最新大体积混凝土水化热计算及冷凝管布设方案.docx

大体积混凝土水化热计算及冷凝管布设方案
附件七：
大体积混凝土水化热计算及冷凝管布设方案
根据对往年同季节气温进行统计，本地区9月16日~10月15日每天高温一般不超过25℃，10月16日~11月15日每天高温一般不超过15℃
大体积混凝土水化热计算及冷凝管布设方案
附件七：
大体积混凝土水化热计算及冷凝管布设方案
根据对往年同季节气温进行统计，本地区9月16日~10月15日每天高温一般不超过25℃，10月16日~11月15日每天高温一般不超过15℃。根据本工程施工进度方案，49#和54#两个机位处于9月16日~10月15日期间进行大体积混凝土承台施工，50#~53#机位处于10月16日~11月15日期间进行施工。因此，考虑混凝土水化热环境因素时，49#和54#两个机位按照25℃大气温度进行计算，50#~53#机位按照15℃大气温度进行计算。计算时，考虑海水对流，按照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；力的单位：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：/()。
根据以往施工经验，考虑自拌C45混凝土现场养护条件28天强度等级为50Mpa，到达70%强度〔〕所需时间为25℃3天，15℃7天。考虑采用普通硅酸盐水泥，胶凝材料根据发热量全部折合成水泥掺量为450kg/m³。C45混凝土在25℃和15℃天气环境下的强度开展曲线如下列图左图和右图所示。〔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过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过20℃。降温速度不宜超过2℃/d。
使用midas软件建立模型计算模型。为更加直观的观察混凝土部的温度应力，建模时采用只建立1/2模型，但进行整体对称计算的方式。为简化计算，直接将承台模型简化成圆柱结构。建立的模型如下列图所示。
使用软件进行计算，混凝土在25℃、15℃环境下内外温度开展曲线如下列图所示。
25℃
25℃时，混凝土内部最高温度可到达71℃，外表最高温度可以到达36℃，表里最大温差最高可到达40℃，不满足标准要求。
15℃时，混凝土内部最高温度可到达62℃，外表最高温度可以到达23℃，表里最大温差最高可到达42℃，不满足标准要求。
使用同样方法，也可以算出环境温度在10℃时内外温差也不满足标准要求。
综上，需要在混凝土内部采取降温措施来减少混凝土的温度应力，防止混凝土内部发生损伤，防止外表产生裂缝。
4、冷凝管布设方案
针对环境温度不同，采用不同的冷凝管布设方案，以到达经济实用的目的。考虑通用性，两种方案冷凝管采用同种规格，均为DN32管径的PE-RT地暖专用管，使用海水进行冷却，³/h，取海水通过冷凝管对混凝土的对流系数为320kcal/(㎡.)。冷凝系统如下列图所示。
方案一适用于