大体积混凝土裂缝控制技术研究

继续教育学院 毕业设计（论文）

题 目 大体积混凝土裂缝控制技术研究

学 习 中 心 湛江市广播电视大学 专 业 工程管理 层 次 专升本 学 生 谢石华 班 号 学 号 ****************** 指 导 教 师 答 辩 日 期

哈尔滨工业大学远程教育毕业设计（论文）评语

姓名： 谢石华 班号： 学号： 201403120731310001 专业： 工程管理 层次： 专升本 学习中心：湛江市广播电视大学

毕业设计（论文）题目： 大体积混凝土裂缝控制技术研究 工作起止日期：____2016__ 年_03 月_22_ 日起 2016_ 年_05_ 月_30_ 日止 指导教师对毕业设计（论文）进行情况、完成质量的评价意见：

指导教师签字： 指导教师职称：

评阅人评阅意见：

评阅教师签字： 评阅教师职称：

答辩委员会评语：

根据毕业设计（论文）的材料和学生的答辩情况，答辩委员会作出如下评定： 学生 毕业设计（论文）答辩成绩评定为： 对毕业设计（论文）的特殊评语：

答辩委员会主 任（签字）： 职 称： 答辩委员会副主任（签字）： 答辩委员会委 员（签字）：

年 月 日

哈尔滨工业大学远程教育毕业设计（论文）任务书

姓 名： 谢石华 学习中心：湛江市广播电视大学 班 号： 层 次：专升本 学 号： 201403120731310001 专 业： 工程管理 任务起止日期： 2016年03 月22 日起 2016年05 月30日止 毕业设计（论文）题目： 大体积混凝土裂缝控制技术研究 立题的目的和意义： 随着我国建筑业的不断发展，工程逐渐向大跨度、大体积等方面发展，为此大体积混凝土受到工程人士的青睐，在工程建设的过程中，大体积混凝土由于体积大，水泥水化后产生的热量难以及时的排除，从而造成混凝土产生裂缝，给工程带来了巨大的安全隐患，为此对大体积混凝土的裂缝进行研究具有十分重要的现实意义。 技术要求与主要内容： 本文从大体积混凝土裂缝产生的主要原因入手，详细的阐述了水泥水化热、混凝土收缩、外界气温变化以及结构设计方面的因素对裂缝产生的影响；并对大体积混凝土裂缝的常用预防措施及处理方法进行了论述；最后通过具体的工程实例，给出了大体积混凝土裂缝控制方法在实际工程中的应用。 进度安排： 同组设计者及分工： 指导教师签字：___________________ 年 月 日 教研室主任意见： 教研室主任签字：___________________ 年 月 日

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摘 要

随着我国建筑业的不断发展，工程逐渐向大跨度、大体积等方面发展，为此大体积混凝土受到工程人士的青睐，在工程建设的过程中，大体积混凝土由于体积大，水泥水化后产生的热量难以及时的排除，从而造成混凝土产生裂缝，给工程带来了巨大的安全隐患，为此对大体积混凝土的裂缝进行研究具有十分重要的现实意义。本文从大体积混凝土裂缝产生的主要原因入手，详细的阐述了水泥水化热、混凝土收缩、外界气温变化以及结构设计方面的因素对裂缝产生的影响；并对大体积混凝土裂缝的常用预防措施及处理方法进行了论述；最后通过具体的工程实例，给出了大体积混凝土裂缝控制方法在实际工程中的应用。

关键词 大体积混凝土；施工质量；裂缝控制；裂缝处理

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目 录

摘 要 ······························································································ I 第1章 绪论 ······················································································ 1 第2章 大体积混凝土裂缝产生的主要原因分析 ········································ 3

2.1 水泥水化热··········································································· 3 2.2收缩裂缝 ··············································································· 3 2.3外界气温变化引起的裂缝 ·························································· 5 第3章 大体积混凝土裂缝的预防措施 ···················································· 6

3.1注意原材料的选择 ··································································· 6 3.2采用合理的施工方法 ································································ 7 3.3科学、合理的养护措施 ····························································· 7 3.4减小环境气候的影响 ································································ 8 第4章 案例分析 ················································································ 9

4.1工程概况 ··············································································· 9 4.2 裂缝预防措施 ······································································· 9

4.2.1设计图纸时的控制 ························································ 10 4.2.2混凝土原材料的选择 ····················································· 10 4.3取得的效果 ···········································································11 结 论 ···························································································· 13 参考文献 ······················································································· 14 致谢 ····························································································· 15

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哈尔滨工业大学远程教育本科毕业设计（论文） 第1章 绪论

