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本科生毕业论文（设计）
题目：水工大体积混凝土裂缝控制技术的研究学习中心：江苏徐州沛县学院奥鹏学习中心〔17〕A层专
年
学
学次：业：专科起点本科水利水电工程秋季级：2013年号：生：[1**********]2张洪波
莫仁杰
2015年6月17日指导教师：完成日期：
内容摘要
随着水利工程建设的发展，大体积混凝土以其自身诸多优越性被广泛的应用于水利工程之中，同时大体积混凝土在浇筑后的开裂现象也逐渐的引起人们的高度重视。大体积混凝土构件由于水泥水化热、施工工艺和质量的原因、混凝土自身材料原因引起的收缩徐变以及冻胀作用等多方面的原因更容易产生温度裂缝或收缩裂缝等，为了确保构件的安全性，保障工程整体的功能性，我们通过减少水化热、加强养护阶段的温度控制和完工后的养护、分层浇筑混凝土、提高施工质量、及时对温度应力进行监测和控制等措施，减少裂缝的产生，保障工程的安全性、耐久性、使用功能。
关键词：大体积混凝土；裂缝；原因；措施
目录
内容摘要··············································································I引言···············································································11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大体积混凝土裂缝的危害············································3
1.3研究课题的提出························································42水工大体积混凝土裂缝产生原因···········································4
2.1温度裂缝·································································4
2.1.1裂缝产生机理····················································4
2.1.2温度裂缝的特征·················································5
2.2混凝土自身原因裂缝··················································5
2.3施工工艺和质量引起的裂缝···········································6
2.4冻胀引起的裂缝··························································63水工大体积混凝土裂缝防治措施···········································7
3.1温度裂缝防治措施·····················································7
3.1.1减少水化热························································7
3.1.2大体积混凝土养护阶段的温度控制和养护措施··········7
3.1.3采取分层浇筑大体积混凝土··································8
3.2混凝土自身原因裂缝的防治措施···································9
3.3提高施工质量·····························································9
3.4加强测温和温度监测与管理，实行信息化控制·················104水工大体积混凝土应用案例分析·········································10
4.1水工大体积混凝土应用案例工程概况····························10
4.2混凝土应用情况分析·················································11
4.3混凝土裂缝防治·························································115结论与展望····································································12参考文献············································································13
引言
随着我国国民经济的快速发展，混凝土材料被广泛应用在泵站、道路、隧洞、涵洞、桥梁等水利工程中，大体积混凝土也以其自身的优良特点被广泛的应用于水利工程中，如混凝土大坝、大型泵站基础等。
大体积混凝土没有明确的定义，国内通常情况下认为将最小断面尺寸中任意一个方向均为80厘米以上的混凝土构件，其尺寸已经大到必须采用相应的技术措施妥善处理温度差值，合理解决温度应力并控制裂缝开展的砼结构。在国外日本建筑学会和美国混凝土协会对大体积混凝土作了比较明确的定义。日本建筑协会认为：结构断面最小厚度在80厘米以上，同时水化热引起混凝土内部的最高温度与外界温度之差预计超过25度的混凝土，称为大体积混凝土。美国混凝土协会认为：任何就地浇筑的混凝土，其尺寸之大，必须解决水化热及随之引起的体积变形问题，以最大限度的减小裂缝。
从国内和国外对大体积混凝土的定义来看，大体积混凝土不是由其绝对的界面尺寸决定的，而是由是否产生水化热引起温度收缩应力来定性。
大体积混凝土有其各方面的优势的同时，在实际的应用过程中，大体积混凝土结构较之普通混凝土结构更容易产生裂缝。即便是早期表面裂缝在以后气温骤降形成的温度应力和外力的作用下，表面裂缝可发张成具有破坏性的贯穿逢和深层裂缝。贯穿裂缝和深层裂缝会破坏结构的整体性，改变混凝土的受力条件，使水工建筑物产生渗漏，渗漏的结果，还会使混凝土对钢筋的保护作用削弱，在裂缝部位，水拉性能减弱，裂缝进一步扩大，形成更大的危害。有使局部甚至整体结构发生破坏的可能，严重影响建筑物的质量和运行安全性。
大体积混凝土与普通混凝土结构的实质区别是由于混凝土中水泥水化热要产生热量，大体积混凝土内部的热量不如表面的热量散失得快，造成内外温差过大，所产生的温度应力可能会使混凝土开裂。但应用大体积混凝土结构的工程，特别是水下大体积混凝土工程结构，对工程构件的整体性要求比较高，施工中不允许留有施工缝，在混凝土浇筑完成后，由于水泥水化热、施工工艺和质量的原因、混凝土自身材料原因引起的收缩徐变以及冻胀作用等原因更容易产生温度裂缝或收缩裂缝等。轻则影响混凝土构件的安全性，重则导致工程整体的安全性和使用功能造成严重不良影响。
