大连理工大学网络教育学院
本科生毕业论文（设计）
题目：浅谈水工大体积混凝土裂缝成因及防治措施
层 次： 专科起点本科
专 业： 工程管理
年 级： 年 季
学 号：
学 生：
指导教师：
完成日期： 2022年4月28日
随着我国的不断发展，丰富的水电能源将进一步开发，水利工程建设的规模不断扩大，水利工程的建筑物属于大体积混凝土工程。工程的一次性混凝土浇筑量大，工程十分复杂，因而如若施工的措施控制不力，水泥在水化反应的过程中会释放水化热，其释放的水化热产生的温度变化及混凝土收缩的共同作用，就会导致大体积混凝土因为温度应力而容易开裂。轻度会影响到混凝土的耐久性，重者则严重影响建筑构筑物安全性能。因此，对大体积混凝土的裂缝采取必要的预防十分重要。本文结合混凝土裂缝的类型，分析了其产生裂缝的原因，并理论联系实际，通过辽宁白石水库在运行过程中的裂缝问题以及对混凝土裂缝的防治措施进行论述总结，证实对混凝土的内部温度进行检测以及对原材料、混凝土拌合物入模和浇筑温度进行检测能有效避免裂缝产生。
关键词：水工；大体积混凝土；裂缝；措施
目录
内容摘要························································································ I
引言····························································································· 1
1水工大体积混凝土的应用································································· 3
1.1水工大体积混凝土的应用·························································· 3
1.2裂缝的危害··········································································· 3
1.3研究课题的提出····································································· 4
2水工大体积混凝土裂缝产生原因························································· 6
2.1温度裂缝·············································································· 6
2.2收缩裂缝·············································································· 7
2.3结构裂缝·············································································· 7
3水工大体积混凝土裂缝防治措施························································· 9
3.1温度裂缝防治措施·································································· 9
3.2收缩裂缝防治措施································································· 10
3.3结构裂缝防治措施································································· 10
4水工大体积混凝土应用案例分析························································ 11
4.1水工大体积混凝土应用案例的简要介绍······································· 11
4.2水工大体积混凝土应用情况分析··············································· 11
4.3水工大体积混凝土裂缝防治····················································· 11
4.4施工情况和效果···································································· 14
5 结论与展望················································································ 15
参考文献······················································································ 16
引言
