混凝土蒸汽加热法计算

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1、混凝土蒸汽加热法计算混凝土蒸汽加热法计算15.5.1蒸汽养护参数计算蒸汽养护一般分预养、升温、恒温与降温四个阶段。预养是为使构件具有一定的初始强度，以防升温时产生裂缝。升温的速度与预养时间、混凝土的干硬度与模板情况有关，见表15-1 o此外还与构件的表面系数有关， 表面系数6m-1时，升温速度不得超过 15 C /h ;表面系数v 6m-1时，升 温速度不得超过 10 C /h。蒸养时升温速度也可随混凝土初始强度的提高 而增加，因此也可以采用变速（渐快）升温和分段（递增）升温。表15-1升温速度极限值参考表（C /h ）预养时间/h干硬度/S刚性模型密封养护带模养护脱模养护 4 30不限302

2、0v 30不限25-v 4 30不限2015v 30不限15-恒温温度与恒温时间的确定，主要取决于水泥品种、 水灰比与对脱模的强度要求，参见表15-2 o1. 升温时间计算升温时间可由下式计算:(15-15 )式中 Ti 升温时间（h）;to恒温温度C）；ti车间温度（C）；Vi升温速度（C /h ）表15-2 恒温时间参考表恒温温度95 C80 C60 C水灰比0.40.50.60.40.50.60.40.50.6硅酸盐达设计强度70%4.5710.591418水泥达设计强度50%1.52.544610矿渣硅酸达设计强度70%571081014131720盐水泥达设计强度50%2.53.55

3、3586912火山灰硅达设计强度70%4686.5911111316酸盐水泥达设计强度50%23.543.556.56.58.510.5注：1.当采用普通硅酸盐水泥时，养护温度不宜超过80 C2. 当采用矿渣硅酸盐水泥时，养护温度可提高到85 C95 C2.降温时间计算(15-16 )降温时间可由下式计算：式中 T2 升温时间（h）;to恒温温度（C）;t2出坑允许最高温度（C）V2坑内降温速度c /h ）,表面系数6m-1，取 V 10 C/h ;表面系数5 C /h。3. 出坑允许最高温度计算出坑允许最高温度 t1 （c） ，一般可按下式计算：t2 t1 t（ 15-17 ）式中t2 车间

4、内温度（C）；t构件与车间的允许最大温度（C）。对采用密封养护的构件，取t = 40 C；对一般带模养护构件，取t = 30 C；对脱模养护构件，取t = 20 C；对厚大构件或薄壁构件，t取值壁以上值再低510 Co4养护制度的确定蒸汽养护制度一般用简式表达，成为蒸汽养护制度表达式。如预养3h，恒温5h （恒温温度95 C），降温2h，则蒸汽养护制度表达式为：3+3+5（ 95 C） +2【例 15-9 】 混凝土构件采用硅酸盐水泥配置，水灰比为 0.5，干硬度40S，经预养h后带模进行蒸养，出坑强度要求达到设计强度的70 %，已知坑内的降温速度为15 C /h，车间温度20 C，试拟定蒸汽

5、制度的试验 方案。【解】（1 ）确定升温速度：查表 15-1 升温速度 V1 为 20C /h ；（2） 确定恒温温度与恒温时间：查表15-2 ，取恒温温度 T0=80 C, 恒温时间为 7h；（3）确定升温时间（T1）:按式（15-15 ）得：# / 23tot1心h203h（4）确定降温时间（T2）:构件与车间的允许最大温度差厶t取30 C,80 50, h 15则出坑允许最高温度 t2 tit 20 C 30 C 50 C，由式（15-16 ）得:2h于是可得到一个蒸养制度方案，即:3 3 7 80 C 2 h为在试验中进行比较，再拟定两个方案。一般是在原方案的基础上只改变恒温时间，如果

6、恒温温度为80 C,应增减恒温时间 2h，如恒温温度为95 C，则增减恒温时间1h o本例所拟定的另外两个蒸养制度方案是：3 3 5 80 C 2 h3 3 9 80 C 2 h按上述三个方案进行比较试验，选取最佳方案，如果三个方案均还不理想，则可对恒温温度在 5 C范围内调整，此时用补插法查表 15-2。如果 调整后还不理想，则应在调整混凝土的配合比后重新试验。15.5.2蒸汽热模法计算蒸汽热模法系使用特制空腔式钢模板，将蒸汽通入模板的空腔中，将模板加热后，再由模板将热量传给混凝土，以达到加热混凝土的目的。空 腔式模板系用L50 X5角钢作骨架，在紧贴混凝土的一面满焊3mm厚钢模板，另一面满

7、焊1.5mm 厚钢板，在中间的角钢肋上钻10mm 孔连通, 使在模板内部形成一个不透气的空腔，送汽时汽和回水均通过这个空腔.在 模板外面嵌以厚度为 50mm 的聚苯乙烯板作为保温层，并用薄铁皮围护， 使用时将模板组合成型。采用蒸汽热模法时，每立方米混凝土的耗气量约为300400kg。蒸汽热模法计算包括：蒸汽耗用量计算和煤耗用量计算等。1、 蒸汽耗用量计算（1）加热混凝土所需热量Q1cV Th T0（ 15-18 ）式中Q1 加热混凝土所需热量（ KJ）；混凝土表观密度，取 2400kg/m 3；c混凝土比热容，取1.0kJ/kg K;V 混凝土体积（m3）;Th混凝土恒温温度C）;To混凝土浇