目前大体积混凝土裂缝控制已经逐渐引起工程设计人员及相关施工人员的重
视，在设计和施工中采取相应的措施对裂缝进行防治显得尤为重要，本文通过施工中制定合理的原材料配合比减少水泥水化热，采用合理的施工工艺，在施工中预埋温度控制工具对混凝土温度应力进行监控，完工后及时养护等几个方面阐述了温度控制措施，确保将大体积混凝土裂缝控制在设计允许的范围之内。
工程建设不断发展，对大体积混凝土的应用会日益普遍，而大体积混凝土出现的裂缝的状况不可避免，通过对大体积混凝土的产生裂缝的原因的分析，针对产生裂缝的原因提出问题的解决方法，控制大体积混凝土产生危害性的裂缝，对确保大体积混凝土构件的安全性和工程整体使用性具有重要的意义，推进大体积混凝土的广泛应用进程。
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
混凝土种类有很多种，按胶凝材料的不同可以分为水泥混凝土、沥青混凝土、石膏混凝土及聚合混凝土等；按密度不同可以分为重混凝土、轻混凝土；按功能不同可以分为结构用混凝土、道路用混凝土、水工混凝土、耐热混凝土、耐酸混凝土和防辐射混凝土等；按工艺不同又可以分为喷射混凝土、泵送混凝土等。
为了达到挡水、泄洪、输水、排泄、供水等目的，需要修建不同类型的建筑物，此类建筑物被称为水工建筑物。水工建筑物就其建筑本身具有较高的要求，水工建筑物要求具有耐久性、防冻性、防裂性、防腐蚀性、高强度性等要求。当水工建筑物体积较大时，相应需要浇筑混凝土构件的尺寸较大，通常称为大体积混凝土。为保障工程整体功能，大体积混凝土构件各方面的要求更加苛刻。在我国水利工程上大体积混凝土被普遍的应用，最具代表的工程是三峡大坝，三峡大坝的建成表明了大体积混凝土浇筑技术在水工建筑物的利用的成熟。
1.2大体积混凝土裂缝的危害
裂缝是大体积混凝土存在的较为普遍的问题，其对混凝土结构的伤害也十分严重。混凝土早期表面裂缝在以后气温骤降形成的温度应力和外力的作用下，表面裂缝可发张成具有破坏性的贯穿逢和深层裂缝。贯穿裂缝和深层裂缝会破坏结构的整体性，改变混凝土的受力条件，有使局部甚至整体结构发生破坏的可能，严重影响建筑物的质量和运行安全性。而大体积混凝土往往运用在一些重要的结构上，如建筑基础、大坝等，一旦出现裂缝，可能造成的损失会更加严重。
混凝土裂缝将使水工建筑物产生渗漏，渗漏的结果，一方面在压力水作用下使裂缝逐步扩宽和发展；另一方面当水渗入混凝土内部后首先会引起水解破坏，并可能由此导致混凝土结构物的破坏。
混凝土裂缝的存在，能使空气中的二氧化碳极易渗透到混凝土内部与水泥的某些水化产物相互作用形成碳酸钙，这就是常说的混凝土碳化。由于混凝土碳化会加剧混凝土收缩开裂，导致混凝土结构物破坏。在潮湿的环境下二氧化碳能与水泥中的化学成分相互作用，使混凝土的碱度降低，使钢筋纯化膜遭受破坏，当水和空气同时期渗入，钢筋就产生锈蚀。
混凝土的裂缝还会使混凝土对钢筋的保护作用削弱，在裂缝部位，水拉性能减弱，裂缝进一步扩大，形成更大的危害。
综上，大体积混凝土有害裂缝具有易发生、难控制，且发生后很难修补的特点，混凝土裂缝对混凝土结构物的结构强度和稳定性具有直接的影响。会降低混凝土结构物的结构强度和整体稳定性。轻则影响建筑物的外观和正常使用，严重的贯穿性裂缝甚至可能导致混凝土结构物的完全破坏。
1.3研究课题的提出
大体积混凝土的广泛应用在水利工程的重要构件，其裂缝产生的危害不容忽视，轻则导致构件出现裂缝影响构件的使用功能，重则影响工程的整体使用造成重大的经济损失。所以大体积混凝土的裂缝控制至关重要，本文通过对大体积混凝土裂缝产生原因进行细致的分析，对温度裂缝、收缩缝等裂缝产生的机理和原因深入分析，对不同原因产生的裂缝针对性的采取相应的控制措施。增加结构的安全性、耐久性。
2水工大体积混凝土裂缝产生原因
由于大体积混凝土自身的结构较为厚大，加之浇筑量大，工程条件复杂，导致产生开裂的原因较多，通过对以往应用大体积混凝土工程进行的调查发现，引起大体积混凝土开裂的主要原因不外乎有以下几种：
2.1温度裂缝
2.1.1裂缝产生机理
温度裂缝是大体积混凝土裂缝最常见的一种，其主要是由于水泥水化热的作用和外界温度变化的影响，水泥在水化过程中要产生大量的热量，是大体积砼内部热量的主要来源。
由于大体积砼截面厚度大，水化热聚集在结构内部不易散失，使砼内部的温度升高。砼内部的最高温度，大多发生在浇筑后的3～5d，当砼的内部与表面温差过大时，就会产生温度应力和温度变形。温度应力与温差成比，温差越大，温度应力也越大。当砼的抗拉强度不足以抵抗该温度应力时，便开始产生温度裂缝。
温度裂缝根据产生的原理不同可以分为表面裂缝和贯通裂缝两种，表面裂缝是由于混凝土表面和内部散热条件不同，温度外低内高，形成温度梯度，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，表面的拉应力超过混凝土的抗拉强度引起的。贯通裂缝是由于大体积混凝土在强度发展到一定程度，混凝土逐渐降温，这
个降温引起的变形加上混凝土失水引起的体积收缩变形，受到地基和其他结构边界条件的约束时引起的拉应力，超过混凝土抗拉强度时产生的贯通整个截面的裂缝。
温度裂缝是大体积砼容易产生裂缝的主要原因。同时大体积混凝土裂缝的产生还受到外界温度的影响，外界温度对大体积混凝土的影响主要是在大体积混凝土的施工阶段，其浇筑温度随着外界气温的变化而变化，特别是气温剧降，会大大增加内外层混凝土的温差，从而导致温度应力变化，温度变化越大温度应力越大，越容易形成裂缝。
2.1.2温度裂缝的特征
温度裂缝的起因是结构发生变形，当变形得不到满足才引起应力，而应力又与混凝土的弹性模量的大小有关系，只有在应力超过混凝土抗拉极限的情况下才产生裂缝。在混凝土开裂后，变形得到满足或部分满足，应力才发生松弛。
温度裂缝的产生是一个多次产生和发展的过程，从荷载计算的角度看，温度裂缝从外荷载作用，结构应力形成，直至裂缝的出现和扩展，似乎是在一瞬间完成的，是某个瞬间过程。但是大体积混凝土温度变形的作用，从变形的产生到温度变形应力的形成，裂缝的产生扩展不是在同一时间瞬时完成的，它有一个时间过程，此过程是个传递的过程，是个多次产生和发展的过程。
温度裂缝的走向通常无一定规律，大面积结构裂缝常纵横交错；梁板类长度尺寸较大的结构，裂缝多平行于短边；深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行，裂缝沿着长边分段出现，中间较密。裂缝宽度大小不一，受温度变化影响较为明显，冬季较宽，夏季较窄。高温膨胀引起的混凝土温度裂缝是通常中间粗两端细，而冷缩裂缝的粗细变化不太明显。此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。
