混凝土蒸汽加热法计算

混凝土蒸汽加热法计算混凝土蒸汽加热法计算 15.5.115.5.1 蒸汽养护参数计算蒸汽养护参数计算 蒸汽养护一般分预养、升温、恒温及降温四个阶段。 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、混凝土的干硬度及模板情况有关，见表 15-1。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℃/h；表 面系数﹤6m-1时，升温速度不得超过10℃/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。 表表 15-115-1 升温速度极限值参考表（℃升温速度极限值参考表（℃/h/h）） 预养时间/h 干硬度 /S ﹥30 ﹤30 ﹥30 ﹤30 刚性模型密 封养护 不限 不限 不限 不限 带模养护 30 25 20 15 脱模养护 20 - 15 - ﹥4 ﹤4 恒温温度及恒温时间的确定， 主要取决于水泥品种、 水灰比及对 脱模的强度要求，参见表 15-2。 1. 升温时间计算 升温时间可由下式计算： T 1  t 0 t 1（15-15） V 1 式中 T 1——升温时间（h） ； t 0——恒温温度（℃） ； t 1——车间温度（℃） ； V 1——升温速度（℃/h） 。 表表 15-215-2 恒温时间参考表恒温时间参考表 恒温温度 水灰比 硅酸盐 水 泥 矿渣硅酸盐 水泥 火山灰硅酸 盐水泥 达设计强度 70%达 设计强度 50% 达设计强度 70%达 设计强度 50% 达设计强度 70%达 设计强度 50% 95℃80℃ 0.6 10.5 4 14 8 11 6.5 60℃ 0.40.50.6 9 4 13 6 11 14 6 17 9 13 18 10 20 12 16 0.40.50.60.40.5 —————— 5710 5 8 4 4.57 1.52.5 8 3 6.5 3.5 10 5 9 5 2.53.5 4 2 6 3.56.58.510.5 注：1.当采用普通硅酸盐水泥时，养护温度不宜超过 80℃。 2.当采用矿渣硅酸盐水泥时，养护温度可提高到 85℃～95℃。 2.降温时间计算 降温时间可由下式计算： T 2  t 0 t 2（15-16） V 2 式中 T 2——升温时间（h） ； t 0——恒温温度（℃） ； t 2——出坑允许最高温度（℃） ； V 2——坑内降温速度 （℃/h） ， 表面系数≥6m -1，取 V 2≤10℃ /h；表面系数≤6m-1，取 V 2≥5℃/h。 3.出坑允许最高温度计算 出坑允许最高温度 t 1（℃） ，一般可按下式计算： （15-17） t 2  t 1  t 式中 t 2——车间内温度（℃） ； t——构件与车间的允许最大温度 （℃） 。 对采用密封养护的 构件， 取t＝40℃； 对一般带模养护构件， 取t＝30℃； 对脱模养护构件，取t＝20℃；对厚大构件或薄壁构 件，t取值壁以上值再低 5～10℃。 4．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℃） ，降温 2h，则蒸汽养护制度表达式 为： 3+3+5（95℃）+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℃/h，车间温度 20℃，试拟定蒸 汽制度的试验方案。 【解】（1）确定升温速度：查表15-1 升温速度 V 1 为 20℃/h； （2） 确定恒温温度及恒温时间： 查表 15-2， 取恒温温度 T 0=80℃, 恒温时间为 7h； （3）确定升温时间（T 1） ：按式（15-15）得： T 1  t 0 t 1 8020 h  3h V 1 20 （4）确定降温时间（T 2） ：构件与车间的允许最大温度差Δt 取 30℃， 则出坑允许最高温度t 2  t 1  t  20C 30C  50C， 由式 （15-16） 得： T 2  t 0 t 2 8050 h  2h V 2 15 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，如果恒温温度为 80℃，应增减恒温时间 2h， 如恒温温度为 95℃，则增减恒温时间 1h。 本例所拟定的另外两个蒸养制度方案是： 33580C 2h 3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℃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。 15.5.215.5.2 蒸汽热模法计算蒸汽热模法计算 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 L50×5 角钢作骨架，在紧贴混凝土的一面 满焊 3mm 厚钢模板，另一面满焊 1.5mm 厚钢板,在中间的角钢肋上钻 Φ10mm 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300～400kg。 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 （15-18） Q 1 cVT h T 0  式中 Q 1——加热混凝土所需热量（KJ） ； ——混凝土表观密度，取 2400kg/m3； c——混凝土比热容，取 1.0kJ/kg·K； V——混凝土体积（m3） ； T h——混凝土恒温温度（℃） ； T 0——混凝土浇筑完毕时的温度（℃） 。 （2）加热模板和保温层所需热量 Q 2  G 1c1 (T h T ） G2c2 (T h T ） 式中 Q 2——加热模板和保温层所需热量（kJ） ； G 1 、G 2——分别为模板、保温层的重量（kg）; c 1、c2——模板、保温层的比热容（kJ/kg•K） T a——环境温度； 其它符号意义相同。 （3）在周围环境中散失的热量 Q 3  AKT 1（Tp T ） 3.6 AKT2 （T h T ） 3.6 (15-20) 式中 Q 3——在周围环境中散失的热量（KJ） ； A——散热面积（m2）; （15-19） ; K——维护层的传热系数（W/m2•K）按上篇式（15-20）计算； ω ——透风系数按上篇表 15-14 取用； T p——混凝土平均温度（℃） ； T 1——升温阶段所经历的时间（h） ； T 2——恒温阶段所经历的时间（h） 。 （4）蒸汽充满自由空间的耗热量 Q 4＝1256Vs 式中 Q 4——蒸汽充满自由空间的耗热量（KJ） ； 1256——每立方米蒸汽的热容量