1、精品文檔混凝土蒸汽加熱法計(jì)算15.5.1蒸汽養(yǎng)護(hù)參數(shù)計(jì)算蒸汽養(yǎng)護(hù)一般分預(yù)養(yǎng)、升溫、恒溫及降溫四個(gè)階段。預(yù)養(yǎng)是為使構(gòu)件具有一定的初始強(qiáng)度，以防升溫時(shí)產(chǎn)生裂縫。升溫的速度與預(yù)養(yǎng) 時(shí)間、混凝土的干硬度及模板情況有關(guān)，見表15-1。此外還與構(gòu)件的表面系數(shù)有關(guān)，表面系數(shù)6m-1時(shí)，升溫速度不得超過15C/h ;表 面系數(shù)v 6m1時(shí)，升溫速度不得超過10C/h。蒸養(yǎng)時(shí)升溫速度也可隨 混凝土初始強(qiáng)度的提高而增加，因此也可以采用變速（漸快）升溫和 分段（遞增）升溫。表15-1升溫速度極限值參考表C /h ）預(yù)養(yǎng)時(shí)間/h干硬度/S剛性模型密封養(yǎng)護(hù)帶模養(yǎng)護(hù)脫模養(yǎng)護(hù) 4 30v 30不限不限302520v 4 3

2、0v 30不限不限201515恒溫溫度及恒溫時(shí)間的確定，主要取決于水泥品種、水灰比及對(duì) 脫模的強(qiáng)度要求，參見表15-2。1. 升溫時(shí)間計(jì)算升溫時(shí)間可由下式計(jì)算：to t1V(15-15)式中T 1升溫時(shí)間（h）;to恒溫溫度（C）；ti車間溫度（C）；Vi升溫速度C /h ）表15-2恒溫時(shí)間參考表恒溫溫度95 C80 C60 C水灰比0.40.50.60.40.50.60.40.50.6硅酸鹽達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度70泌4.5710.591418水泥設(shè)計(jì)強(qiáng)度50%1.52.544610礦渣硅酸鹽達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度70泌571081014131720水泥設(shè)計(jì)強(qiáng)度50%2.53.553586912火山灰硅酸達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)

3、度70泌4686.5911111316鹽水泥設(shè)計(jì)強(qiáng)度50%23.543.556.56.58.510.5注：1.當(dāng)采用普通硅酸鹽水泥時(shí)，養(yǎng)護(hù)溫度不宜超過80C2. 當(dāng)采用礦渣硅酸鹽水泥時(shí)，養(yǎng)護(hù)溫度可提高到 85C95C。2. 降溫時(shí)間計(jì)算降溫時(shí)間可由下式計(jì)算：T2 罟2（15-16）V2式中T 2升溫時(shí)間（h）;to恒溫溫度（C）；t2出坑允許最高溫度（C）；V2坑內(nèi)降溫速度（C /h ），表面系數(shù)6m1，取V25C/h。3. 出坑允許最高溫度計(jì)算出坑允許最高溫度t1 （C），一般可按下式計(jì)算：t2 ti t（15-17）式中t 2車間內(nèi)溫度（C）；t構(gòu)件與車間的允許最大溫度 C）。對(duì)采用密封養(yǎng)

4、護(hù)的 構(gòu)件，取t = 40C;對(duì)一般帶模養(yǎng)護(hù)構(gòu)件，取t = 30C; 對(duì)脫模養(yǎng)護(hù)構(gòu)件，取t = 20 C;對(duì)厚大構(gòu)件或薄壁構(gòu) 件，t取值壁以上值再低510C。4. 養(yǎng)護(hù)制度的確定蒸汽養(yǎng)護(hù)制度一般用簡式表達(dá)，成為蒸汽養(yǎng)護(hù)制度表達(dá)式。如預(yù) 養(yǎng)3h,恒溫5h （恒溫溫度95C）,降溫2h,則蒸汽養(yǎng)護(hù)制度表達(dá)式 為：3+3+5 (95C) +2【例15-9 混凝土構(gòu)件采用硅酸鹽水泥配置，水灰比為0.5 ,干硬度40S,經(jīng)預(yù)養(yǎng)h后帶模進(jìn)行蒸養(yǎng)，出坑強(qiáng)度要求達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度 的70%，已知坑內(nèi)的降溫速度為15C /h，車間溫度20C，試擬定蒸 汽制度的試驗(yàn)方案?！窘猓?）確定升溫速度：查表15-1升溫速度W為