2.2混凝土自身原因裂缝
混凝土自身原因引起的裂缝主要是有塑性裂缝和干缩裂缝。塑性裂缝是新拌合混凝土失水引起的裂缝，它的失水是由表面脱水引起的，新拌合混凝土颗粒之间的空间完全充满水，当高风速、低相对湿度、高气温和高的混凝土温度等因素作用时，随着水分的丢失，水从浆体表面移动，从表面脱水。此产生毛细管负压
力，随着失水的增加，压力逐渐增加，产生收缩力，使浆体产生收缩。当收缩力大于基体的抗拉强度时，就会产生表面裂缝。而干缩裂缝的产生的主要原因是水分在混凝土硬化后较长时间产生的水分蒸发引起的。由于集料的干燥收缩很小，因此混凝土的干燥收缩主要是水泥石干燥收缩造成的。水泥石干燥收缩是因为水分蒸发引起的。混凝土的水分蒸发、干燥过程是由外向内，由表及里，逐渐发展的。
混凝土作为一种收缩性材料，虽然其收缩的绝对值不大，但由于较高的弹性模量和很低的抗拉强度，及时很小的裂缝也会产生很大的应力。当拉应力超过其抗拉强度时，便会产生更大的开裂。如果不注意防治最终将导致危害性裂缝的产生。对构件的安全性和使用性产生重大威胁。
2.3施工工艺和质量引起的裂缝
在大体积混凝土结构浇筑、拆模过程中，如果施工工艺不合理或者施工质量低劣，都可能引起大体积混凝土裂缝的产生。最常见的情况有：1、钢筋混凝土保护层厚度过大或者上层钢筋距离混凝土外表面的高度较小，引起了与受力钢筋垂直方向的裂缝。2、混凝土振捣不密实、不均匀引起的蜂窝、麻面、孔洞等现象，导致钢筋部分裸露，导致钢筋锈蚀，其锈蚀物氧化铁的体积比原来体积增加约2-4倍，从而对周围混凝土产生膨胀应力，导致保护层混凝土开裂、剥落，沿钢筋方纵向产生裂缝，并有锈痕渗到混凝土表面。3、在浇筑大体积混凝土时，浇筑过快，混凝土流动性较低，在硬化前因混凝土沉实不足以及硬化后沉实过大都容易在浇筑数小时后产生塑性裂缝。4、其他施工细节方面的原因引起，如：违章施工，不当施工造成大体积混凝土裂缝；混凝土搅拌、运输时间过长，使水分蒸发过多导致混凝土塌落度损失较大使混凝土出现不规则的收缩裂缝等。
2.4冻胀引起的裂缝
冻胀裂缝的产生在北方地区比较常见，也越来越引起人民的重视。冻胀裂缝产生是当大气温度低于零度时，吸水饱和的混凝土出现冰冻，游离的水转变成了冰，体积会产生膨胀，膨胀约9%。因而混凝土产生膨胀应力，同时混凝土凝胶孔中的过冰水在围观结构中迁移和重分布，使混凝土中膨胀应力加大，混凝土强度降低，导致混凝土裂缝的产生。
3水工大体积混凝土裂缝防治措施
3.1温度裂缝防治措施
3.1.1减少水化热
1、为减少水泥水化热的影响可以在施工前加强混凝土原材料的控制，选用低水化热的水泥配置混凝土，充分利用混凝土后期强度，降低混凝土中水泥用量，也可以使用粗骨料，尽量选用粒径较大，级配良好的粗骨料，控制砂石含泥量，同时使用掺合料或相应的减水剂、缓凝剂，改善和易性、降低水灰比。
2、为减少水泥水化热可以推迟混凝土放热高峰出现的时间，如采用60d龄期的砼强度作为设计强度，以降低水泥用量；掺粉煤灰可替代部分水泥，既可降低水泥用量，且由于粉煤灰的水化反应较慢，可推迟放热高峰的出现时间；掺外加剂也可达到减少水泥、水的用量，推迟放热高峰的出现时间；夏季施工时采用冰水拌和、砂石料场遮阳、砼输送管道全程覆盖洒冷水等措施可降低砼的出机和入模温度。以上这些措施可减少砼硬化过程中的温度应力值。
3、控制混凝土的降温速度，延缓降温速率。在降温过程中，尤其是混凝土建筑初期，一定要控制降温速率，减缓降温速率有利于混凝土强度的增长，并充分的发挥应力松弛效应，使混凝土不容易产生裂缝。
3.1.2大体积混凝土养护阶段的温度控制和养护措施
混凝土的养护是指混凝土浇筑后的初期在凝结硬化过程中进行温度和湿度的控制，以利于混凝土能获得设计所要求的物理力学性能。从理论上分析，新浇筑混凝土中所含水分完全可以满足水泥水化热的要求，但由于蒸发等原因常常引起水分损失，从而推迟或妨碍水泥的水化，表面混凝土最容易且最直接受到这种因素的不利影响。因此混凝土的浇筑后，养护在是施工中应切实重视。
对于大体积混凝土的养护主要控制混凝土中心和表面温度的温差，并保持一定的表面湿度，防止产生裂缝。可以采取如下措施：
1、混凝土的浇筑计划安排应考虑天气状况，避免雨天施工影响混凝土施工质量，同时备足抽水设备和防雨资源。
2、在混凝土表面振捣抹平后及时覆盖湿草帘、湿麻袋，对混凝土进行保湿养护，在接缝处应搭接严密，避免混凝土水分蒸发，保持混凝土表面处于湿润状态下养护，混凝土终凝后持续浇水养护14天。浇水次数应能保持混凝土处于湿润状
态。
3、采用塑料薄膜覆盖养护的混凝土，其敞露的全部表面应覆盖严密。延长拆模时间，测温记录作为混凝土拆模的依据，待温度进入安全范围内方可以拆除侧面模板，模板拆除后继续浇水养护。4、冬季施工时,可以通过加热骨料和水的方式，使混凝土拌合物获得预定的初始温度,不可直接加热的可放入暖棚内存,其中加热水的温度可控制在60～80℃;骨料加热温度控制在20～40℃;混凝土出罐温度控制不低于15℃。
5、对于大体积混凝土基础采用蓄水方法进行养护，定人、定时、定点的进行温度控制。
以上是在分析大体积混凝土产生裂缝原因的基础上，针对性的提出养护措施，以到混凝土强度的要求。通过人工的温度控制,防止了因温度变形引起的混凝土开裂。实践证明采用保温保湿养护可以将混凝土内外温差控制在25摄氏度以内，夏季施工的保湿和冬季施工的保温是大体积混凝土养护的控制重点，一般在大体积混凝土浇筑后2小时后采用保温性能好，便宜的材料作保温养护，可以有效的减少总温差，可以防止危害性裂缝的产生。
3.1.3采取分层浇筑大体积混凝土
采取分层建筑混凝土有利于大体积混凝土内部热量的散出，可以有效的防治温度裂缝的产生。
水工大体积混凝土的浇筑方式主要分成全面分层、分段分层、斜面分层等三种方式。全面分层：浇筑混凝土时从短边开始，沿长边方向进行浇筑，要求在逐层浇筑过程中，第二层混凝土要在第一层混凝土初凝前浇筑完毕。分段分层：分段分层方案适用于结构厚度不大而面积或长度较大的情况。斜面分层：混凝土振捣工作从浇筑层下端开始逐渐上移。斜面分层方案多用于长度较大的结构。
大体积混凝土在振动界限以前对混凝土进行二次振捣，排除混凝土因泌水在粗骨料、水平钢筋下部生成的水分和空隙，提高混凝土与钢筋的握裹力，防止因混凝土沉落而出现的裂缝，减少内部微裂，增加混凝土密实度，使混凝土抗压强度提高，从而提高抗裂性。
大体积混凝土施工采取分层浇筑混凝土时，水平施工缝的处理应注意：1)清除浇筑表面的浮浆、软弱混凝土层及松动的石子，并均匀露出粗骨料；2)在上层
混凝土浇筑前，应用压力水冲洗混凝土表面的污物，充分湿润，但不得有水；3)对非泵送及低流动度混凝土，在浇筑上层混凝土时，应采取接浆措施。
采用分层分段法浇筑砼，分层振捣密实以使砼的水化热能尽快散失。还可采用二次振捣的方法，增加砼的密实度，提高抗裂能力，使上下两层砼在初凝前结合良好。从而减少温度裂缝的产生。
3.2混凝土自身原因裂缝的防治措施
