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计划，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，达到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℃天气环境下的强度发展曲线如下图左图和右图所示。（备注：图中强度单位为kgf/㎡。）
25℃时，混凝土内部最高温度可达到71℃，外表最高温度可以达到36℃，表里最大温差最高可达到40℃，不满足规范要求。
15℃时，混凝土内部最高温度可达到62℃，外表最高温度可以达到23℃，表里最大温差最高可达到42℃，不满足规范要求。
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规范要求。
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，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
针对环境温度不同，采用不同的冷凝管布设方案，以达到经济实用的目的。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/(㎡.)。冷凝系统如下图所示。
方案一适用于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，如下图所示。
方案二单层布设方式与方案一相同，但层距和层数不同。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如下图所示。
通水时间为混凝土浇筑后8~72h，分别计算两种环境温度下的水化热情况。经计算，25℃时浇筑后8h在冷凝水通入之前，混凝土内部温度最高为38℃，表层温度为32℃，此时开启