混凝土配合比及热工计算

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1、六、混凝土配合比计算混凝土配合比设计步骤包括配合比计算、施工配合比的确定等。混凝土结构材料：水泥：42.5级普通硅酸盐水泥，水泥密度为Pc=3.00g/cm3.砂：中砂，级配合格，砂子表观密度Pos=2.65g/cm3，含水率为2%石：531.5mm碎石，级配合格，其表观密度pog=2.7 /cm3,含水率为1%1、初步配合比计算1. 计算配制强度(fcu。)。当混凝土的设计强度小于C60时，配制强度应按下式确定：f Nf k+1.645。=25+1.645*5=33.23(MPa)即：f =33.23(MPa) N1.15f 1.15X25=28.75(MPa)当没有近期的同一品种、同一强度

2、等级混凝土强度资料时，其强度标准差。 可按下表取值。混凝土强度标准差。值混凝土强度等级WC20C25C45C50C55。(MPa)4.05.06.02. 计算水胶比(W/B)。混凝土强度等级小于C60时，混凝土水胶比应按下式 计算：W _ a fB f +a a f式中QQb回归系数，回归系数可由下表采用；f胶凝材料28d胶砂抗压强度，可实测，MPa。 b回归系数a.和气选用表系数碎石卵石a0.530.49aa0.200.13当胶凝材料28d抗压强度（fb）无实测值时，其值可按下式确定: fb=YfY f式中 Yf、Ys粉煤灰影响系数和粒化高炉矿渣粉影响系数，按下表选 用；粉煤灰影响系数Y和粒

3、化高炉矿渣粉影响系数Y掺量（%）f粉煤灰影响系数（Y）粒化高炉矿渣粉影响系数（Y ）01.001.00100.850.951.00当无水泥28d抗压强度实测值时，其值可按下式确定：fceW式中 Yc水泥强度等级值的富余系数（可按实际统计资料确定）；当缺 乏实际统计资料时，可按下表选用；W _ a f.B f +a a ffce g水泥强度等级值，MPa。水泥强度等级值的富余系数（Y ）水泥强度等级值32.542.552.5富余系数1.121.161.10将以上数据代入得：=0.690.53 x 42.5 x1.1633.23 + 0.53 x 0.53 x 0.2 x 42.5按照混凝土的最大

4、水灰比和最小水泥用量的规定:W/BW0.55，即取W/B=0.55%3. 每立方米混凝土用水量的确定。塑性混凝土单位用水量的确定。由下表可知：W=185（kg/m3） O塑性魂混凝土的用水量（单位：kg/m3）项 目指标10203140162031.540.01030190170160150200185175165坍落度（mm）3550120018017016021019518517555702101901801722202051951857590215195185175230215205195拌合物稠度卵石最大粒径（mm）碎石最大粒径（mm）4. 每立方米混凝土胶凝材料用量（mQ的确定。根据

5、已选定的混凝土用水量 川可。和水胶比（W/B）可求出胶凝材料用量：W = rnL =竺=336(kg) bo W/B 0.55每立方米混凝土胶凝材料全部是水泥，则水泥用量（mco）的确定：m =mb =336 （Kg）按照建筑工程冬期施工规范、“混凝土的最大水灰比和最小水泥用量的规 定”可知：水泥最小用量为280kg/m3 ,则水泥用量满足要求。5. 砂率的确定。由于缺乏历史数据，混凝土砂率的确定查下表可知：按照线性插入可知：七二36%4.2 混凝土的砂率【我)*映比卵石最大公暮粒轻IeeI醉石最大公励盟径Cttie)口.句20,016.0测.0Ur U JW ra JO.rtO25-S1踏制

6、命3 529-34折5顼7303529-3428-3333-365237褊辨脖强部+133勤36413S40-Z9 4 43 A 416. 粗集料和细集料用量的确定。采用体积法时，按下列公式计算：C0 + 也 + & + & +10 = 1000Pc Pw P 0 s P0G- mP = 一150 x 100%s m + m即：336 +185 + 旦 + G +10 = 10003.00 1.00 2.65 2.7S一， 一，一X100% = 36%S 0 + G 0解得：S 0 = 664炫G0 = 1195kg则一立方混凝土中水泥336kg、水185kg、砂664kg、石1195kg2、