5、20 C /h ;（2）確定恒溫溫度及恒溫時(shí)間：查表15-2 ,取恒溫溫度T=80C , 恒溫時(shí)間為7h;（3）確定升溫時(shí)間（T1）:按式（15-15）得:T1V1h203h（4）確定降溫時(shí)間（T2）:構(gòu)件與車間的允許最大溫度差厶t取30C,則出坑允許最高溫度t2 t1t 20 C 30 C 50 C，由式（15-16）得:T2to t2Vh152h于是可得到一個(gè)蒸養(yǎng)制度方案，即:3 3 7 80 C 2 h為在試驗(yàn)中進(jìn)行比較，再擬定兩個(gè)方案。一般是在原方案的 基礎(chǔ)上只改變恒溫時(shí)間，如果恒溫溫度為80C,應(yīng)增減恒溫時(shí)間2h, 如恒溫溫度為95C，則增減恒溫時(shí)間1h。本例所擬定的另外兩個(gè)蒸養(yǎng)制度

6、方案是：3 3 5 80 C 2 h 3 3 9 80 C 2 h按上述三個(gè)方案進(jìn)行比較試驗(yàn)，選取最佳方案，如果三個(gè)方案均 還不理想，則可對(duì)恒溫溫度在5C范圍內(nèi)調(diào)整，此時(shí)用補(bǔ)插法查表15-2。如果調(diào)整后還不理想，則應(yīng)在調(diào)整混凝土的配合比后重新試驗(yàn)。 15.5.2蒸汽熱模法計(jì)算蒸汽熱模法系使用特制空腔式鋼模板，將蒸汽通入模板的空腔 中，將模板加熱后，再由模板將熱量傳給混凝土，以達(dá)到加熱混凝土 的目的?？涨皇侥０逑涤?L50X 5角鋼作骨架，在緊貼混凝土的一面 滿焊3mm厚鋼模板，另一面滿焊1.5mm厚鋼板,在中間的角鋼肋上鉆 10mm孔連通,使在模板內(nèi)部形成一個(gè)不透氣的空腔，送汽時(shí)汽和回 水均通

7、過這個(gè)空腔.在模板外面嵌以厚度為 50mm的聚苯乙烯板作為 保溫層，并用薄鐵皮圍護(hù)，使用時(shí)將模板組合成型。采用蒸汽熱模法時(shí)，每立方米混凝土的耗氣量約為300400kg蒸汽熱模法計(jì)算包括：蒸汽耗用量計(jì)算和煤耗用量計(jì)算等。1、 蒸汽耗用量計(jì)算（1）加熱混凝土所需熱量Q1cV Th T0式中 Q 1加熱混凝土所需熱量（ KJ）；3 混凝土表觀密度，取 2400kg/m ；c 混凝土比熱容，取 1.0kJ/kg K;V混凝土體積（m3）;Th混凝土恒溫溫度（C）;To混凝土澆筑完畢時(shí)的溫度（C）。（ 2）加熱模板和保溫層所需熱量Q2 G1c1（Th T ） G2c2 （Th T ）（式中 Q 2加熱模

