冬期混凝土热工计算

冬期混凝土热工计算

计算过程（以严冬C30为例） C30混凝土配合比 水 170 水泥 281 砂 781 石 1079 粉煤灰 48 矿粉 41 防冻剂 7.21 1混凝土拌合物的温度

T0=[0.92（mceTce+msTs +msaTsa+mgTg）+4.2Tw（mw-ωsamsa-ωgmg）

+c（-c（]/[4.2mw+0.92（mce+ ms +msa+mg）] wωsamsaTsa+ωgmgTg）iωsamsa+ωgmg）式中：T0-----混凝土拌合物的温度（℃）；

Mw-拌合水的用量（㎏） 170 Ms-掺合料的用量（㎏） 89 Mce-水泥的用量（㎏） 281 Msa-砂子用量（㎏） 781 Mg-石的用量（Kg）； 1079 Tw-水的温度（℃） 45 Ts-掺合料的温度（℃） 25 Tce-水泥的温度（℃） 70 Tsa-砂的温度（℃） 5 Tg-石的温度（℃）； 5 ωsa-砂的含水率（%） 5 ωg -石的含水率（%）； 0

cw、ci ------水的比热容[KJ/（Kg·K）]及冰溶解热（KJ/Kg）；

当骨料温度>0℃， cw=4.2、ci=0。 当骨料温度<0℃, cw=2.1、ci=335。

T0=19.6℃

2混凝土的出机温度

T1=T0--0.16（T0--TP）

式中：T1――混凝土拌和物出机温度； TP ――搅拌机棚内温度，取15℃。

1

T1 =18.8℃

3、混凝土拌合物运到浇筑地点时的温度

混凝土入模时温度T2 : ΔTy =（α

t1+0.032n）(T-Ta）

1

ΔTb =4ω×3.6/(0.04+db/λb) ×ΔT1×t2×Dw/(cc﹒ρc﹒Dl2)

T2=T1-ΔTy -ΔTh

T2 =12.7℃故入模温度满足≥10℃ 上式中：

T2——混凝土输送到浇筑地点时的温度（℃）；

ΔTy——采用装卸式运输工具运输混凝土时的温度降低 （℃）； ΔTb——采用泵管输送混凝土时的温度降低 （℃）；

ΔT1——泵管内混凝土温度与环境气温差25（℃），ΔT1=T1-Ty-Ta； Ta——室外环境气温-10（℃）

t1——混凝土拌合物运输的时间0.7（h） t2——混凝土在泵管内输送时间0.15（h） n——混凝土的运转次数；1

cc——混凝土的比热容0.97[KJ/(kg﹒K)]； ρc——混凝土的质量密度2400（kg/m3）； λb——泵管外保温材料导热系数0.05[W/(m﹒K)]； db——泵管外保温层厚度0.05（m）； Dl——混凝土泵管内径0.2（m）；

Dw——混凝土泵管外围直径（包括外围保温材料）0.22（m）； ω——透风系数取1.3

α——温度损失系数（h-1）采用混凝土搅拌车时取0.25 4考虑模板和钢筋的吸热影响，混凝土浇筑成型完成时的温度为：

T3=（ccmcT2+cfmfTf+csmsTs）/(ccmc+cfmf+csms) ①Tf =-5℃、Ts=-5℃

T3=（1×2400×12.7-2.4×275×5-0.48×124×5）/（2400+2.4×275+0.48×124）= 8.61℃

2

②Tf =-10℃、Ts=-10℃

T3=（1×2400×12.7-2.4×275×10-0.48×124×10）/（2400+2.4×275+0.48×124）= 7.46℃

③Tf =-15℃、Ts=-15℃

T3=（1×2400×12.7-2.4×275×15-0.48×124×15）/（2400+2.4×275+0.48×124）= 6.31℃

式中cc——混凝土的比热容1.0KJ/kg·K；

cf——模板的比热容2.4KJ/kg·K； cs——钢筋的比热容0.48KJ/kg·K； mc——每m3混凝土的重量2400kg；

mf——每m3混凝土相接触的模板重量275kg； ms——每m3混凝土相接触的钢筋重量124kg；

Tf——模板的温度，未预热时可采用当时的环境温度（℃）； Ts——钢筋的温度，未预热时可采用当时的环境温度（℃）； 5混凝土蓄热养护过程中的温度计算

现场考虑到板的厚度小，容易受冻。取冬施期间最薄的板厚计算，板厚150mm。计算板外铺设一层阻燃纤维棉保温被3天后的温度：多层板的导热系数为0.174W/(m·K)，厚度为0.015m，阻燃纤维棉保温被的导热系数为0.049w/(m·k) 厚度为0.05m。

注：前后的透风系数不在同一条件下

①当混凝土蓄热养护任意时刻的平均温度为-5℃，即Tm,a=-5℃时，设计采用一层保温被。K=3.6/（0.04+0.015/0.174+0.05/0.049）=3.14

M=A/V=13.28/1=13.28 Tm,a=-5℃ ω=2.5

Qce=330 Vce=0.013 CC=0.97 ρC=2400 Mce=280 θ=ω·k·M/ VceCCρC=3.44

ψ= VceQceMce/ (Vce CCρC-ω·k·M)=-16.24 η=T3-Tm+ψ=-2.63 3天后的最终温度：

T=ηe-θVce·t-ψe-Vce·t+Tm,a=-2.63×e-3.44·0.013·72+16.24×e-0.013·72-5

3

=1.23℃ 平均温度：

Tm= (ψe-Vce.t-ηe-θVce.t /θ+η/θ-ψ)/ Vcet+ Tm,a =4.8℃ 结论：混凝土不会受冻。

②当混凝土蓄热养护任意时刻的平均温度为-10℃，即Tm,a=-10℃时，设计采用双层保温被。

K=3.6/（0.04+0.015/0.174+0.1/0.049）=1.66 M=A/V=13.28/1=13.28 Tm,a=-10℃ ω=2.5

Qce=330 Vce=0.013 CC=0.97 ρC=2400 Mce=280 θ=ω·k·M/ VceCCρC=1.82

ψ= VceQceMce/ (Vce CCρC-ω·k·M)=-48.34 η=T3-Tm,a+ψ=-30.88 3天后的最终温度：

T=ηe-θVce·t-ψe-Vce·t+Tm,a =3.23℃ 平均温度：

Tm=(ψe-Vce.t-ηe-θVce.t /θ+η/θ-ψ)/ Vcet3+ Tm,a =6.7℃ 结论：混凝土不会受冻。

③当混凝土蓄热养护任意时刻的平均温度为-15℃，即Tm,a=-15℃时，设计采用三层保温被。

K=3.6/（0.04+0.015/0.174+0.15/0.049）=1.13 M=A/V=13.28/1=13.28 Tm,a=-15℃ ω=2.5

Qce=330 Vce=0.013 CC=0.97 ρC=2400 Mce=280 θ=ω·k·M/ VceCCρC=1.24

ψ= VceQceMce/ (Vce CCρC-ω·k·M)=-165.6 η=T3-Tm,a+ψ=-144.3 3天后的最终温度：

T=ηe-θVce·t-ψe-Vce·t+Tm,a =4.7℃ 平均温度：

Tm=(ψe-Vce.t-ηe-θVce.t /θ+η/θ-ψ)/ Vcet+ Tm,a =7.15℃

4

结论：混凝土不会受冻。

5