对于混凝土自身收缩原因引起的裂缝，可以通过1、选择合适的原材料减小大体积混凝土的收缩。大体积混凝土自身的收缩的大小与水灰比、细掺料的活性、水泥细度等因素有关。用水量越大，水灰比越高，混凝土的收缩越大；水泥细度越大，混凝土的收缩越大，且产生的收缩时间越长；水泥的选用同时还要综合考虑工程特点和气候环境及施工条件的影响进行合理选择，特别是抗渗要求、快硬要求、厚大体积等要求的混凝土；因此选用大的骨料，并尽可能得多用骨料，可以减少干缩。选择良好粗细级配，严格控制水灰比，增加混凝土密实度，减少收缩、徐变。2、添加外加剂。添加适量外加剂，可以使混凝土获得早强、高强、缓凝等性能，掺加减水剂可以大幅度减少拌合水用量，在较低的水灰比下，混凝土仍旧有较好的成型密实，获得较高的强度和小的收缩量。3、改进搅拌和振捣工艺。搅拌可以采取二次投料，有效防止水分凝聚在水泥砂浆和石子的界面上，使硬化后界面过渡层结构致密、粘结力增大，从而节约水泥，进一步减少水化热和裂缝；在振捣上可以分层振捣，适当的控制入模厚度和振动技术，待每层混凝土全面布料振捣完毕，再从头向另一头循环浇筑。对已经浇筑好的混凝土，在终凝前进行二次振动，可排除混凝土泌水，在石子、水平钢筋下部形成的空隙和水分提高粘结力和抗拉强度，并减少内部裂缝和气孔，提高抗裂性能。
3.3提高施工质量
1、在施工的前期，一定要重视混凝土温度控制方面的准备工作，如制冷厂、制冰机的安装与调试，冷却水管及保温材料的准备等等。
2、严格控制混凝土配合比，根据混凝土强度等级作质量检验以及混凝土和易性的要求确定配合比。严格控制水灰比和水泥用量。选择级配良好的石子，减少孔隙率和砂率以减少收缩量，提高混凝土抗裂强度。对预拌混凝土坍落度严格控
制，也可防止裂缝的产生。
3、严格施工操作程序，不盲目赶工。杜绝过早实施加荷载和过早拆模，在浇筑混凝土之前派专人护钢筋，避免踩弯钢筋的现象产生。
4、在混凝土浇筑振捣之前，先将基层和模板浇水湿透，避免过多的吸收水分，振捣时候应把握住快插慢拔的方法，避免过振的漏振，混凝土浇筑后应及时养护。
5、除了严格控制混凝土温度外，还需要加强施工管理，提高混凝土的施工质量。在混凝土浇筑进度安排上，尽量做到薄层浇筑均匀上升，避免施工过程中的长期停歇。
3.4加强测温和温度监测与管理，实行信息化控制
温度是确定物质状态的重要参数，大体积混凝土温度的监测目的一方面试掌握结构每个不同部位的测点的连续的、单值得温度变化的数字。同时也是为了了解和掌握混凝土内部温度场的变化值。掌握以上情况是为了及时的采取合理措施保证结构温度应力在允许的范围之内，防止因混凝土内外温度过大而导致产生温度应力应变裂缝。
大体积混凝土需要对温度控制和检测的项目很多，主要有混凝土各组成材料的原始温度、混凝土的拌合温度、入模温度和浇筑温度等。以及正确掌握混凝土结构或构件的热性能，在混凝土中进行水化热温度的测量。
大体积混凝土温度的监测和控制，应注意在施工期间天气及气温变化，派专人负责对现场环境温度、混凝土拌合原料的温度、混凝土拌合温度进行经常性的测量，并对温度记录的原始数据进行整理和分析，以便对大体积混凝土的施工控制温度进行前期预控。
为了更好的观测大体积混凝土内部温度变化的情况，可以使用预埋热电偶温度计或半导体液晶显示温度计对大体积混凝土内部温度变化进行检测，当测温过程中发现温差超过25度时，及时调整保温和养护措施，使温度梯度和温度不至于过大，以有效控制有害裂缝出现。
4水工大体积混凝土应用案例分析
4.1水工大体积混凝土应用案例工程概况
五段闸位于沛县境内微山湖湖西大堤五段河入口处，具有防洪、排涝引水灌溉、通航等综合功能。新闸在原闸址重建，闸轴线与堤防中心线正交。其设计排
涝量32.0m/s，相应五段河侧水位32.29米，微山湖侧水位32.19米；设计引水流量30.0m3/s，相应微山湖侧水位31.29米，五段河侧水位31.19米。
该闸为4孔6.5×6.5米钢筋混凝土箱涵结构，闸孔净宽6.5米，该闸分3节洞身，第Ⅰ节洞身长13米，第Ⅱ、Ⅲ洞身分别长11米、12米，总长度36米，四周设1.0×0.5米齿坎。底板高程29.5米，混凝土强度等级为C25，需混凝土总方量2650.8m33
4.2混凝土应用情况分析
（1）原材料的质量控制
①水泥采用普通硅酸盐水泥，强度等级不低于42.5，初凝时间不小于2.5小时。②粗骨料采用的碎石的粒径不大于25mm，针片状颗粒含量小于10%，含泥量不大于0.7%，无泥团。③细骨料砂采用级配良好，0.3mm筛通过量≧15%，含泥量小于5%，颗粒洁净的河沙。④外加剂采用高效减水剂，要求附有合格证明。混凝土拌合物的坍落度在150±30mm之间。⑤掺加剂采用Ⅰ级磨细粉煤灰。细度小于或等于12%，烧矢量小于或等于4%。⑥水采用地下水。
（2）混凝土配合比的确定，确定的试验配料单水泥﹕水﹕砂﹕石﹕减水剂﹕掺合料=330:175﹕683:1152:6.3:30，坍落度为144mm,符合JGJ55-2000的规定，达C25设计要求。
（3）混凝土的输送，利用混凝土搅拌运输车运输混凝土，在向混凝土泵车喂料，根据以往经验，由于需要浇筑混凝土的体积过大，若不采取措施，用泵送混凝土浇筑此类工程容易发生裂缝。我们对这一技术问题经反复研究，在落实常规防裂措施的同时，决定采用掺聚丙烯纤维混凝土防裂技术。
4.3混凝土裂缝防治
工程采用的格雷斯抗裂防渗纤维，是一种以100%PP原胶为原料经特殊生产工艺处理的高强聚丙稀束状单丝纤维，经特殊的表面处理技术，确保了纤维在混凝土中具有极佳的分散性，并保证绝不会在搅拌过程中成团，同时保证纤维同水泥基体有良好的粘结强度。纤维加入混凝土中，可彻底分散并均匀分布，每立方混凝土中分布纤维的数量可达到1.35亿根（600g/m3），数量巨大的纤维在混凝土内部构成一种均匀的三维乱向支撑体系，从而产生一种有效的加强效果，使混凝土工程质量显著提高。
工程完成后，墩墙经寒冬零下5C和夏季35C高温的考验，经施工自检、监理复检无收缩、施工裂纹现象出现。oo
工程经江苏省水利工程质量检测站水下、水上部分详细质量检测，闸墩墙体垂直度实测偏差在2-16mm，测点偏差全部在允许偏差以内。墩墙表面平整度实测偏差在1-5mm，测点合格率达98%。回弹法检测闸墩混凝土强度，检测结果全部超过设计值。墩墙表面无收缩裂缝产生，也无起砂、鳞片状剥落等破损现象，闸主体工程质量检测结果良好。
5结论与展望
总而言之，随着我国社会发展的步伐的不断加快，桥梁工程、大型的混凝土坝、大型的闸、泵站等工程必然会不断增多，而大体积混凝土的应用也随之增多，为了确保各类工程的整体质量，充分发挥大体积混凝土在水利工程建设中的优越性，在设计和施工中，尽量的避免表面裂缝的出现，杜绝深度裂缝和贯通性裂缝的产生。采用积极的措施对大体积混凝土结构的工程的裂缝问题进行防治。使大体积混凝土在发挥其优越性的同时，保障无危害性裂缝的产生。只有这样才能够使大体积混凝土结构应用越来越广泛。
参考文献
