热工计算

蓄热法热工计算

一、蓄热法

1、蓄热法的定义

混凝土浇筑后，利用原材料加热及水泥水化热的热量，通过适当保温延缓混凝土冷却， 使混凝土冷却到0℃以前达到预期要求强度的施工方法。 2、蓄热法的适用范围

蓄热法施工比较简单，混凝土养护不需要外加热源，冬施费用比较低廉，故在冬期施 工时应优先考虑采用。只有技术上不易满足热工计算要求或施工期限紧迫时才采用其 它方法。一般初冬或早春季节日平均气温为-10℃，最低气温不低于-15℃的期间，混 凝土表面系数不大于5或地面以下结构都适宜采用蓄热法施工。 3、蓄热法养护

蓄热法施工的混凝土养护，其关键是需要计算设计和确定混凝土冷却到0℃时所需要的保温材料、

冷却时间和所达到的强度?

1、根据既定的保温模板、混凝土入模温度及室外气温来计算混凝土 降到0℃时所需要的时间。

2、根据混凝土模温降至0℃这段时间及其平均气温来计算混凝土是否达到要求的强度。 3、如满足不了要求，再采取增加或改变保温材料品种或厚度，改变水泥品种或提高入模温度

等措施，使之达到要求。

二、计算公式

稳定传热假设计算方法

可用于蓄热法计算的斯克拉姆塔耶夫公式，采用单向稳定传热假设，计算简便，我国冬期施工曾长期沿用这个公式

式中：

t0——混凝土的冷却时间(h)；

Cc——混凝土的热容量(kJ/m3·K)； T0——混凝土浇筑完毕时的温度(℃)；

mce——每立方米混凝土所用的水泥量(kg/m3)； Cce——每千克水泥的水化热(kJ/kg)； M ——结构的表面系数(m-1)；

Tm——混凝土养护期间的平均温度(℃)；

Tm,a——混凝土养护期间的室外平均温度(℃)； R ——模板及保温材料的总热阻(m2·K/W)； α——保温材料的透风系数。 结构表面系数M

式中：

M——结构表面系数(m-1)；

Ac——结构的冷却表面积(m2)； Vc——结构的体积(m3)。 混凝土养护期间的平均温度Tm。

保温材料的传热系数及热阻。蓄热法的保温外套一般由两层或多层不同的材料组成，其总传热系数为K，

热阻为R，因热阻与传热系数成反比，故可用下式计算。

式中：

R ——模板或保温材料的热阻(m2·K/W)；

λ……λ——模板或保温材料的导热系数(W/m·℃)； d1……dn——模板或保温材料的厚度(m)。

1

n

三、计算参数

(1) 结构的冷却表面积Ac = 2.4(m2)； (2) 结构体积Vc = 0.36(m3)；

(3) 混凝土浇筑完毕时的温度T0 = 20(℃)； (4) 每千克水泥的水化热Cce = 270(kJ/kg)； (5) 每立方米的水泥用量mce = 360(kg/m3)； (6) 混凝土的热容重Cc = 2510(kJ/m3·K)； (7) 室外平均气温Tm,a = -9(℃)； (8) 保温材料透风系数α = 1.2； (9) 保温材料各层厚度di = (m)；

(10) 保温材料各层导热系数λi = (W/m·℃)。 四、计算结果

(1) 结构的表面系数M = 6.67(m-1)；

(2) 混凝土养护期间的平均温度Tm = 7.61(℃)； (3) 模板及保温材料总热阻R = .12(m2·K/W)； (4) 混凝土冷却时间t0 = 133.08(h)。