黑龍江省某電站混凝土澆筑溫度計算

王守和

(龍江縣水務(wù)局，黑龍江 龍江161199)

1 工程概況

水電站工程等別為Ⅲ等中型水利工程，主要建筑物有重力壩、溢流壩、河床式電站，其中重力壩、溢流壩采用常態(tài)混凝土澆筑。工程重力壩最大壩高19 m，最大壩長680 m，其中重力壩長300 m，溢流壩段長380 m。

工程所在流域?qū)儆诟呔暥群疁貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候，冬季嚴(yán)寒干燥而漫長，夏季溫?zé)岫嘤甓虝?，春季少雨干旱多大風(fēng)，秋季降溫迅速多早霜。據(jù)呼瑪縣氣象站資料統(tǒng)計，多年平均氣溫－2.8 ℃，多年平均最低氣溫－9.7 ℃，極端最低氣溫－45.8 ℃，平均最高氣溫4.8 ℃，平均最高氣溫35.7 ℃。多年平均初霜期9月2日，終霜期5月31日，無霜期90 d。項目所在地區(qū)歷年各月地溫特征統(tǒng)計見表1。

表1 項目所在地區(qū)歷年各月地溫特征統(tǒng)計表

混凝土材料用量見表2。

表2 混凝土材料用量表

2 混凝土出機口溫度計算

2.1 計算原理

混凝土的出機溫度，即混凝土攪拌結(jié)束后，運輸前的溫度，主要取決于拌合前各種原材料的溫度［1］。各種原材料經(jīng)過拌和機拌制，會形成一個混合溫度，即不同溫度的原材料經(jīng)過拌和機的拌制熱量相互傳遞，最后形成一個溫度。另外，機械拌合也會產(chǎn)生熱量(國內(nèi)部分文獻(xiàn)作者認(rèn)為，機械拌合熱量微乎其微不予考慮)也應(yīng)計入溫升值［2］。

1)水泥溫度，罐裝水泥從制作、裝罐、運輸?shù)焦さ販囟纫话銥?0 ℃～50 ℃。

2)水溫:水溫可以根據(jù)澆筑月份平均氣溫計算。

3)骨料溫度:骨料溫度跟當(dāng)?shù)貧鉁亍穸群腿照諘r間有關(guān)。

4)粉煤灰溫度:粉煤灰溫度同水泥溫度。

5)機械熱:混凝土在拌合過程中各種成分摩擦、翻滾的發(fā)熱，根據(jù)國內(nèi)外經(jīng)驗，一般取全部機械熱為4 000 kJ/m3。

其計算公式為:

式中:Gi為i 級骨料的含量，kg;ti為i 級骨料的溫度，℃;ci為i 級骨料的比熱容，kg/(kg·℃);F 為水泥和摻合料(粉煤灰)的含量，kg;tc水泥和摻合料(粉煤灰)的溫度，℃;cc為水泥和摻合料(粉煤灰)的比熱容，kJ/(kg·℃);ω 為單位混凝土的實際加水量，kg;tw為水的溫度，℃;cw為水的溫度，℃;ri為第i 級骨料的含水率。

若加冰拌合，出機口溫度計算為:

式中:I 為加冰量，kg;η 為片冰冷量利用率，根據(jù)片冰的干燥程度選取90% ～100%。

2.2 出機口溫度計算

表3 混凝土出機口溫度計算過程詳表

3 混凝土的入倉溫度計算

混凝土的入倉溫度，即混凝土拌合后經(jīng)運輸工具運輸至施工場地，未振搗前狀態(tài)的混凝土?；炷恋娜雮}溫度隨著混凝土運輸工具類型、運輸時間和轉(zhuǎn)運次數(shù)而改變。其計算公式為:

式中:TB，p為混凝土入倉溫度，℃;T0為混凝土出機溫度，℃;Ta為混凝土運輸時的氣溫，℃;θi為有關(guān)的系數(shù)，其數(shù)值為:混凝土裝、卸和轉(zhuǎn)運，每次0.032;混凝土運輸時，θ = At;t 為運輸時間，min;A 為混凝土運輸過程冷量(或熱量)損失計算參數(shù)，參見表4。

表4 混凝土運輸過程冷量(或熱量)損失計算參數(shù)A 值

4 混凝土澆筑溫度計算

4.1 計算原理

混凝土經(jīng)過平倉振搗后的溫度為澆筑溫度，其計算公式為:

式中:Tp為混凝土澆筑溫度，℃;τ 為混凝土平倉振搗到上層混凝土覆蓋前的全部時間，min。

4.2 澆筑溫度計算

混凝土入倉及澆筑溫度計算，見表5。

表5 混凝土入倉及澆筑溫度計算詳表

5 結(jié) 論

混凝土的澆筑溫度是混凝土溫度控制計算的基礎(chǔ)，本論文介紹了混凝土澆筑溫度的計算原理、計算過程并且舉例說明，對同類工程起到參考作用。

［1］紀(jì)云生．水利水電工程施工組織設(shè)計手冊［M］. 北京:中國水利水電出版社，1987:8 －12.

［2］李斌，郝繼峰. 濟(jì)源市蟒河口大壩冬季混凝土施工技術(shù)研究與應(yīng)用［J］. 施工組織設(shè)計:2011年度論文集，2012(03):6 －11