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网络教育学院
本科生毕业论文（设计）
题目：水工大体积混凝土裂缝控制技术的研究学习中心：江苏徐州沛县学院奥鹏学习中心〔17〕A层专
年
学
学次：业：专科起点本科水利水电工程秋季级：2013年号：生：[1**********]2张洪波
莫仁杰
2015年6月17日指导教师：完成日期：
内容摘要
随着水利工程建设的发展，大体积混凝土以其自身诸多优越性被广泛的应用于水利工程之中，同时大体积混凝土在浇筑后的开裂现象也逐渐的引起人们的高度重视。大体积混凝土构件由于水泥水化热、施工工艺和质量的原因、混凝土自身材料原因引起的收缩徐变以及冻胀作用等多方面的原因更容易产生温度裂缝或收缩裂缝等，为了确保构件的安全性，保障工程整体的功能性，我们通过减少水化热、加强养护阶段的温度控制和完工后的养护、分层浇筑混凝土、提高施工质量、及时对温度应力进行监测和控制等措施，减少裂缝的产生，保障工程的安全性、耐久性、使用功能。
关键词：大体积混凝土；裂缝；原因；措施
目录
内容摘要··············································································I引言···············································································11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大体积混凝土裂缝的危害············································3
1.3研究课题的提出························································42水工大体积混凝土裂缝产生原因···········································4
2.1温度裂缝·································································4
2.1.1裂缝产生机理····················································4
2.1.2温度裂缝的特征·················································5
2.2混凝土自身原因裂缝··················································5
2.3施工工艺和质量引起的裂缝···········································6
2.4冻胀引起的裂缝··························································63水工大体积混凝土裂缝防治措施···········································7
3.1温度裂缝防治措施·····················································7
3.1.1减少水化热························································7
3.1.2大体积混凝土养护阶段的温度控制和养护措施··········7
3.1.3采取分层浇筑大体积混凝土··································8
3.2混凝土自身原因裂缝的防治措施···································9
3.3提高施工质量·····························································9
3.4加强测温和温度监测与管理，实行信息化控制·················104水工大体积混凝土应用案例分析·········································10
4.1水工大体积混凝土应用案例工程概况····························10
4.2混凝土应用情况分析·················································11
4.3混凝土裂缝防治·························································115结论与展望····································································12参考文献············································································13
引言
随着我国国民经济的快速发展，混凝土材料被广泛应用在泵站、道路、隧洞、涵洞、桥梁等水利工程中，大体积混凝土也以其自身的优良特点被广泛的应用于水利工程中，如混凝土大坝、大型泵站基础等。
大体积混凝土没有明确的定义，国内通常情况下认为将最小断面尺寸中任意一个方向均为80厘米以上的混凝土构件，其尺寸已经大到必须采用相应的技术措施妥善处理温度差值，合理解决温度应力并控制裂缝开展的砼结构。在国外日本建筑学会和美国混凝土协会对大体积混凝土作了比较明确的定义。日本建筑协会认为：结构断面最小厚度在80厘米以上，同时水化热引起混凝土内部的最高温度与外界温度之差预计超过25度的混凝土，称为大体积混凝土。美国混凝土协会认为：任何就地浇筑的混凝土，其尺寸之大，必须解决水化热及随之引起的体积变形问题，以最大限度的减小裂缝。
从国内和国外对大体积混凝土的定义来看，大体积混凝土不是由其绝对的界面尺寸决定的，而是由是否产生水化热引起温度收缩应力来定性。
大体积混凝土有其各方面的优势的同时，在实际的应用过程中，大体积混凝土结构较之普通混凝土结构更容易产生裂缝。即便是早期表面裂缝在以后气温骤降形成的温度应力和外力的作用下，表面裂缝可发张成具有破坏性的贯穿逢和深层裂缝。贯穿裂缝和深层裂缝会破坏结构的整体性，改变混凝土的受力条件，使水工建筑物产生渗漏，渗漏的结果，还会使混凝土对钢筋的保护作用削弱，在裂缝部位，水拉性能减弱，裂缝进一步扩大，形成更大的危害。有使局部甚至整体结构发生破坏的可能，严重影响建筑物的质量和运行安全性。
大体积混凝土与普通混凝土结构的实质区别是由于混凝土中水泥水化热要产生热量，大体积混凝土内部的热量不如表面的热量散失得快，造成内外温差过大，所产生的温度应力可能会使混凝土开裂。但应用大体积混凝土结构的工程，特别是水下大体积混凝土工程结构，对工程构件的整体性要求比较高，施工中不允许留有施工缝，在混凝土浇筑完成后，由于水泥水化热、施工工艺和质量的原因、混凝土自身材料原因引起的收缩徐变以及冻胀作用等原因更容易产生温度裂缝或收缩裂缝等。轻则影响混凝土构件的安全性，重则导致工程整体的安全性和使用功能造成严重不良影响。
