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大体积混凝土水化热及温度计算

大体积混凝土水化热及温度计算
水泥:334kg/m3;
水:190kg/m3;大气温度在30℃,水温在27℃
粗骨料:1010 kg/m3;
细骨料:731kg/m3;
粉煤灰:78kg/m3;
缓凝型减水剂:1%。

3) 混凝土温度计算
a 搅拌温度计算和浇筑温度
混凝土拌和温度计算:
T c=∑T i*W*c/∑W*c=89405.4/3426.1=26.1℃。

考虑到混凝土运输过程中受日晒等因素,入模温度比搅拌温度约高4℃。

混凝土入模温度约T j =30.1℃。

b 混凝土中心最高温度
Tmax=T j+T h*ξ
T j=33.04℃(入模温度),ξ散热系数取0.70
混凝土最高绝热温升T h=W*Q/c/r=350*377/0.973/2321=50.43℃
其中350 Kg为水泥用量;377KJ/Kg为单位水泥水化热;0.973KJ/Kg.℃为水泥比热;2321Kg/m3为混凝土密度。

则Tmax=T j+T h*ξ=33.04+50.43*0.70=70.94℃。

c 混凝土内外温差
混凝土表面温度(未考虑覆盖):
T b=T q+4h’(H-h’)△T/H2。

H=h+2h’=3+2*0.07=3.14m,
h’=k*λ/β=0.666*2.33/22=0.07m
式中T bmax--混凝土表面最高温度(℃);
T q--大气的平均温度(℃);
H-一混凝土的计算厚度;
h’--混凝土的虚厚度;
h--混凝土的实际厚度;
ΔT--混凝土中心温度与外界气温之差的最大值;
λ--混凝土的导热系数,此处可取2.33W/m·K;
K--计算折减系数,根据试验资料可取0.666;
β--混凝土模板及保温层的传热系数(W/m*m·K),取22
T q为大气环境温度,取30℃,△T= Tmax-T q=40.94℃
故T b=33.73℃。

混凝土内表温度差:△T c=Tmax-T b=70.94-33.73=37.21℃>20℃
2.温度应力计算
计算温度应力的假定:
①混凝土等级为C30,水泥用量较大311 kg/m3;
②混凝土配筋率较高,对控制裂缝有利; ③底模对混凝土的约束可不考虑;
④几何尺寸不算太大,水化热温升快,散热也快。

因此,降温与收缩的共同作用是引起混凝土开裂的主要因素。

先验算由温差和混凝土收缩所产生的温度应力σmax 是否超过当时厚板的极限抗拉强度R c 。

采用公式;
σmax =EaT[1-1/(coshβL/2)])s 式中:
E —混凝土各龄期时对应的弹性模量E t =E c (1-e -0.9t )=2.79×104 式中:e=2.718自然对数的底; t-混凝土龄期(天数);
E c —混凝土28天时C 30的弹性模量E t =3×104 MPa ; a —混凝土的线膨胀系数1.0×10-5
L —结构长度,本工程厚板长度L=23.75m(取长度)。

T —结构计算温度:前面已述该厚板最大绝热温升T max =50.29 ℃ 实际温升最高在混凝土浇筑后第三天T 3=T max -Tq=50.29 ℃-20=30.29 ℃ coshβ—是双曲余弦函数
HE
C x
=
β
H —结构厚度,本工程厚板厚度 H=4
C x —混凝土板与支承面间滑动阻力系数,对竹胶模板,比较砂质土的阻力系数考虑,取C x =30 N/mm 2.
S —混凝土应力松弛系数,查表得S=0.186 σmax =EaT[1-1/(coshβL/2)])S
=2.79×104×1×10-5×30.29×(1-1/1.00013×11.875)×0.186=1.439MPa
参照“大体积混凝土施工”,根据以上公式、代入本工程相应数据,算得σmax=1.439MPa≤1.75 MPa(该混凝土30天龄期时的抗拉强度,由混凝土结构设计规范查得),由此可知,不会因降温时混凝土收缩而引起收缩裂缝。

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