[发明专利]最高环境温度浇筑时段混凝土浇筑温度的快速计算方法

说明书

本发明提供一种可计算最高环境温度浇筑时段混凝土浇筑温度的快速计算方法，根据有限元计算，推导浇筑铺筑层浇筑期间温度回升和浇筑厚度、外界气温、铺筑层浇筑时间、导热系数、表面放热系数和导温系数等参数的关系，并利用有限元计算方法对计算结果进行验证，依本发明的方法，无需进行差分或有限元计算即可计算出铺筑层浇筑期间的温度回升，计算过程较为简单。依照本专利的计算方法，不仅可计算日平均浇筑温度，还可计算出最高环境温度时段的浇筑温度，计算结果更适于实际工程应用。此外，本发明用水化度理论估算混凝土浇筑期间混凝土水化放热对混凝土浇筑温度的影响，提高了浇筑温度计算的准确性。

技术领域

本发明涉及一种可计算最高环境温度浇筑时段混凝土浇筑温度的快速计算方法，属于水利水电工程技术领域。

背景技术

混凝土浇筑施工过程中，1.5～3.0m厚的浇筑层需要分成若干铺筑层，例如，铺筑层厚度为0.3m时，对于1.50m厚的浇筑层，需要分成5个铺筑层，逐层向上浇筑，设混凝土入仓温度为T₁，经平仓和铺筑层浇筑完毕，上层覆盖新混凝土时，老混凝土的温度为浇筑温度。实际工程中，浇筑温度测量点一般在铺筑层表面以下10cm位置。

控制浇筑温度是混凝土温控防裂的重要措施之一。目前，生产混凝土材料 (水、石和沙)的温度可以直接测量，但由于混凝土生产、运输和浇筑过程中受外界气温和自身水化放热温升的影响，混凝土温度将发生较大变化。根据混凝土原材料温度计算混凝土浇筑温度需要解决以下几个问题：

1)外界环境温度计算。混凝土生产到浇筑过程中的温度变化主要因素为外界温度和混凝土温度的差异，精确计算混凝土生产和浇筑过程中的外界温度十分重要。目前外界温度通常按平均气温考虑，较难计算准确浇筑过程中的最高温度，需要进一步研究。

2)出机口温度的计算。出机口温度为混凝土拌合结束时的温度。出机口温度和混凝土原材料温度以及出机口温度控制措施有关。由原材料温度计算出机口温度的计算方法目前已经较为成熟。

3)入仓温度的计算。混凝土生产后需经过运输吊运才能到达仓面进行浇筑，期间受环境温度等影响会产生温度变化。由出机口温度得到入仓温度的相关计算目前也已经较为完备。

4)浇筑期间的温度回升，包括平仓期间的温度回升、铺筑过程中的温升和浇筑期间自身水化放热温升。平仓期间的温度回升目前已经较为完善，铺筑过程中的温升和浇筑期间自身水化放热温升需要进一步研究。

目前，一般采用显式差分解法计算混凝土浇筑温度，计算过程十分复杂，且存在误差，需要进一步改进。

发明内容

鉴于上述原因，本发明的目的在于提供一种可计算最高环境温度浇筑时段混凝土浇筑温度的快速计算方法，根据有限元计算，推导浇筑铺筑层浇筑期间温度回升和浇筑厚度、外界气温、铺筑层浇筑时间、导热系数、表面放热系数和导温系数的关系，无需进行差分或有限元计算即可计算出铺筑层浇筑期间的温度回升，较现有方法计算过程更为简单，结果更加准确。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种可计算最高环境温度浇筑时段混凝土浇筑温度的快速计算方法，

混凝土浇筑温度为：

T_p＝T_p估n+ΔT_P (1)

其中，T_p估n为混凝土浇筑温度的第n次计算的估算值，ΔT_P为老混凝土热传导引起的浇筑温度的修正项，单位为℃；