冬季施工热工计算

[12-11 17:01:08]   来源:http://www.tmgc8.com  工程技术   阅读:3781

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:
T0=[a(Tsms+Tgmg+Tcmc)+4.2Tw(mw-wsms-wgmg)+c1(wsmsTs+ wgmgTg)-c2(wsms+wgmg)]÷[4.2mw+a(mc+ms+mg)]
式中          T0——混凝土拌合温度
          ws、wg——砂、石的含水率(%)
 ms、mg、mc、mw——砂、石、水泥、水的质量(kg)
  Ts、Tg、Tc、Tw——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:
T1=T0-0.16(T0-TP
式中T1——混凝土拌合物的出机温度(℃)
     T0——混凝土拌合物的理论温度(℃)
     TP——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:
T2=T1-(at+0.032n)(T1-Tm)
式中T2——混凝土拌合物经运输到浇注时的温度(℃)
     T1——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)
     Tm——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:
               T3=(CcmcT2+CsmsTn)/(Ccmc+ Csms)
式中T3——模具的吸收影响,混凝土浇注成型时的温度(℃)
mc、ms——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)
 Cc、Cs——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)
     Tn——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2m3,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.com3=8℃,因此采用倒推法求加热水温度。
已知T3=(CcmcT2+CsmsTs)/(Ccmc+ Csms)=8℃   代入数据  
        (1×2380×T2+0.48×400×10)/(1×2380+0.48×400)=8℃ 
求得:T2=6.9℃
已知T2=T1-(at+0.032n)(T1-Ts)= 6.9℃      代入数据
T1-(0.25×1+0.032×1)[T1-(-2)]=6.9℃
求得:T1=10.4℃
 已知T1=T0-0.16(T0-TP)=10.4℃        代入数据
         T0-0.16(T0-10)=10.4℃  
求得:T0=10.5℃
T0=[a(Tsms+Tgmg+Tcmc)+4.2Tw(mw-wsms-wgmg)+c1(wsmsTs+wgmgTg)-c2(wsms+wgmg)]÷[4.2mw+a(mc+ms+mg)]= 10.5℃     代入数据
   [0.92(7×1504+7×2254+7×514)+4.2Tw(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Tw =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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