2021年大体积混凝土水化热计算及冷凝管布设专题方案.docx

附件七：
大致积混凝土水化热计算及冷凝管布设方案
依据对往年同季节气温进行统计，当地域9月16日~10月15日天天高温通常不超出25℃，10月16日~11月15日天天高温通常不超出15℃。依据本工程施工进度计划，49#和54#两个机位处于9月16日~10月15日期间进行大致积混凝土承台施工，50#~53#机位处于10月16日~11月15日期间进行施工。所以，考虑混凝土水化热环境原因时，49#和54#两个机位根据25℃大气温度进行计算，50#~53#机位根据15℃大气温度进行计算。计算时，考虑海水对流，根据海水温度低于大气温度5℃进行计算。
1、单位系统
质量单位：kg；力单位：kgf；能量单位：kcal，1kcal=，考虑使用海水降温，使用kcal作为能量单位更利于计算；长度单位：m；温度单位：℃；时间单位：h。
2、混凝土参数
比重：2500kg/m³；导热系数：/()；对流系数：/(㎡.)；比热容：/()。
依据以往施工经验，考虑自拌C45混凝土现场养护条件28天强度等级为50Mpa，达成70%强度（）所需时间为25℃3天，15℃7天。考虑采取一般硅酸盐水泥，胶凝材料依据发烧量全部折合成水泥掺量为450kg/m³。C45混凝土在25℃和15℃天气环境下强度发展曲线以下图左图和右图所表示。（备注：图中强度单位为kgf/㎡。）
3、温度要求
（1）混凝土表里温差不得超出25℃，表层温度取混凝土面以内5cm位置，内部温度取混凝土内部最高温度；混凝土表层温度和环境温度差不得超出20℃。降温速度不宜超出2℃/d。
使用midas软件建立模型计算模型。为愈加直观观察混凝土部温度应力，建模时采取只建立1/2模型，但进行整体对称计算方法。为简化计算，直接将承台模型简化成圆柱结构。建立模型以下图所表示。
使用软件进行计算，混凝土在25℃、15℃环境下内外温度发展曲线以下图所表示。
25℃
25℃时，混凝土内部最高温度可达成71℃，外表最高温度能够达成36℃，表里最大温差最高可达成40℃，不满足规范要求。
15℃时，混凝土内部最高温度可达成62℃，外表最高温度能够达成23℃，表里最大温差最高可达成42℃，不满足规范要求。
使用一样方法，也能够算出环境温度在10℃时内外温差也不满足规范要求。
综上，需要在混凝土内部采取降温方法来降低混凝土温度应力，避免混凝土内部发生损伤，避免表面产生裂缝。
4、冷凝管布设方案
针对环境温度不一样，采取不一样冷凝管布设方案，以达成经济实用目标。考虑通用性，两种方案冷凝管采取同种规格，均为DN32管径PE-RT地暖专用管，使用海水进行冷却，³/h，取海水经过冷凝管对混凝土对流系数为320kcal/(㎡.)。冷凝系统以下图所表示。
方案一适适用于49#和54#机位。冷凝管分5层进行布设，顶层距承台表面45cm，层距90cm，环距75cm，每层使用1根管，设置出口和入口各一个，以下图所表示。
方案二单层布设方法和方案一相同，但层距和层数不一样。层数改为3层，首层距离承台顶端1m，。使用midas软件建立冷凝管模型以下图所