式 中:TO ——混凝土拌合物的温度(℃)

Mw、Mce、Msa、Mg ——水、水泥、砂、石每m3的用量(kg/m3) Tw、Tce、Tsa、Tg ——水、水泥、砂、石入机前温度 Wsa、Wg ——砂、石的含水率(%)

C1、C2 ——水的比热溶(kJ/Kg K)及溶解热(kJ/Kg) C1=4.2,C2=0(当骨料温度>0℃时)

TO=[0.9(328×70+67×35+8×30+742×35+1070×35)+4.2×25(185-742×3%-1070×2%)+4.2(3%×742×35+2%×1070×35)-0]/[4.2×185+0.9(328+742+1070)]=37.49℃

2、混凝土拌合物的出机温度 T1=T0-0.16(T0-Ti)

式中: T1——混凝土拌合物的出机温度(℃) Ti——搅拌棚内温度,约30℃ ∴ T1=37.49-0.16(37.49-30)=36.3℃ 3、混凝土拌合物浇筑完成时的温度 T2= T1-(αtt+0.032n)(T1-Ta)℃

式中:T2——混凝土拌合物经运输至浇筑完成时的温度(℃)

α——温度损失系数 取0.25

tt——混凝土自运输至浇筑完成时的时间 取0.7h n ——混凝土转运次数 取3 Ta——运输时的环境气温 取35

T2=36.3-(0.25×0.7+0.032×3)(36.3-35)=35.95℃

混凝土拌合物浇筑完成时温度计算中略去了模板和钢筋的吸热影响。 4、混凝土最高温升值 Tmax=T2 + QK/10 + F/50

式中:Tmax——混凝土最高温升值(℃) Q ——水泥用量 约328kg F ——粉煤灰用量67kg

K ——使用42、5普通硅酸盐水泥时取1.25。

Tmax=35.95+328×1.25/10+67/50=78.3℃

该温度为底板混凝土内部中心点的温升高峰值,该温升值一般都略小于绝热温升值,一般在混凝土浇筑后3d左右产生,以后趋于稳定不再升温,并且开始逐步降温。

5、混凝土表面温度

规范规定:对大体积混凝土的养护,应采取控温措施,并按要求测定浇筑后的混凝土表面和内部温度,将温度差控制在25℃以内。

由于混凝土内部最高温升值理论计算为78.3℃,因此将混凝土表面的温度控制在55℃左右,这样混凝土内部温度与表面温度,以及表面温度与环境温度之差均不超过25℃,表面温度的控制可采取调整保温层的厚度来完成。

6、保温层厚度计算

保温采用蓄水保温,底板厚0.5m来计算。

砼终凝后,在其表面蓄存一定深度的水,由于水的导热系数为0.58W/M K,具有一定的隔热保温效果,这样可延缓混凝土内部水化热的降温速率,缩小砼中心和砼表面的温度差值,从而可控制砼的裂缝开展。

根据热交换原理,每一立方米砼在规定时间内,内部中心温度降低到表面温度时放出的热量,等于砼在此养护期间散失到大气中热量。此时砼表面所需的热阻系数,按下式计算:

R=XM(Tmax-Ti)K/(700T2+0.28Mc W) 式中:R——混凝土表面的热阻系数(K/W)

X——混凝土维持到指定温度的延续时间(h),21天×24h/天=504h M——混凝土结构物的表面系数 M=F/V

F——结构物与大气接触的表面面积(m2) V——结构物的体积(m3)

Tmax——混凝土中心最高温度(℃) Ti——混凝土表面的温度(℃),取55℃。 K——传热系数的修正值,蓄水养护时取1.3。

700——混凝土的热容量,即比热与表观密度的乘积(KJ/m3 K) T2——混凝土浇筑、振捣完毕开始养护时的温度(℃) Mc——每立方米混凝土中的水泥用量(Kg)

W——混凝土在指定龄期内水泥的水化热(KJ/Kg),取375KJ/Kg。以核心筒深承台来计算:

F=21.4×21.4 V=21.4×21.4×4

M=F/V=1/4=0.25 考虑电梯井集水井的井壁等散热,取M=0.5 R=504×0.5×(78.3-55) ×1.3/(700×35.95+0.28×328×375) =0.238

砼表面蓄水深度:

hs=R·λW=0.238×0.58=0.14m

考虑到预测的温度有差异,加之水的保温性能不是很好,蓄水厚度过薄受气候影响较大,因此采用蓄水40cm厚,足以起到保温效果。同理可推,0.5m厚板蓄水20cm足以满足要求。

温度应力计算

混凝土浇筑后18d左右,水化热量值基本达到最大,所以计算此时温差和收缩差引起的温度应力。

1、混凝土收缩变形值计算

Σy(t)=Σy0(1-e-0.01t)×M1×M2×M3×······×M10 式中:Σy(t)——各龄期混凝土的收缩变形值

Σy0——标准状态下混凝土最终收缩量,取值3.24×10-4

e——常数,为2.718

t——从混凝土浇筑后至计算时的天数

M1、M2、M3······M10——考虑各种非标准条件的修正值,按《简明施工计算手册》表5-55取用,M1=1.0、M2=1.35、M3=1.0、M4=1.41、M5=1.0、M6=0.93,M7=0.77,M8=1.4、M9=1.0,M10=0.9

Σy(18)=3.24×10(1-2.718

-4

-0.01×18

)×1×1.35×1×1.42×1×0.93

×0.77×1.4×1×0.9=0.93×10-4 2、混凝土收缩当量温差计算 Ty(t)=- Σy(t)/α

式中:Ty(t)——各龄期混凝土收缩当量温差(℃),负号表示降温。 Σy(t)——各龄期混凝土的收缩变形值

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