7、混凝土计算配合比C 0: S 0: G 0 = 1:1.98:3.56W / C = 0.553、施工配合比现假定工地测出的砂的含水率为a%、石子的含水率为b%，混凝土施工配 合比中水泥、砂、石子、水的用量分别为：则将上述设计配合比换算为施工配合 比，其材料的称量应为：m、m、 m、m水泥：m砂：m石子：m水：m=m=336 (kg)=m (1 + a%) =664*(1+0.02)=677 (kg)=m (1 + b%) =1195*(1+0.01)=1207 (kg)=m -m Xa%m Xb% = 185-664*0.02-1207*0.01=160 (kg)即：一立方米混凝土中水泥、砂

8、、石子、水的用量分别为336 (kg)、677 (kg)、 1207 (kg)、 160 (kg)。七、热工计算本工程主体结构冬季施工期间时自然气候环境温度处于5C至一8C之间，风速为35m/s。根据建筑工程冬季施工规范JGJ/104-2011等有关规范对该 工程进行热工计算。1、计算混凝土拌合物的理论温度wu u4.2m + 0.92(m + m, + m )0.92(m T + m T + m T ) + 4.2T (m w m w m ) + c (w m T + w m T ) 一 c (w m + w m )T =ce_cesa_sag_gwsa sag g 1 sa sa_sag

9、g g2 sa sag g0式中：T混凝土拌合物的温度(C)；m、m、m水、水泥、砂、石的用量(kg)；w cew、wsa gc、c当骨料温度0。时，c = 4.2当骨料温度 0。时，；2.1T、T、T、T水、水泥、砂、石的温度(C)；砂、石的含水率(% );g水的比热容(kJ/kg - K)及溶解热(kJ/kg)。c =0 ；2c2=335o即:T -笊2x (336x5 + 664x5 +1195x5) + 42x50x 160 + 42x5 x 25,23 = 13 6O4.2 x 185 + 0.92 x (336 + 664 +1195),2、计算混凝土拌合物出机温度混凝土拌合物的出

10、机温度公式：T=T0 - 0.16（T - T ）式中：T混凝土拌合物的出机温度（。0；T；搅拌机棚内温度（。）取值为10。；T1 = T0-0.16x （T。-T）即T 产 13.6 - 0.16 x （13.6 -10） = 13C3、商品混凝土拌合物运输与输送至浇筑地点时的温度1、采用商品混凝土泵送施工时：T =T-AT-AT其中，ATy、ATb分别为采用装卸式运输工具运输混凝土时的温度降低和采 用泵管输送混凝土时的温度降低，可按下列公式计算：Ty=（a ti+0.032n）X （TTa）=（0.25X0.5+0.032X 1） X （13+8）=2.833.6DwAlAj 4cd x

11、jx x x0,04 + Ccxpcx&=4 X 1.45 X 3.6/ （ 0.04+0.04/0.046） X （13-2.83+8） X 0.08 X0.134/（0.96X2380X0.1252）=0.11C式中：t2混凝土拌合物运输与输送到浇筑地点时温度（C）“一一采用装卸式运输工具运输混凝土时的温度降低（C）T：采用泵管输送混凝土时的温度降低（C）T：泵管内混凝土的温度与环境气温差（C）,当商品混凝土采用泵送工艺输送时：TT1- T- TaTa室外环境气温（C）室外环境气温取-8C，一一混凝土拌合物运输的时间（h）0.5ht；混凝土在泵管内输送时间（h）n混凝土拌合物运转次数为1次

12、q混凝土的比热容kj/（kg K）取值 0.96kj/（kg K）Pc混凝土的质量密度（kg/m3） 一般取值2380kg/m3入b泵管外保温材料导热系数W/ （mk）取值0.046W/ （mk）db泵管外保温层厚度（m）取值0.04mDl混凝土泵管内径（m）取值0.125mDw混凝土泵管外围直径（包括外围保温材料）（m）取值0.134m一一透风系数，可按规程表A.2.2-2取值透风系数取1.45a温度损失系数（h-1）；采用混凝土搅拌车时：a=0.25即：T =T-AT-AT21 y b=13-2.83-0.11=10C4、考虑模板和钢筋的吸热影响，混凝土浇筑完成时的温度计算1.柱以600X

