土木工程材料结课论文
大体积混凝土
题目：对大体积混凝土的认识
学院：江河建筑学院
专业：建筑学
姓名：*** 学号：20**56** 班级：建筑学1302
指导教师：**
时间：2015.06
对大体积混凝土的认识及了解
概要：此论文是土木工程材料的结课论文，主要是介绍一下我在老师的课堂上学习以及自己在网络上了解到的关于大体积混凝土相
关知识。

关键词：大体积混凝土裂缝温度修补
定义：混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有
害裂缝产生的混凝土，称之为大体积混凝土。

一、材料特点
大体积混凝土结构厚实，混凝土量大，工程条件复杂（一般都是地下现浇钢筋混凝土结构），施工技术要求高，水泥水化热较大（预计超过25度），易使结构物产生温度变形。

大体积混凝土除了最小断面和内外温度有一定的规定外，对平面尺寸也有一定限制。

因为平面尺寸过大，约束作用所产生的温度力也愈大，如采取控制温度措施不当，温度应力超过混凝土所能承受的拉力极限值时，则易产生裂缝。

二、产生裂缝的原因
1、水泥水化放热泥水化过程中放出大量的热，且主要集中在浇筑后的7 d左右，从而使混凝土内部升高。

(可达70℃左右，甚至更高)。

尤其对于大体积混凝土来讲，这种现象更加严重。

因为混凝土内部和表面的散热条件不同，因此混凝土中心温度很高，这样就会形成温度梯度，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。

当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时混凝土表面就会产生裂缝。

2、收缩裂缝。

混凝土在空气中硬结时体积减小的现象称为混凝土收缩。

混凝土在不受外力的情况下的这种自发变形，受到外部约束时(支承条件、钢筋等)．将在混凝土中产生拉应力，使得混凝土开裂。

引起混凝土的裂缝主要有塑性收缩、干燥收缩和温度收缩等三种。

在硬化初期主要是水泥石在水化凝固结硬过程中产生的体积变化，后期主要是混凝土内部自由水分蒸发而引起的干缩变形。

3、外界气温变化引起的裂缝。

体积混凝土结构在施工期间，外界气温的变化对防止大体积混凝土裂缝的产生起着很大的影响。

混凝土内部的温度是由浇筑温度、水泥水化热的绝热温升和结构的散热温度等各种温度叠加之和组成。

浇筑温度与外界气温有着直接关系，外界气温愈高，混凝土的浇筑温度也就会愈高；如果外界温度降低则又会增加大体积混凝土的内外温度梯度。

如果外界温度的下降过快，会造成很大的温度应力，极其容易引发混凝土的开裂。

另外外界的湿度对混凝土的裂缝也有很大的影响，外界的湿度降低会加速混凝土的干缩，也会导致混凝土裂缝的产生。

三、防止裂缝产生的方法
1.优选原材料。

首先，可以选用水化热较低的水泥。

由于温差主要是由水化热产生的，所以为了减小温差就要尽量降低水化热，为了降低水化热，要尽量采取早期水化热低的水泥。

由于水泥的水化热是矿物成分与细度的函数，要降低水泥的水化热，主要是选择适宜的矿物组成和调整水泥的细度模数。

在施工中一般采用中热硅酸盐水泥和
低热矿渣水泥。

另外，在不影响水泥活性的情况下，要尽量使水泥的细度适当减小，因为水泥的细度会影响水化热的放热速率。

其次，可以掺加粉煤灰。

由于粉煤灰中含有大量的硅、铝氧化物，这些硅铝氧化物能够与水泥的水化产物进行二次反应，是其活性的来源，可以取代部分水泥，从而减少水泥用量，降低混凝土的热胀；由于粉煤灰颗粒较细，能够参加二次反应的界面相应增加，在混凝土中分散更加均匀；同时，粉煤灰的火山灰反应进一步改善了混凝土内部的孔结构，使混凝土中总的孔隙率降低，孔结构进一步的细化，分布更加合理，使硬化后的混凝土更加致密，相应收缩值也减少。

第三，加入适量外加剂。

加入外加剂后能减小混凝土收缩开裂的机会。

减水剂的主要作用是改善混凝土的和易性，降低水灰比，提高混凝土强度或在保持混凝土一定强度时减少水泥用量，而水灰比的降低，水泥用量的减少对防止开裂是十分有利的；缓凝剂的作用一是延缓混凝土放热峰值出现的时间，由于混凝土的强度会随龄期的增长而增大，所以等放热峰值出现时，混凝土强度也增大了，从而减小裂缝出现的机率，二是改善和易性，减少运输过程中的塌落度损失；引气剂在混凝土的应用对改善混凝土的和易性、可泵性、提高混凝土耐久性能十分有利。

在一定程度上增大混凝土的抗裂性能。

2.采用合理的施工方法。

首先，混凝土的拌制过程中，要严格控制原材料计量准确，同时严格控制混凝土出机塌落度；要尽量降低混凝土拌合物出机口温度，拌合物可采取以下两种降温措施：一是送冷风对拌和物进行冷却，二是加冰拌合，一般使新拌混凝土的温度控制
在6℃左右。