8、筑完毕时的温度（C） o（ 2）加热模板和保温层所需热量Q2 G1c1（Th T ） G2 c2 （Th T ）（15-19 ）式中Q2加热模板和保温层所需热量（kJ）;Gi、G2 分别为模板、保温层的重量（kg ）;ci、C2模板、保温层的比热容（kJ/kg ?K）;Ta环境温度；其它符号意义相同。（3）在周围环境中散失的热量Q3 AKT i （Tp T ）3.6 AKT 2 （Th T ）3.6（i5-20）式中Q3在周围环境中散失的热量（KJ）;A散热面积（m2）K维护层的传热系数（W/m 2?K）按上篇式（15-2000透风系数按上篇表 15-14取用；Tp 混凝土平均温度C）;Ti

9、升温阶段所经历的时间（h）;T2恒温阶段所经历的时间（h ）。（4）蒸汽充满自由空间的耗热量Q4 = 1256V s）计算;(15-21 )式中Q4 蒸汽充满自由空间的耗热量（ KJ）;1256 每立方米蒸汽的热容量（KJ/m 3）Vs自由空间体积（m3）（5 ）蒸汽用量(Q1 Q 2 Q3 Q4)2500(15-22 )式中Gz蒸汽用量（kg）;B 损失系数，取1.31.5 ;2500 蒸汽含热量（kJ/kg ）。2.煤耗用量计算煤耗用量根据蒸汽用量按下式计算：（Q1 Q2 Q3 Q4）G m1 2R(15-23 )式中 Gm耗热量（kg）n管道效率系数，取 0.8 ;n2锅炉效率系数，取

10、0.6 ;R煤发热量，取 2500kJ/kg ;其他符号意义同前。【例15-10】 商住楼混凝土柱，截面尺寸为0.6m X0.8m ,高5.5m , 采用空腔钢模板通蒸汽加热，钢模板重 800kg，聚苯乙烯板重23kg，环 境气温Ta=-10 C，混凝土浇注完毕时的温度 T0 = 15 C，升温时间Ti= 8h， 达到Th=75 C，保持恒温T2 = 20h,试求蒸汽需求量和耗热量。【解】加热混凝土所需热量由式（15-18 ）得：Q1 GcfTh T ） G2C2（Th T）2400 1 0.6 0.8 5.5 75 15 kJ380160 kJ加热模板和保温层所需热量由式（15-19 ）得:

11、Q2 GG（Th T ） G2C2（Th T ）800 0.4875 10 kJ23 1.4775 10 kJ35514 kJ-W m2 K 2.23W m2 K0.040050.1140.17ThT。275 15 C45 C0.6 0.82 5.5m215.4m2在环境中散失的热量由式（15-20 ）得:Q3 AKT1 Tp Ta 3.6 AKT2 Th Ta 3.615.4 2.23 8 1.3 45 103.6kJ 15.4 2.23 20 1.3 75 103.6kJ343942kJ蒸汽充满自由空间的耗热量由式（15-21 ）得:Q41256Vs 1256 0.77kJ967kJ蒸汽需

12、要量由式（15-22 ）得：Q1 Q2 Q3 Q4G z2500380160355143439429671.5,kg2500456 kg耗煤量由式（15-23 ）得：Q1 Q2 Q3 Q4G m1 2 R380160355143439429671.5,kg0.8 0.6 250095kg故知需耗蒸汽456kg、耗煤95kg。15.5.3蒸汽套法计算蒸汽套法是在混凝土模板外再设一层紧密不透气得外套，其间通入蒸汽来加热混凝土，下部蒸汽套在浇筑混凝土前装设，上部蒸汽套随浇随设。在下部蒸汽套内设通气主管，主管上每隔2.53.0m设一根直径19mm喷汽段管，或在汽管上每隔1.5m幵一直径36mm的喷汽孔

13、。管道保持 一定坡度，以便冷凝水的排出。蒸汽通过在混凝土板上留设的50mm X50mm （间距 1.5m ）或 100mm X100mm （10 15m 2 设一个）送汽孔 进入上层汽套，加热温度一般能保持在3040 C，耗汽量一般为 6001200kg/m 3。加热整体浇筑的结构时，其温度升降速度不得超过表15-8 中的数据。本法适用于平面结构，如梁、楼板的加热。 蒸汽套法计算包括：加热时间计算和所需热量计算两部分。 1.加热时间计算（ 1）混凝土的升温时间 t1（15-24 ）式中T混凝土的恒温温度C）:To 混凝土的初温（C）;V混凝土升温速度（C /h ）o（ 2）混凝土的恒温加热时间 t2（ 15-25 ）式中to混凝土在+20 C养护条件下达到要求强度的时间，可由表15-3 查得；mi、m2分别为温度在和 T的当量系数，可由上篇表 15-8查出；其他符号意义同前。蒸汽养护的混凝土强度增加百分率见表 15-4 o表15-3自然养护不同温度与龄期的混凝土强度增长百分率(%)水泥品种和等级硬化龄期Id混凝土硬化时