高层建筑施工：混凝土保温材料厚度计算

混凝土采取保温养护有两种做法：第一种是在冬季寒冷气温下，为使混凝土不被冻坏而保持正常硬化，或在寒潮作用下不致出现温度陡降，使混凝土急剧冷却（或受冻）而产生裂缝（或冻伤），因此对混凝土表面采取的保温措施。第二种是在春秋气温情况下，为了减少混凝土内外温差、延缓收缩和散热时间（使后期缓慢地降温），使混凝土在缓慢的散热过程中获得必要强度来抵抗温度应力，同时降低变形变化的速度（使其缓慢地收缩），充分发挥材料徐变松弛特性，有效地削减约束应力，使其小于该龄期抗拉强度，防止内外温差过大并超过允许界限（一般为20～25℃）而导致出现温度裂缝，从而采取在混凝土裸露表面适当覆盖保温材料的措施。本节主要只介绍第二种情况的保温计算。

保温法温控计算包括选定保温材料，计算保温材料需要的厚度。其计算根据热交换原理，假定混凝土的中心温度向混凝土表面的散热量，等于混凝土表面保温材料应补充的发热量，故混凝土表面保温材料所需厚度可按下式计算：

式中　δi——混凝土表面的保温层厚度，m；

H——混凝土结构的实际厚度，m；

λi——第i层保温材料的导热系数，W／（m·K），按表8.8取用；

λ——混凝土的导热系数，取2.3 W／（m·K）；

Tmax、Tb、Ta——混凝土浇筑体内的最高温度、混凝土浇筑体表面温度、混凝土达到最高温度时（浇筑后3～5 d）的大气平均温度，Tb－Ta可取12～20℃，Tmax－Tb可取20～25℃；

Kb——传热系数的修正值，即透风系数。对易于透风的保温材料组成，取2.6或3.0（指一般刮风或大风情况，下同），对不易透风的保温材料，取1.3或1.5，对混凝土表面用一层不易透风材料、上面再用容易透风的保温材料组成，取2.0或2.3。(www.xing528.com)

这种保温养护方法大多采取在表面覆盖1～2层草袋（或草垫、下同），或一层塑料薄膜一层草袋。草袋要上下错开，搭接压紧，形成良好的保温层。

根据实践，如在模板四周盖两层草袋保温，一方面可使混凝土外表与气温差缩小到10℃以内，同时可减少混凝土表面热扩散，充分发挥混凝土强度的潜力松弛作用，使应力小于抗拉强度；另一方面能保持适当的湿养护（或浇少量水湿润），有利于水泥的水化作用顺利进行和弹性模量的增长。前者可提高早期抗拉强度，防止表面脱水；后者可增强抵抗变形能力。通过大量工程实践证明，保温养护对防止大体积混凝土基础出现有害的、深层的或贯穿性的温度收缩裂缝是有效的。

【例8.3】　某大体积混凝土基础底板，厚度H＝2.5 m。在3 d时混凝土内部中心温度Tmax＝52℃，实测混凝土表面温度Tb＝25℃，大气温度Ta＝15℃，混凝土导热系数λ＝2.3 W／（m·K），试求表面所需保温材料的厚度。

【解】因Tmax－Tb＝52－25＝27℃＞25℃，故需保温。

设用草袋保温，其导热系数λi＝0.14 W／（m·K），属易透风的保温材料，取K0＝2.6。保温材料的厚度由式（8.13）计算得：

故知，用7 cm厚草袋覆盖保温可控制裂缝出现。