8、板和保溫層所需熱量（kJ）;G i、G分別為模板、保溫層的重量（kg）;ci、C2模板、保溫層的比熱容（kJ/kg ?K）;Ta環(huán)境溫度；其它符號(hào)意義相同。（ 3）在周圍環(huán)境中散失的熱量Q3 AKT 1 （Tp T ）3.6 AKT 2 （ Th T ）3.6（15-2o）式中Q3在周圍環(huán)境中散失的熱量（KJ）;15-18 )15-19 )A散熱面積（ni）;K 維護(hù)層的傳熱系數(shù)（W/m?K）按上篇式（15-20 ）3透風(fēng)系數(shù)按上篇表15-14取用；T p混凝土平均溫度C）;T i升溫階段所經(jīng)歷的時(shí)間（h）;T 2恒溫階段所經(jīng)歷的時(shí)間（h）。（4）蒸汽充滿自由空間的耗熱量Q= 1256V式中

9、Q 4蒸汽充滿自由空間的耗熱量（KJ）;1256每立方米蒸汽的熱容量（KJ/m3）;V s自由空間體積（m）.（5）蒸汽用量（Q1 Q2 Q3 Q4）G z2500（15-22）式中 G z蒸汽用量（kg）;B 損失系數(shù)，取1.31.5 ;2500蒸汽含熱量（kJ/kg ）。2.煤耗用量計(jì)算煤耗用量根據(jù)蒸汽用量按下式計(jì)算：(Q1 Q2 Q3Q4)G m1 2 R計(jì)算;(15-21 )(15-23)式中 G m耗熱量（kg）;n 1管道效率系數(shù)，取0.8 ;n 2鍋爐效率系數(shù)，取0.6 ;R煤發(fā)熱量，取2500kJ/kg ;其他符號(hào)意義同前?！纠?5-10 商住樓混凝土柱，截面尺寸為 0.6mX

10、 0.8m,高 5.5m，采用空腔鋼模板通蒸汽加熱，鋼模板重 800kg，聚苯乙烯板重 23kg，環(huán)境氣溫Ta=-10 C,混凝土澆注完畢時(shí)的溫度 T。= 15 C,升溫 時(shí)間Ti= 8h,達(dá)到Th=75C，保持恒溫T2= 20h,試求蒸汽需求量和耗 熱量。【解加熱混凝土所需熱量由式（15-18）得:Q-! G1c1 (Th T ) G2c2(Th T )2400 1 0.6 0.8 5.5 75 15 kJ380160 kJ加熱模板和保溫層所需熱量由式（15-19）得:75 10 kJQ2 G1c1 （Th T ） G2c2（Th T ）800 0.4875 10 kJ 23 1.47355

11、14 kJ-W m 20.60.82 5.5m15.4m在環(huán)境中散失的熱量由式（15-20）得:Q3 AKT1 Tp Ta 3.6 AKT2 Th Ta 3.6 K 2.23W m2 K0.040050.1140.17TpThT。275 15 C45 C15.4 2.23 8 1.3 45103.6kJ15.4 2.23 20 1.3 75 103.6kJ343942kJ蒸汽充滿自由空間的耗熱量由式（15-21）得:Q41256Vs 1256 0.77kJ967kJ蒸汽需要量由式（15-22）得：Q1 Q2 Q3 Q4 G z25001.5kg380160 35514 343942 96725

12、00456kg耗煤量由式（15-23）得:Q1 Q2 Q3 Q4Gm1 2R380160 35514 343942 9671.50.8 0.6 250095kg故知需耗蒸汽456kg、耗煤95kg。15.5.3蒸汽套法計(jì)算蒸汽套法是在混凝土模板外再設(shè)一層緊密不透氣得外套，其間通 入蒸汽來加熱混凝土，下部蒸汽套在澆筑混凝土前裝設(shè)，上部蒸汽套 隨澆隨設(shè)。在下部蒸汽套內(nèi)設(shè)通氣主管，主管上每隔2.53.0m設(shè)一 根直徑19mm賁汽段管，或在汽管上每隔1.5m開一直徑36mmt勺噴 汽孔。管道保持一定坡度，以便冷凝水的排出。蒸汽通過在混凝土板 上留設(shè)的 50mm上、下層汽套的傳熱系數(shù)(W/ m2 K)上

