为保证冬季施工的正常进行,确保混凝土入模温度满足混凝土质量验收标准要求(≥5℃),采取冬季施工措施,主要措施以加热拌合用水为主,辅以骨料、外加剂的保温,拌合用水的加热温度不宜高于60℃。
一、原材存放方法
混凝土原材置于料仓内,料仓全封闭,且仓内设置取暖设施,保持原材料温度在5℃以上。安排人员测量并记录仓内材料的表面及表面以下各部位的温度,每一米深测量一处。混凝土搅拌在暖棚内进行,棚内设暖风炉等取暖设施,保持棚内温度不低于10℃。输水管、送料带、运输罐车采取遮蔽、包裹等保温措施,尽量减少中间倒运环节缩短运输时间,减少混凝土施工过程中的热量散失。
二、热工计算公式
混凝土冬季施工热工计算依据《建筑工程冬季施工规程JGJ104-2011》
1、混凝土拌合物的理论温度:
T
0=[a(T
sm
s+T
gm
g+T
cm
c)+4.2T
w(m
w-w
sm
s-w
gm
g)+c1(w
sm
sTs+ w
gm
gTg)-c2(w
sm
s+w
gm
g)]÷[4.2m
w+a(m
c+m
s+m
g)]
式中 T
0——混凝土拌合温度
w
s、w
g——砂、石的含水率(%)
m
s、m
g、m
c、m
w——砂、石、水泥、水的质量(kg)
T
s、T
g、T
c、T
w——砂、石、水泥、水的温度(℃)
a——水泥及骨料的比热,取值为0.92
c1、c2——水的比热容[kJ/(kg*k)]及熔解热(kJ/kg)
当骨料温度>0℃时,c1=4.2,c2=0
当骨料温度≤0℃时,c1=2.1,c2=335
2、混凝土拌合物的出机温度:
T
1=T
0-0.16(T
0-T
P)
式中T
1——混凝土拌合物的出机温度(℃)
T
0——混凝土拌合物的理论温度(℃)
T
P——搅拌机棚内温度(℃),取10℃
3、混凝土拌合物经运输到浇注时的温度:
T
2=T
1-(at+0.032n)(T
1-T
m)
式中T
2——混凝土拌合物经运输到浇注时的温度(℃)
T
1——混凝土拌合物的出机温度(℃)
a——温度损失系数,当采用罐车时采用a=0.25
t——混凝土拌合物自运输到浇注时的时间(h)
T
m——外界温度(℃),取值-10℃
n——混凝土的倒运次数,取1
4、考虑模具的吸收影响,混凝土浇注成型时的温度:
T
3=(C
cm
cT
2+C
sm
sT
n)/(C
cm
c+ C
sm
s)
式中T
3——模具的吸收影响,混凝土浇注成型时的温度(℃)
m
c、m
s——每立方米混凝土重量、与每立方米混凝土相接处的模板、钢筋重量(kg)
C
c、C
s——混凝土、模具的比热容[kJ/(kg*k)]
混凝土取1 kJ/(kg*k)钢材取0.48 kJ/(kg*k)
T
n——模具的温度未预热时可采用当时环境温度(℃)
三、线下施工配合比及各种因素
线下采用的配合比有C40、C35、C30等。取C30作为代表进行热工计算。水泥:掺合料:碎石:砂:水:外加剂=257:110:1127:752:154:3.67。搅拌站每盘方量为2m
3,因此所用原材质量:水泥514kg,掺合料220kg,碎石2254kg,砂1504kg,水308kg,减水剂7.34kg。砂石的含水率分别取3.4%、0%。材料温度:水泥、砂、石为7℃,水温度待定。搅拌楼内温度为10℃,混凝土用罐车运输,运输时间定为60分钟,外界气温假定为-10℃。混凝土每立方米重量2380kg,与每立方米混凝土接触的模具的重量为400kg,预热到10℃。
四、计算
要求混凝土入模温度≥5℃,现场浇注温度控制在8~10℃。因水温待定,已知现场入模浇注温度控制在8~10℃,即Twww.tmgc8.com
3=8℃,因此采用倒推法求加热水温度。
已知T
3=(C
cm
cT
2+C
sm
sT
s)/(C
cm
c+ C
sm
s)=8℃ 代入数据
(1×2380×T
2+0.48×400×10)/(1×2380+0.48×400)=8℃
求得:T
2=6.9℃
已知T
2=T
1-(at+0.032n)(T
1-T
s)= 6.9℃ 代入数据
T
1-(0.25×1+0.032×1)[T
1-(-2)]=6.9℃
求得:T
1=10.4℃
已知T
1=T
0-0.16(T
0-T
P)=10.4℃ 代入数据
T
0-0.16(T
0-10)=10.4℃
求得:T
0=10.5℃
T
0=[a(T
sm
s+T
gm
g+T
cm
c)+4.2T
w(m
w-w
sm
s-w
gm
g)+c1(w
sm
sTs+w
gm
gTg)-c2(w
sm
s+w
gm
g)]÷[4.2m
w+a(m
c+m
s+m
g)]= 10.5℃ 代入数据
[0.92(7×1504+7×2254+7×514)+4.2T
w(308-0.034×1504-0×2254)+4.2(0.034×1504×7+0×2254×10)-0×(0.034×1504+0×2254)]÷[4.2×308+0.92(514+1504+2254)]=10.4℃
求的T
w =23.5℃
为了保证冬季施工正常进行,保证混凝土浇注入模温度在8~10℃范围内,必须做好原材料的温度控制保证原材料不低于5℃,拌合用水不低于23.5℃,温度控制在25~40℃之间。
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