13、600为例。T 3 = CcmcT 2 + Ff + CmsTs Ccmc + Cf + Cms_ 0.96 x 2380 x 10.0 + 0.48 x 119.5x （-8） + 0.48 x 125.4x （-8）-0.96 x 2380 + 0.48 x 119.5 + 0.48 x 125.4=9.1oCCc混凝土比热容（kj/kg K）普通混凝土取值0.96Cf模板比热容（kj/kg K）木模0.48Cs钢筋比热容（kj/kg K） 0.48mc每m3混凝土重量（kg） 2380mf每m3混凝土相接触的模板重量（kg）取值119.5ms每m3混凝土相接触的钢筋重量（kg）取值125

14、.4Tf模板的温度，未预热时可采用当时的环境温度（C）,本工程取一8Ts钢筋的温度，未预热时可采用当时的环境温度（C）,本工程取一8T2混凝土入模温度，取9.1CT3混凝土成型后的温度混凝土在蓄热法养护过程温度计算柱的围护层采用0.24mm的塑料布，外包120mm的草帘。养护开始至任一时刻t的混凝土温度（C）T =e的疽一中e-vcet + Tm,a混凝土从养护开始至任一时刻t的平均温度（C）Tm = （e-vce - ? e-何/ + ? 中）+ Tm, a v t 00ceT混凝土凝土蓄热养护开始到任一时刻t的温度（C）Tm,a混凝土蓄热养护开始到任一时刻t的平均气温（C） t混凝土蓄热养

15、护开始到任一时刻的时间（h）0,9 ,门为综合参数如下：0_ 诚M住 几 门=T3-Tm,a + 9v c pv c p wKMce c cce c c3透风系数M结构表面系数（m-1）M=A/V二表面积/体积M = 4 = 4.4VK结构围护层的总传热系数（kj/m2 hK）73.6k =0.04 +乎幺-kdi第i层围护层厚度（m）ki第i层围护层的导热系数（W/m - k）本工程柱混凝土表面覆盖一层0.24mm塑料布和一层120mm厚草帘。3.60.04 +0.000240.0520.12+0.06=1.76Vce水泥水化速度系数（h-1） 0.015Pc混凝土的质量密度（kg/m3）

16、一般取值2380Qce水泥水化累积最终放热量（kj/kg）350则：_ v Q m _0.015 x 350x 336_ 88中v cp -KM 0.015x0.96x2380-1.8x 1.76x4.4 n-KM1.8 x 1.76x 4.4o ooU _ 3.88v c p 0.015 x 0.96 x 2380门 _ T 3 - Tm, a + _ 9.1 -( - 8)+ 88 = 105.1按如下公式，可以计算混凝土任意时刻的温度：T _*- 一软-财 + Tm a _ 1051x e-0.41x0.015t - 88x e-0.01& + (-8)混凝土蓄热养护开始到时刻t的温度表

17、时间（d）温度（C）时间（d）温度（C）329.6625.3429.4722.3527.6819.3由计算结果可知：室外最低温度为-8C，风速在3-5m/s，米用42.5级硅酸 盐水泥，成型温度为9.1C ,在混凝土达到临界受冻强度后，温度在0C以上， 混凝土柱满足施工条件。用图解法确定混凝土强度计算混凝土蓄热养护开始到时刻t的温度见下表：时间（h）温度（C）时间（h）温度（C）时间（h）温度（C）09.1612.91216.1210.48147229.5411.61015.19629.5按下式计算混凝土已达到的等效龄期:De = Z （a t X At）式中：De-等效龄期（h）a T等效系