目前大体积混凝土裂缝控制已经逐渐引起工程设计人员及相关施工人员的重
视，在设计和施工中采取相应的措施对裂缝进行防治显得尤为重要，本文通过施工中制定合理的原材料配合比减少水泥水化热，采用合理的施工工艺，在施工中预埋温度控制工具对混凝土温度应力进行监控，完工后及时养护等几个方面阐述了温度控制措施，确保将大体积混凝土裂缝控制在设计允许的范围之内。
工程建设不断发展，对大体积混凝土的应用会日益普遍，而大体积混凝土出现的裂缝的状况不可避免，通过对大体积混凝土的产生裂缝的原因的分析，针对产生裂缝的原因提出问题的解决方法，控制大体积混凝土产生危害性的裂缝，对确保大体积混凝土构件的安全性和工程整体使用性具有重要的意义，推进大体积混凝土的广泛应用进程。
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
混凝土种类有很多种，按胶凝材料的不同可以分为水泥混凝土、沥青混凝土、石膏混凝土及聚合混凝土等；按密度不同可以分为重混凝土、轻混凝土；按功能不同可以分为结构用混凝土、道路用混凝土、水工混凝土、耐热混凝土、耐酸混凝土和防辐射混凝土等；按工艺不同又可以分为喷射混凝土、泵送混凝土等。
为了达到挡水、泄洪、输水、排泄、供水等目的，需要修建不同类型的建筑物，此类建筑物被称为水工建筑物。水工建筑物就其建筑本身具有较高的要求，水工建筑物要求具有耐久性、防冻性、防裂性、防腐蚀性、高强度性等要求。当水工建筑物体积较大时，相应需要浇筑混凝土构件的尺寸较大，通常称为大体积混凝土。为保障工程整体功能，大体积混凝土构件各方面的要求更加苛刻。在我国水利工程上大体积混凝土被普遍的应用，最具代表的工程是三峡大坝，三峡大坝的建成表明了大体积混凝土浇筑技术在水工建筑物的利用的成熟。
1.2大体积混凝土裂缝的危害
裂缝是大体积混凝土存在的较为普遍的问题，其对混凝土结构的伤害也十分严重。混凝土早期表面裂缝在以后气温骤降形成的温度应力和外力的作用下，表面裂缝可发张成具有破坏性的贯穿逢和深层裂缝。贯穿裂缝和深层裂缝会破坏结构的整体性，改变混凝土的受力条件，有使局部甚至整体结构发生破坏的可能，严重影响建筑物的质量和运行安全性。而大体积混凝土往往运用在一些重要的结构上，如建筑基础、大坝等，一旦出现裂缝，可能造成的损失会更加严重。
混凝土裂缝将使水工建筑物产生渗漏，渗漏的结果，一方面在压力水作用下使裂缝逐步扩宽和发展；另一方面当水渗入混凝土内部后首先会引起水解破坏，并可能由此导致混凝土结构物的破坏。
混凝土裂缝的存在，能使空气中的二氧化碳极易渗透到混凝土内部与水泥的某些水化产物相互作用形成碳酸钙，这就是常说的混凝土碳化。由于混凝土碳化会加剧混凝土收缩开裂，导致混凝土结构物破坏。在潮湿的环境下二氧化碳能与水泥中的化学成分相互作用，使混凝土的碱度降低，使钢筋纯化膜遭受破坏，当水和空气同时期渗入，钢筋就产生锈蚀。
混凝土的裂缝还会使混凝土对钢筋的保护作用削弱，在裂缝部位，水拉性能减弱，裂缝进一步扩大，形成更大的危害。
综上，大体积混凝土有害裂缝具有易发生、难控制，且发生后很难修补的特点，混凝土裂缝对混凝土结构物的结构强度和稳定性具有直接的影响。会降低混凝土结构物的结构强度和整体稳定性。轻则影响建筑物的外观和正常使用，严重的贯穿性裂缝甚至可能导致混凝土结构物的完全破坏。
1.3研究课题的提出
大体积混凝土的广泛应用在水利工程的重要构件，其裂缝产生的危害不容忽视，轻则导致构件出现裂缝影响构件的使用功能，重则影响工程的整体使用造成重大的经济损失。所以大体积混凝土的裂缝控制至关重要，本文通过对大体积混凝土裂缝产生原因进行细致的分析，对温度裂缝、收缩缝等裂缝产生的机理和原因深入分析，对不同原因产生的裂缝针对性的采取相应的控制措施。增加结构的安全性、耐久性。
2水工大体积混凝土裂缝产生原因
由于大体积混凝土自身的结构较为厚大，加之浇筑量大，工程条件复杂，导致产生开裂的原因较多，通过对以往应用大体积混凝土工程进行的调查发现，引起大体积混凝土开裂的主要原因不外乎有以下几种：
2.1温度裂缝
2.1.1裂缝产生机理
温度裂缝是大体积混凝土裂缝最常见的一种，其主要是由于水泥水化热的作用和外界温度变化的影响，水泥在水化过程中要产生大量的热量，是大体积砼内部热量的主要来源。
由于大体积砼截面厚度大，水化热聚集在结构内部不易散失，使砼内部的温度升高。砼内部的最高温度，大多发生在浇筑后的3～5d，当砼的内部与表面温差过大时，就会产生温度应力和温度变形。温度应力与温差成比，温差越大，温度应力也越大。当砼的抗拉强度不足以抵抗该温度应力时，便开始产生温度裂缝。
温度裂缝根据产生的原理不同可以分为表面裂缝和贯通裂缝两种，表面裂缝是由于混凝土表面和内部散热条件不同，温度外低内高，形成温度梯度，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，表面的拉应力超过混凝土的抗拉强度引起的。贯通裂缝是由于大体积混凝土在强度发展到一定程度，混凝土逐渐降温，这
个降温引起的变形加上混凝土失水引起的体积收缩变形，受到地基和其他结构边界条件的约束时引起的拉应力，超过混凝土抗拉强度时产生的贯通整个截面的裂缝。
温度裂缝是大体积砼容易产生裂缝的主要原因。同时大体积混凝土裂缝的产生还受到外界温度的影响，外界温度对大体积混凝土的影响主要是在大体积混凝土的施工阶段，其浇筑温度随着外界气温的变化而变化，特别是气温剧降，会大大增加内外层混凝土的温差，从而导致温度应力变化，温度变化越大温度应力越大，越容易形成裂缝。
2.1.2温度裂缝的特征
温度裂缝的起因是结构发生变形，当变形得不到满足才引起应力，而应力又与混凝土的弹性模量的大小有关系，只有在应力超过混凝土抗拉极限的情况下才产生裂缝。在混凝土开裂后，变形得到满足或部分满足，应力才发生松弛。
温度裂缝的产生是一个多次产生和发展的过程，从荷载计算的角度看，温度裂缝从外荷载作用，结构应力形成，直至裂缝的出现和扩展，似乎是在一瞬间完成的，是某个瞬间过程。但是大体积混凝土温度变形的作用，从变形的产生到温度变形应力的形成，裂缝的产生扩展不是在同一时间瞬时完成的，它有一个时间过程，此过程是个传递的过程，是个多次产生和发展的过程。
温度裂缝的走向通常无一定规律，大面积结构裂缝常纵横交错；梁板类长度尺寸较大的结构，裂缝多平行于短边；深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行，裂缝沿着长边分段出现，中间较密。裂缝宽度大小不一，受温度变化影响较为明显，冬季较宽，夏季较窄。高温膨胀引起的混凝土温度裂缝是通常中间粗两端细，而冷缩裂缝的粗细变化不太明显。此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。
2.2混凝土自身原因裂缝