其次，在混凝土浇注、拆模过程中，要做好控制措施。

浇注过程中要进行振捣方可密实，振捣时间应均匀一致以表面泛浆为宜，间距要均匀，以振捣力波及范围重叠二分之一为宜，浇注完毕后，表面要压实、抹平，以防止表面裂缝；浇注混凝土要求分层浇注、分层流水振捣，同时要保证上层混凝土在下层初凝前结合紧密；避免纵向施工缝、提高结构整体性和抗剪性能；尽量避开在太阳辐射较高的时间浇注；混凝土在实际温度养护的条件下，强度达到设计强度的75%以上，混凝土中心与表面最低温度控制在25℃以内，预计拆模后混凝土表面温降不超过9℃以上允许拆模。

第三，做好表面隔热保护。

混凝土浇注后，由于内部较表面散热快，会形成内外温差，表面收缩受内部约束产生拉应力，但是这种拉应力通常很小，不至于超过混凝土的抗拉强度而产生裂缝。

但是如果此时受到冷空气的袭击，或者过分通风散热，使表面温度降温过大就很容易导致裂缝的产生，所以混凝土拆模后，特别是低温季节，应立即采取表面保护，防止表面降温过大，引起裂缝。

另外，当日平均气温在2～3天内连续下降不小于6～8℃时，28天龄期内混凝土表面必须进行表面保护。

第四，做好养护措施。

混凝土浇注完毕后，应及时洒水养护以保持混凝土表面经常湿润，这样既减少外界高温倒灌，又防止干缩裂缝的发生，促进混凝土强度的稳定增长。

一般在浇注完毕后12～18小时内立即开始养护，连续养护时间不少于28天或设计龄期。

第五，做好通水冷却工作。

若是在高温季节施工，则要在初期采用通制冷水来降低混凝土最高温度峰值，但注意，通水时间不能过长，
因为时间过长会造成降温幅度过大而引起较大的温度应力。

为了削减内外温差，还应在夏末秋初进行中期通水冷却，中期通水一般采用河水，通水历时两个月左右。

后期通水是使混凝土柱状块达到接缝灌浆的必要措施，一般采用通河水和通制冷水相结合的方案。

三、大体积混凝土裂缝的处理方法
如果没有有效的预防措施，或者大体积混凝土的使用条件恶劣，会使大体积混凝土工程产生裂缝，对于这些已经产生的裂缝，需要有一些处理方法，来保证大体积混凝土的正常工作。

本章就大体积混凝土裂缝的处理方法进行分析总结。

1、表面修补法。

表面修补法是一种简单、常见的修补方法，包括表面涂抹法和表面贴面法。

它主要适用于修补稳定裂缝，同时裂缝宽度较细、较浅（宽度小于0.3mm）。

当表面裂缝不多时，可在裂缝处用水冲洗，然后涂刷水泥净浆或将混凝土表面清洗干净并干燥后涂刷环氧树脂、沥青、油漆等；当表面有较多裂缝时，可沿裂缝附近用钢丝刷刷干净再用压力水清洗并湿润后，用水泥砂浆抹平或在表面刷洗干净并干燥后涂抹2～3mm厚的环氧树脂水泥。

对于有防水抗渗要求的迎水面，可在混凝土表面刷洗干净并干燥后，粘贴2～3层环氧树脂玻璃或橡胶沥青绵纸等以封闭裂缝。

2、填充法。

填充法主要适用于修补水平面上较宽的裂缝（大于0.3mm），根据裂缝的情况，可以直接向缝内填入不同粘度的树脂。

宽度小于0.3mm的裂缝则应先将开裂部位剔凿成V形或U形槽口，然后
清除浮灰，冲洗干净后先涂上一层界面剂或低粘度的树脂，以增加填充材料与混凝土的粘结力。

3、结构补强法。

结构补强法是在结构构件外部或结构裂缝四周浇铸钢筋混凝土围套或包钢筋、型钢龙骨，将结构构件箍紧，以增加结构构件受力面积，提高结构的刚度和承载力的一种结构补强加固方法。

这种方法适用于对结构整体性、承载能力有较大影响的深进及贯穿性裂缝的加固处理。

常用的方法有以下几种：加大混凝土结构的截面面积、在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。

4、灌浆法。

混凝土裂缝灌浆有水泥灌浆和化学灌浆两种，一般混凝土裂缝灌浆处理多采用化学灌浆。

大体积混凝土施工裂缝的接缝灌浆、较宽混凝土裂缝的灌浆一般都采用水泥灌浆。

上世纪60年代初，国内开始研究和处理工艺技术灌浆，应用环氧树脂、甲基丙烯酸酯进行混凝土裂缝灌浆处理，
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参考文献
[1] 胡建钊. 大体积混凝土施工技术的应用和研究.合肥工业大学专业硕士学位论文，2014.03
[2] 陈志刚.工程结构裂缝控制.哈尔滨工业大学出版社,2013,第1版。