13、、下層汽套的透風(fēng)系數(shù);n每小時(shí)換氣次數(shù)，一般取 1.01.5 ;其他的符號(hào)意義同前。(3) 每立方米混凝土總需熱量 Q( KJ)折合蒸汽量(15-30)(15-29)式中Iww蒸汽含熱量(kJ/kg );損失系數(shù)，一般取0.20.3?！纠?5-11 鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓板厚 120mm采用混凝土等級(jí)C20,用32.5級(jí)普通水泥配置，混凝土初溫T=15C，恒溫加熱溫度T=40C ,室外氣溫Ta=-20 C,外套構(gòu)造：下層為草袋二層厚30 mm水泥袋紙二層，木版一層和空氣層250 mm上層為鋸屑厚150 mm二層草袋厚30 mm 一層木板厚25mm和空氣層150mm要求加熱到混 泥土強(qiáng)度達(dá)到70%f2

14、8,試計(jì)算每立方米混泥土需要的總熱量?！窘狻?、計(jì)算加熱時(shí)間1(1)因 M8.33，取 v 8 C/h1 0.12t1 口 4Lh 3h8(2) 查表15-3知在+20C養(yǎng)護(hù)9d可達(dá)到70%f28,則t9 24h216h查上篇表15-8 ,二晉c 27.5C時(shí)當(dāng)量系數(shù)m, 1,45 ；T=40C時(shí)，當(dāng)量系數(shù) m=2.3。+to timi 216 3 1.45t292 hm22.3(3) 總加熱時(shí)間t t1 t2 3h 92h95h2.計(jì)算所需熱量(1) 混凝土及汽套的吸熱量因下層汽套已預(yù)先加熱，因此只計(jì)算上層汽套吸熱量 每立方米混凝土折算面積1 2 2A m 8.33m0.1c Vb為：木板0

15、.65Va4.1860.15 8.333m31.25m3650(8.33 0.025)368.3草袋 0.36 4.186 280(8.330.03)105.45鋸屑 0.60 4.186 250(8.330.03)784.56368.3 105.45784.56 1258.3所以Q12510(T To) 1.256Va c Vb(T T )2510(40 15) KJ 1.256 1.25KJ0.7 1258.3(40 20) KJ3115.6 10 KJ(2) 汽套散失的熱量取 1 1.3 ；2 11.3則0.04吐陛輕0.170.170.100.17K1 120.844W/m KK2 2

16、0.04吐遊0.100.070.0250.170.171.11.604W/m2 K取 n 1 , Va (0.15 0.25) 8.33m= 3.33m3所以Q2 A(T T )(0 1 K2 29：嘗 8.33(40 20)2/3 I98.42 1 3.33(0.844 1.604)W 1746.8W273 40(3) 每立方米混凝土總需熱量Q Q1 Q?t3115.6 103 J 1746.8 95 3.6J713000 J 713 103KJ取 IW 2675 KJ / Kg折合蒸汽量：W (1)Iw713 1032675(10.3) kg346.5kg15.5.4構(gòu)件內(nèi)部通汽法計(jì)算內(nèi)部

17、通汽法是在混凝土內(nèi)部留設(shè)孔道或埋管， 徐徐通入蒸汽來加 熱混凝土。預(yù)留孔徑一般為 2550mm加熱混凝土的溫度一般控制 在3045 C,升溫速度保持在58C /h。所用蒸汽一般采用溫度不超過60C的濕飽和蒸汽，如采用高溫高壓蒸汽時(shí)，應(yīng)設(shè)減壓裝置。根據(jù)試驗(yàn)，在溫度3045C養(yǎng)護(hù)24h可達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度的40%。耗汽量為 200300kg/m3。內(nèi)部通氣法計(jì)算包括預(yù)留孔數(shù)量的計(jì)算和耗氣量計(jì)算。1.預(yù)留孔壁面積及留孔數(shù)量計(jì)算結(jié)構(gòu)內(nèi)部通氣在混凝土構(gòu)件中需留孔的數(shù)量，可從留孔內(nèi)蒸汽冷 凝經(jīng)孔壁散發(fā)出的熱量，等于由混凝土經(jīng)過圍壁（模板、圍護(hù)層）向 空氣中散發(fā)出的熱量，按下式計(jì)算:(15-31)ApKp T Ta