混凝土自身原因引起的裂缝主要是有塑性裂缝和干缩裂缝。塑性裂缝是新拌合混凝土失水引起的裂缝，它的失水是由表面脱水引起的，新拌合混凝土颗粒之间的空间完全充满水，当高风速、低相对湿度、高气温和高的混凝土温度等因素作用时，随着水分的丢失，水从浆体表面移动，从表面脱水。此产生毛细管负压
力，随着失水的增加，压力逐渐增加，产生收缩力，使浆体产生收缩。当收缩力大于基体的抗拉强度时，就会产生表面裂缝。而干缩裂缝的产生的主要原因是水分在混凝土硬化后较长时间产生的水分蒸发引起的。由于集料的干燥收缩很小，因此混凝土的干燥收缩主要是水泥石干燥收缩造成的。水泥石干燥收缩是因为水分蒸发引起的。混凝土的水分蒸发、干燥过程是由外向内，由表及里，逐渐发展的。
混凝土作为一种收缩性材料，虽然其收缩的绝对值不大，但由于较高的弹性模量和很低的抗拉强度，及时很小的裂缝也会产生很大的应力。当拉应力超过其抗拉强度时，便会产生更大的开裂。如果不注意防治最终将导致危害性裂缝的产生。对构件的安全性和使用性产生重大威胁。
2.3施工工艺和质量引起的裂缝
在大体积混凝土结构浇筑、拆模过程中，如果施工工艺不合理或者施工质量低劣，都可能引起大体积混凝土裂缝的产生。最常见的情况有：1、钢筋混凝土保护层厚度过大或者上层钢筋距离混凝土外表面的高度较小，引起了与受力钢筋垂直方向的裂缝。2、混凝土振捣不密实、不均匀引起的蜂窝、麻面、孔洞等现象，导致钢筋部分裸露，导致钢筋锈蚀，其锈蚀物氧化铁的体积比原来体积增加约2-4倍，从而对周围混凝土产生膨胀应力，导致保护层混凝土开裂、剥落，沿钢筋方纵向产生裂缝，并有锈痕渗到混凝土表面。3、在浇筑大体积混凝土时，浇筑过快，混凝土流动性较低，在硬化前因混凝土沉实不足以及硬化后沉实过大都容易在浇筑数小时后产生塑性裂缝。4、其他施工细节方面的原因引起，如：违章施工，不当施工造成大体积混凝土裂缝；混凝土搅拌、运输时间过长，使水分蒸发过多导致混凝土塌落度损失较大使混凝土出现不规则的收缩裂缝等。
2.4冻胀引起的裂缝
冻胀裂缝的产生在北方地区比较常见，也越来越引起人民的重视。冻胀裂缝产生是当大气温度低于零度时，吸水饱和的混凝土出现冰冻，游离的水转变成了冰，体积会产生膨胀，膨胀约9%。因而混凝土产生膨胀应力，同时混凝土凝胶孔中的过冰水在围观结构中迁移和重分布，使混凝土中膨胀应力加大，混凝土强度降低，导致混凝土裂缝的产生。
3水工大体积混凝土裂缝防治措施
3.1温度裂缝防治措施
3.1.1减少水化热
1、为减少水泥水化热的影响可以在施工前加强混凝土原材料的控制，选用低水化热的水泥配置混凝土，充分利用混凝土后期强度，降低混凝土中水泥用量，也可以使用粗骨料，尽量选用粒径较大，级配良好的粗骨料，控制砂石含泥量，同时使用掺合料或相应的减水剂、缓凝剂，改善和易性、降低水灰比。
2、为减少水泥水化热可以推迟混凝土放热高峰出现的时间，如采用60d龄期的砼强度作为设计强度，以降低水泥用量；掺粉煤灰可替代部分水泥，既可降低水泥用量，且由于粉煤灰的水化反应较慢，可推迟放热高峰的出现时间；掺外加剂也可达到减少水泥、水的用量，推迟放热高峰的出现时间；夏季施工时采用冰水拌和、砂石料场遮阳、砼输送管道全程覆盖洒冷水等措施可降低砼的出机和入模温度。以上这些措施可减少砼硬化过程中的温度应力值。
3、控制混凝土的降温速度，延缓降温速率。在降温过程中，尤其是混凝土建筑初期，一定要控制降温速率，减缓降温速率有利于混凝土强度的增长，并充分的发挥应力松弛效应，使混凝土不容易产生裂缝。
3.1.2大体积混凝土养护阶段的温度控制和养护措施
混凝土的养护是指混凝土浇筑后的初期在凝结硬化过程中进行温度和湿度的控制，以利于混凝土能获得设计所要求的物理力学性能。从理论上分析，新浇筑混凝土中所含水分完全可以满足水泥水化热的要求，但由于蒸发等原因常常引起水分损失，从而推迟或妨碍水泥的水化，表面混凝土最容易且最直接受到这种因素的不利影响。因此混凝土的浇筑后，养护在是施工中应切实重视。
对于大体积混凝土的养护主要控制混凝土中心和表面温度的温差，并保持一定的表面湿度，防止产生裂缝。可以采取如下措施：
1、混凝土的浇筑计划安排应考虑天气状况，避免雨天施工影响混凝土施工质量，同时备足抽水设备和防雨资源。
2、在混凝土表面振捣抹平后及时覆盖湿草帘、湿麻袋，对混凝土进行保湿养护，在接缝处应搭接严密，避免混凝土水分蒸发，保持混凝土表面处于湿润状态下养护，混凝土终凝后持续浇水养护14天。浇水次数应能保持混凝土处于湿润状
态。
3、采用塑料薄膜覆盖养护的混凝土，其敞露的全部表面应覆盖严密。延长拆模时间，测温记录作为混凝土拆模的依据，待温度进入安全范围内方可以拆除侧面模板，模板拆除后继续浇水养护。4、冬季施工时,可以通过加热骨料和水的方式，使混凝土拌合物获得预定的初始温度,不可直接加热的可放入暖棚内存,其中加热水的温度可控制在60～80℃;骨料加热温度控制在20～40℃;混凝土出罐温度控制不低于15℃。
5、对于大体积混凝土基础采用蓄水方法进行养护，定人、定时、定点的进行温度控制。
以上是在分析大体积混凝土产生裂缝原因的基础上，针对性的提出养护措施，以到混凝土强度的要求。通过人工的温度控制,防止了因温度变形引起的混凝土开裂。实践证明采用保温保湿养护可以将混凝土内外温差控制在25摄氏度以内，夏季施工的保湿和冬季施工的保温是大体积混凝土养护的控制重点，一般在大体积混凝土浇筑后2小时后采用保温性能好，便宜的材料作保温养护，可以有效的减少总温差，可以防止危害性裂缝的产生。
3.1.3采取分层浇筑大体积混凝土
采取分层建筑混凝土有利于大体积混凝土内部热量的散出，可以有效的防治温度裂缝的产生。
水工大体积混凝土的浇筑方式主要分成全面分层、分段分层、斜面分层等三种方式。全面分层：浇筑混凝土时从短边开始，沿长边方向进行浇筑，要求在逐层浇筑过程中，第二层混凝土要在第一层混凝土初凝前浇筑完毕。分段分层：分段分层方案适用于结构厚度不大而面积或长度较大的情况。斜面分层：混凝土振捣工作从浇筑层下端开始逐渐上移。斜面分层方案多用于长度较大的结构。
大体积混凝土在振动界限以前对混凝土进行二次振捣，排除混凝土因泌水在粗骨料、水平钢筋下部生成的水分和空隙，提高混凝土与钢筋的握裹力，防止因混凝土沉落而出现的裂缝，减少内部微裂，增加混凝土密实度，使混凝土抗压强度提高，从而提高抗裂性。
大体积混凝土施工采取分层浇筑混凝土时，水平施工缝的处理应注意：1)清除浇筑表面的浮浆、软弱混凝土层及松动的石子，并均匀露出粗骨料；2)在上层
混凝土浇筑前，应用压力水冲洗混凝土表面的污物，充分湿润，但不得有水；3)对非泵送及低流动度混凝土，在浇筑上层混凝土时，应采取接浆措施。
采用分层分段法浇筑砼，分层振捣密实以使砼的水化热能尽快散失。还可采用二次振捣的方法，增加砼的密实度，提高抗裂能力，使上下两层砼在初凝前结合良好。从而减少温度裂缝的产生。
3.2混凝土自身原因裂缝的防治措施