随着改革开放以来，“南水北调”、“西气东输”等战略的实施，丰富的水电资源将得到进一步开发，而待开发的水电工程中大部分为混凝土工程，对于大体积混凝土而言，其裂缝控制一直是项目取得成功的关键之一。很多结块的体积较大的混凝土中存在了许多的气孔，小裂缝，由于气孔和裂缝会导致钢筋内部产生腐蚀，从而降低钢筋混凝土的承载力、耐用及耐渗，影响建筑物的外观、使用寿命，甚至会威胁到人民的生命、财产安全[1]。因此，为了确保水利工程的安全，避免财产和生命的损失，保持良好的社会和经济的可持续发展，对大体积商品混凝土裂缝的原因，研究对策，具有重要的经济意义和社会意义。对水工大体积混凝土的裂缝控制，国内有较多的大专院校和科研机构开展了这方面的理论分析和科研试验，也有较多的论文和专著发表、出版，但其对计算边界约束条件的界定和计算参数的选取仍然难以准确反映工程的实际情况，据此计算结果所确定的混凝土裂缝控制仍难以吻合工程的真实需要水平；在大体积混凝土的裂缝控制方面，国际上目前应用于国内的科研成果主要是一些大型的通用（或专用）结构分析软件包（如ANSYS等）[2]。但由于规范衔接上的困难，目前使用范围极其有限，而且价格也极其昂贵，一般施工项目难以承受。有鉴如此，有必要通过对拟建大型水电工程施工中混凝土及其原材料全过程的温度监测，探索其温度变化所具有的热力学规律，经过系统的试验、监测和科学严谨的理论分析，建立起一套符合工程实际情况的混凝土温控的科学方法等应对大体积混凝土的裂缝控制，为即将到来的水电大开发进程中水工混凝土施工技术的发展作出贡献。
本文开篇第一章首先分析了大体积混凝土的概念以及应用范围，提出大体积混凝土存在的问题，分析大体积混凝土裂缝的危害，第二章重点分析大体积混凝土裂缝产生的种类和原因，如温度裂缝、收缩裂缝、结构裂缝产生的机理以及此裂缝的特征。在第三章提出水工大体积混凝土裂缝的具体防治措施，从原材料选择、混凝土配合比设计、施工及养护措施多方面提出了相应的裂缝防治措施和技术。最后第四章结合工程实例介绍温控措施、延缓混凝土降温速率——养护及保、改善结构设计、监测与预报施工情况和效果等方面提出了裂缝控制的技术措施。
本文的研究思路从学习水工大体积混凝土的理论着手，通过查阅文献，分析水工大体积混凝土裂缝的产生及控制措施，并了解近年来对水工大体积混凝土裂缝控制等方面的最新动态。然后，对辽宁省白石水库的工程某进行了详细的调查和分析，通过对混凝土的原材料检测，研究不同母岩砂石骨料等参数以及在不同时间空间上变化规律的不同、不同材质保温材料效果的不同等，对水工大体积混凝土裂缝的控制提出了意见和建议。
1水工大体积混凝土的应用
1.1水工大体积混凝土的应用
现在对大体积混凝土还没有一个明确的定义，我国《大体积混凝土施工规范》规定：最小的体积尺寸为1m的大体积混凝土，也许会因为里面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[5]。与建筑大体积混凝土想必，水工大体积混凝土的主要特点就是单位体积的混凝土的水泥用量比较大，水泥在水化过程中产生的热量较多，绝热温升比较大，温度的峰值比较高，内外的温度梯度和温差较大，升温以及降温的速度比较快。而当混凝土内外温差较大时，会使混凝土产生温度裂缝，影响结构安全和正常使用。比如常态混凝土双曲中厚拱坝，位于严寒的地理位置，受到准噶尔盆地的古尔班通古特沙漠影响，导致气温的年较差十分悬殊，非常容易产生裂缝，裂缝一旦产生，往往会引起渗漏溶蚀、环境水侵蚀、冻融破坏及钢筋锈蚀等危害。所以必须从根本上分析它，来保证施工的质量。
1.2裂缝的危害
大体混凝土所建的建筑物最常见的问题是裂缝，没有裂缝的混凝土建筑物几乎没有。而且裂缝是由于多种不同因素造成的。裂缝对水利水电工程的造成的影响不同，严重的将危及到水利水电工程的整体性和稳定性。另外，裂缝往往会引起渗漏溶蚀、环境水侵蚀、冻融破坏及钢筋锈蚀等危害[6]。裂缝的存在对于水工大体积混凝土来说，会对水利水电工程建筑物的耐久性产生巨大的危害。主要表现在一下几个方面。
（1）裂缝会使进水口出现渗漏。其渗漏导致的后果，一方面裂缝会在水压下不断地变大变宽；另一方面，当水渗入到混凝土的内部后，会让水泥分解。空气和水结合变成碳酸钙，这也就是经常说的混凝土的碳化。混凝土碱性下降，使钢筋的钝化膜受到破坏，一旦水和空气同时发生渗入时，会腐蚀生锈。同时当混凝土的碳化加剧了混凝土的裂缝，破坏了混凝土结构。从而影响强度以及稳定性。
（2）混凝土表面裂缝的存在会影响构件美观；其次表面裂缝对混凝土的耐久性也产生一定的影响，由于裂缝直接嵌入结构体，所以将减小混凝土保护层厚度，给钢筋锈蚀留下隐患；另外施工时要对裂缝进行二次处理，费工费料。正是上述原因，工程上一直对大体积混凝土出现裂缝的问题比较重视，而混凝土出现裂缝又是很难避免的，这使得防止裂缝耗费了大量的人力财力。
1.3研究课题的提出
裂缝的产生对大体积混凝土来说，会直接影响工程结构的整体性及耐久性，这是直接关系混凝土结构使用的功能的，如果不能准确地学习大体积混凝土的结构开裂其原因并掌握应对这类问题的有关施工措施的话，那么，最终在实际的生产中就会很难确保施工质量。在实际生产过程中，大体积混凝土的开裂是无可避免的，由温度及温度变化引起的开裂居多，因此解决大体积混凝土的裂缝问题也就是如何控制大体积混凝土温度变化的问题。本论文主要对水工大体积混凝土的裂缝成因、控制措施进行研究讨论，依据各原因、措施和相关经验，对裂缝的防治措施进行阐述，并提出合理的控制措施和改进建议。