18、KrTkT式中Ar 預(yù)留孔道（埋管）圍壁面積（m/m）;A混凝土圍壁面積（m/m）透風(fēng)系數(shù)，按上篇表15 14取用；T混凝土恒溫加熱溫度（C ）;Ta大氣溫度（C ）；&孔道壁混凝土的傳熱系數(shù) W m2 K，取23W m2 K ； Tk蒸汽溫度（C ）;&混凝土圍護(hù)層（模板及保溫層）的總傳熱系數(shù)，按下式計(jì)算：Kp10.04 蟲1dnn(15-32)d1 dn圍護(hù)各層的厚度（m）；圍護(hù)各層的熱導(dǎo)率W m K根據(jù)孔壁面積并設(shè)定孔道直徑后，構(gòu)件內(nèi)需要留孔數(shù)量，按下式計(jì)算：An -（ 15-33）dL式中n 每個(gè)構(gòu)件內(nèi)留孔數(shù)（個(gè)）；d 孔道直徑（m）；L 孔道長度（mj）o根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，合理的留孔數(shù)量

19、，其留孔道的總截面率以不大于2.5 %為宜。2.耗蒸汽量計(jì)算（1）內(nèi)部通蒸汽總加熱時(shí)間計(jì)算混凝土的升溫時(shí)間ti（h）t LJov混凝土的恒溫時(shí)間t2（h）+to timit2m2混凝土總加熱時(shí)間t（h）為：t ti t2式中T 混凝土恒溫加熱溫度（K）;To混凝土初溫（K）;(15-34)(15-35)(15-36)v混凝土升溫速度（K/h）;tc混凝土在20 C養(yǎng)護(hù)條件下達(dá)到要求強(qiáng)度的時(shí)間，可由上篇圖 15-3查得（2）內(nèi)部通蒸汽總需要量計(jì)算混凝土升溫期間需要的熱量Qi kJQi c V T To 3.6ApKpTa ti（ 15-37）混凝土恒溫期間需要的熱量 Q2 kJ :Q23.6Ap

20、Kp T Ta t2（ 15-38）混凝土養(yǎng)護(hù)蒸汽總需要量W kg ;QW 1（ 15-40）w式中 c 混凝土比熱容和密度的乘積，取1.05 X 2400KJ kg K kJ m3 ；v混凝土體積（用）；3.6 換算系數(shù)，1W 3.6kJ,. kg ;Iw蒸汽含熱量，取2675kJkg ;損失系數(shù)，取0.20.3?！纠?5-12 混凝土柱高5m,截面為400mm 600mm，采用內(nèi)部通汽法養(yǎng)護(hù)，已知預(yù)留孔芯管外徑為 50mm蒸汽溫度為70 C，恒 溫加熱溫度擬取45 C，室外氣溫為-10 C,模板采用25mn厚木模板， 木材導(dǎo)熱率0.17W m K ,混凝土澆筑初溫為 10 C，升溫速度5 C/h，試求合適的留孔數(shù)和等溫加熱溫度以及蒸汽需要量?！窘猓?）留孔數(shù)量計(jì)算Ap 0.4 0.6 2 1m2 2m2Kp5.34W m2 K W m100% 4.9% 2.5%留孔數(shù)不合適，故調(diào)整恒溫溫度，取40 60 534 30 10 m20.46m2。 23.3 70 300.0250.043 -0.17蒸