18、数，按表B.0.2米用At-某温度下的持续时间（h）即：De = 2 x 0.58 + 2 x 0.65 + 2 x 0.66 + 2 x 0.72 + 2 x 0.78 + 60 x 0.3 + 24 x1.25 = 55h根据以上算出的等效龄期，在龄期-强度曲线上查出其强度值为11.9N/mm2。2.以梁250X700为例（计算方法和柱一样）梁的围护层采用0.24mm的塑料布，外包120mm的草帘。MS = 11; mf = 160kg : ms = 220kgT 3 = CcmcT 2 + C尸T + CsmsTsCmc + Cm + Cms_ 0.96 x 2380 x 10.0 +

19、0旨81160 x （8） + 0.48 x 220 x （- 8）-0.96 x 2380 + 0.48 x 160 + 0.48 x 220=8.7。门=T 3 - Tm, a + 中=8.7 - 3 - 241.4 = 235.7K = = 2.1八八.0.000240.10.04 +0.0520.06八KM1.8 x 2.1 x 111U = 1.2v c p 0.015 x 0.96 x 23800.015 x 350 x 336T =T|e-0vcj -e-vct + Tm a = -2357 x e-1.2x0.015t + 241.4 x e-0.01# + 3中=VceQce

20、mce=-241.4v c p -)KM0.015x 0.96x 2380-1.8x 2.1x 11按如下公式，可以计算混凝土任意时刻的温度:混凝土蓄热养护开始到时刻t的温度表时间（d）温度（C）时间（d）温度（C）320.5613.2418.4710.9515.789.2由计算结果可知：室外最低温度为-8C，风速在3-5m/s，米用42.5级硅酸 盐水泥，成型温度为8.7C ,在混凝土达到临界受冻强度后，温度在0C以上， 混凝土梁满足施工条件。用图解法确定混凝土强度：计算混凝土蓄热养护开始到时刻t的温度见下表：时间（h）温度（C）时间（h）温度（C）时间（h）温度（C）08.76121214

21、.729.98137219.54111014.79619.5则等效龄期为:D = 2 x 0.55 + 2 x 0.6 技箫缪 C州牌 & 申72 + 2 x 0.74 + 60 x 0.29 + 24 x 0.97 = 48.5龙T 3 = c c 2 f 厂 f s s s根据 以上 算出 的等 效龄Ccmc + C阡 + Cms_ 0.96 x 2380 x 10.0 + 0.48 x 140 x (-8) + 0.48 x 50 x ( 8)=0.96 x 2380 + 0.48 x 140 + 0.48 x 50=9.3 oC期，在龄期-强度曲线上查出其强度值为11.2N/mm2。M

22、S = 15; mf = 160kg : ms = 50kg3、以130mm厚的板为例（计算方法和柱一样）板的围护层采用0.24mm的塑料布，外包200mm的草帘。3.60.000240.04 + 0.052T7206=1.070.015 x 350 x 336。= 327.70.015 x 0.96 x 2380 -1.8 x1.07 x 15八 KM1.8 x 1.07 x 15八。,0 = _= 0.84v c p 0.015 x 0.96 x 2380按如下公式，可以计算混凝土任意时刻的温度:混凝土蓄热养护开始到时刻t的温度表时间（d）温度（C）时间（d）温度（C）320.1610.5

23、417.577.351484.4由计算结果可知：室外最低温度为-8C，风速在3-5m/s，米用42.5级硅酸 盐水泥，成型温度为8.7C ,在混凝土达到临界受冻强度后，温度在0C以上， 混凝土板满足施工条件。门二 T 3 - Tm, a += 9.3 （- 8） + 327.7 = 345用图解法确定混凝土强度计算混凝土蓄热养护开始到时刻t的温度见下表：时间（h）温度（C）时间（h）温度（C）时间（h）温度（C）T =r|e-0vcj 一辰-财 + Tm a = -235.7 x e-0.84x0.015t + 241.4 x e-0.01# 809.3612.41214.9210813.37218.8411.41014.19618.8则等效龄期为:D =2x0.56 + 2x0.61 + 2x0.66 + 2x0.69 + 2x0.70 + 2x0.75 + 60x0.25 + 24x0.94 = 45.5/1 e根据以上算出的等效龄期，在龄期-强度曲线上查出其强度值为10. 4N/mm2o