对于混凝土自身收缩原因引起的裂缝，可以通过1、选择合适的原材料减小大体积混凝土的收缩。大体积混凝土自身的收缩的大小与水灰比、细掺料的活性、水泥细度等因素有关。用水量越大，水灰比越高，混凝土的收缩越大；水泥细度越大，混凝土的收缩越大，且产生的收缩时间越长；水泥的选用同时还要综合考虑工程特点和气候环境及施工条件的影响进行合理选择，特别是抗渗要求、快硬要求、厚大体积等要求的混凝土；因此选用大的骨料，并尽可能得多用骨料，可以减少干缩。选择良好粗细级配，严格控制水灰比，增加混凝土密实度，减少收缩、徐变。2、添加外加剂。添加适量外加剂，可以使混凝土获得早强、高强、缓凝等性能，掺加减水剂可以大幅度减少拌合水用量，在较低的水灰比下，混凝土仍旧有较好的成型密实，获得较高的强度和小的收缩量。3、改进搅拌和振捣工艺。搅拌可以采取二次投料，有效防止水分凝聚在水泥砂浆和石子的界面上，使硬化后界面过渡层结构致密、粘结力增大，从而节约水泥，进一步减少水化热和裂缝；在振捣上可以分层振捣，适当的控制入模厚度和振动技术，待每层混凝土全面布料振捣完毕，再从头向另一头循环浇筑。对已经浇筑好的混凝土，在终凝前进行二次振动，可排除混凝土泌水，在石子、水平钢筋下部形成的空隙和水分提高粘结力和抗拉强度，并减少内部裂缝和气孔，提高抗裂性能。
3.3提高施工质量
1、在施工的前期，一定要重视混凝土温度控制方面的准备工作，如制冷厂、制冰机的安装与调试，冷却水管及保温材料的准备等等。
2、严格控制混凝土配合比，根据混凝土强度等级作质量检验以及混凝土和易性的要求确定配合比。严格控制水灰比和水泥用量。选择级配良好的石子，减少孔隙率和砂率以减少收缩量，提高混凝土抗裂强度。对预拌混凝土坍落度严格控
制，也可防止裂缝的产生。
3、严格施工操作程序，不盲目赶工。杜绝过早实施加荷载和过早拆模，在浇筑混凝土之前派专人护钢筋，避免踩弯钢筋的现象产生。
4、在混凝土浇筑振捣之前，先将基层和模板浇水湿透，避免过多的吸收水分，振捣时候应把握住快插慢拔的方法，避免过振的漏振，混凝土浇筑后应及时养护。
5、除了严格控制混凝土温度外，还需要加强施工管理，提高混凝土的施工质量。在混凝土浇筑进度安排上，尽量做到薄层浇筑均匀上升，避免施工过程中的长期停歇。
3.4加强测温和温度监测与管理，实行信息化控制
温度是确定物质状态的重要参数，大体积混凝土温度的监测目的一方面试掌握结构每个不同部位的测点的连续的、单值得温度变化的数字。同时也是为了了解和掌握混凝土内部温度场的变化值。掌握以上情况是为了及时的采取合理措施保证结构温度应力在允许的范围之内，防止因混凝土内外温度过大而导致产生温度应力应变裂缝。
大体积混凝土需要对温度控制和检测的项目很多，主要有混凝土各组成材料的原始温度、混凝土的拌合温度、入模温度和浇筑温度等。以及正确掌握混凝土结构或构件的热性能，在混凝土中进行水化热温度的测量。
大体积混凝土温度的监测和控制，应注意在施工期间天气及气温变化，派专人负责对现场环境温度、混凝土拌合原料的温度、混凝土拌合温度进行经常性的测量，并对温度记录的原始数据进行整理和分析，以便对大体积混凝土的施工控制温度进行前期预控。
为了更好的观测大体积混凝土内部温度变化的情况，可以使用预埋热电偶温度计或半导体液晶显示温度计对大体积混凝土内部温度变化进行检测，当测温过程中发现温差超过25度时，及时调整保温和养护措施，使温度梯度和温度不至于过大，以有效控制有害裂缝出现。
4水工大体积混凝土应用案例分析
4.1水工大体积混凝土应用案例工程概况
五段闸位于沛县境内微山湖湖西大堤五段河入口处，具有防洪、排涝引水灌溉、通航等综合功能。新闸在原闸址重建，闸轴线与堤防中心线正交。其设计排
涝量32.0m/s，相应五段河侧水位32.29米，微山湖侧水位32.19米；设计引水流量30.0m3/s，相应微山湖侧水位31.29米，五段河侧水位31.19米。
该闸为4孔6.5×6.5米钢筋混凝土箱涵结构，闸孔净宽6.5米，该闸分3节洞身，第Ⅰ节洞身长13米，第Ⅱ、Ⅲ洞身分别长11米、12米，总长度36米，四周设1.0×0.5米齿坎。底板高程29.5米，混凝土强度等级为C25，需混凝土总方量2650.8m33
4.2混凝土应用情况分析
（1）原材料的质量控制
①水泥采用普通硅酸盐水泥，强度等级不低于42.5，初凝时间不小于2.5小时。②粗骨料采用的碎石的粒径不大于25mm，针片状颗粒含量小于10%，含泥量不大于0.7%，无泥团。③细骨料砂采用级配良好，0.3mm筛通过量≧15%，含泥量小于5%，颗粒洁净的河沙。④外加剂采用高效减水剂，要求附有合格证明。混凝土拌合物的坍落度在150±30mm之间。⑤掺加剂采用Ⅰ级磨细粉煤灰。细度小于或等于12%，烧矢量小于或等于4%。⑥水采用地下水。
（2）混凝土配合比的确定，确定的试验配料单水泥﹕水﹕砂﹕石﹕减水剂﹕掺合料=330:175﹕683:1152:6.3:30，坍落度为144mm,符合JGJ55-2000的规定，达C25设计要求。
（3）混凝土的输送，利用混凝土搅拌运输车运输混凝土，在向混凝土泵车喂料，根据以往经验，由于需要浇筑混凝土的体积过大，若不采取措施，用泵送混凝土浇筑此类工程容易发生裂缝。我们对这一技术问题经反复研究，在落实常规防裂措施的同时，决定采用掺聚丙烯纤维混凝土防裂技术。
4.3混凝土裂缝防治
工程采用的格雷斯抗裂防渗纤维，是一种以100%PP原胶为原料经特殊生产工艺处理的高强聚丙稀束状单丝纤维，经特殊的表面处理技术，确保了纤维在混凝土中具有极佳的分散性，并保证绝不会在搅拌过程中成团，同时保证纤维同水泥基体有良好的粘结强度。纤维加入混凝土中，可彻底分散并均匀分布，每立方混凝土中分布纤维的数量可达到1.35亿根（600g/m3），数量巨大的纤维在混凝土内部构成一种均匀的三维乱向支撑体系，从而产生一种有效的加强效果，使混凝土工程质量显著提高。
工程完成后，墩墙经寒冬零下5C和夏季35C高温的考验，经施工自检、监理复检无收缩、施工裂纹现象出现。oo
工程经江苏省水利工程质量检测站水下、水上部分详细质量检测，闸墩墙体垂直度实测偏差在2-16mm，测点偏差全部在允许偏差以内。墩墙表面平整度实测偏差在1-5mm，测点合格率达98%。回弹法检测闸墩混凝土强度，检测结果全部超过设计值。墩墙表面无收缩裂缝产生，也无起砂、鳞片状剥落等破损现象，闸主体工程质量检测结果良好。
5结论与展望
总而言之，随着我国社会发展的步伐的不断加快，桥梁工程、大型的混凝土坝、大型的闸、泵站等工程必然会不断增多，而大体积混凝土的应用也随之增多，为了确保各类工程的整体质量，充分发挥大体积混凝土在水利工程建设中的优越性，在设计和施工中，尽量的避免表面裂缝的出现，杜绝深度裂缝和贯通性裂缝的产生。采用积极的措施对大体积混凝土结构的工程的裂缝问题进行防治。使大体积混凝土在发挥其优越性的同时，保障无危害性裂缝的产生。只有这样才能够使大体积混凝土结构应用越来越广泛。
参考文献
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