混凝土具备原材料充足、制造工艺成熟简易、成本较低等诸多优点，故而其在工民建中的用量越来越大。除此之外，混凝土还具有良好的耐久性、抗压强度值高、强度等级可变等特点。相对其优点，混凝土的主要缺点是抗拉强度低，难以独立承担拉应力，易于开裂。随着我国经济实力的高速提升，工民建行业涉及到的大体积混凝土工程数量日益增多。大型水利工程、核电站底板工程、桥梁承台、大型设备基础及高层建筑基础等均在这一行列。创新的施工技术与施工工艺结合科学的混凝土调配技术，为大体积混凝土工程的顺利开展与普遍应用提供了前提保障。大体积混凝土的裂缝控制问题是一项国际性的技术难题，许多国家都成立了专门的研究机构，理论成果颇多，但在工程实践中仍然缺乏成熟和实用的理论依据，一些规范和规程尚不能全面解决现实设计和施工中提出的问题。

据有关检测及工程实践资料可知，现役混凝土结构基本上都是处于带裂工作的状态，区别在于有些结构的裂缝宽度较小，无碍于结构的安全使用，按照有关规范的规定，其存在是能够被接受的；而有些裂缝的宽度则超出了规范的要求，并会在各种荷载或外界理化因素的作用下，导致硅结构深度碳化、保护层脱落、受力筋锈蚀等后果，进而使得硅结构刚度与强度降低甚至丧失，耐久性变差，情况恶劣时可能有发生结构崩塌的危险，此类裂缝危害极大，必须严加控制。

大体积混凝土内出现的裂缝按深度的不同，分为贯穿裂缝、深层裂缝及表面裂缝三种。贯穿裂缝是由混凝土表面裂缝发展为深层裂缝，最终形成贯穿裂缝。它切断了结构的断面，可能破坏结构的整体性和稳定性，其危害性是较严重的；而深层裂缝部分地切断了结构断面，也有一定危害性；表面裂缝一般危害性较小。但出现裂缝并不是绝对地影响结构安全，它都有一个最大允许值。处于室内正常环境的一般构件最大裂缝宽度≤0.3mm；处于露天或室内高湿度环境的构件最大裂缝宽度≤0.2mm。对于地下或半地下结构，混凝土的裂缝主要影响其防水性能。一般当裂缝宽度在0.1～0.2mm时，虽然早期有轻微渗水，但经过一段时间后，裂缝可以自愈。如超过0.2～0.3mm，则渗漏水量将随着裂缝宽度的增加而迅速加大。所以，在地下工程中应尽量避免超过0.3mm贯穿全断面的裂缝。如出现这种裂缝，将大大影响结构的使用，必须进行化学灌浆加固处理。大体积混凝土施工阶段所产生的温度裂缝，一方面是混

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哈尔滨工业大学远程教育本科毕业设计（论文） 凝土内部因素：由于内外温差而产生的；另一方面是混凝土的外部因素：结构的外部约束和混凝土各质点间的约束，阻止混凝土收缩变形，混凝土抗压强度较大，但受拉力却很小，所以温度应力一旦超过混凝土能承受的抗拉强度时，即会出现裂缝。这种裂缝的宽度在允许限值内，一般不会影响结构的强度，但却对结构的耐久性有所影响，因此必须予以重视和加以控制。

积混凝土体积庞大，在水泥水化的过程中容易产生大量的水化热，从而不可避免的造成混凝土裂缝，为此对大体积混凝土裂缝进行分析具有十分重要的意义。本文从大体积混凝土裂缝产生的原因入手，详细的论述了水泥水化热、混凝土收缩裂缝以及外界气温变化引起的裂缝和结构设计方面裂缝产生的原理和形式。接着对大体积混凝土裂缝的预防措施进行分析，主要包括注意原材料的选择、采用合理的施工方法、科指出了大体积混凝土裂缝的三种常用的处理方法表面修补法、填充法、结构补强法、灌浆法，最后利用工程案例进行实际的运用分析。

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哈尔滨工业大学远程教育本科毕业设计（论文） 第2章 大体积混凝土裂缝产生的主要原因分析

大体积混凝土由于体积巨大，水泥水化热以及其他因素的影响，从而使得大体积混凝土不可避免的造成混凝土裂缝，为此本章从大体积混凝土裂缝产生的原因入手，对大体积混凝土裂缝产生的原因进行详细的论述，指出了水泥水化热、混凝土收缩、外界气温变化以及结构设计方面造成裂缝的原理。

2.1 水泥水化热

水泥水化热是造成大体积混凝土裂缝的主要原因，水泥水化热在1~3天的时候最多，具体的水化温度及水化步骤如下描述。水泥在水化反应过程中产生大量的水化热，这成为大体积混凝土内部温升的主要热量来源，试验证明每克普通硅酸盐水泥放出的热量可达500J。由于大体积混凝土截面尺寸大及混凝土导热性能较差，水化热集聚在硅结构内部难以散失，所以会引起混凝土结构内部温度急骤攀升。实测资料显示，由水化热引发的温升值，在水利水电工程中大都集中于15℃~25℃，而在建筑工程中绝大多数在20℃~30℃之间。

一般来说，水泥的水化过程从水化速率的角度来讲，可以分为三个阶段：第一阶段可以称为弹性阶段，在初始时刻，水泥颗粒和水接触并反应，放热率很快，但是由于石膏的存在，在水泥粒子的表面会形成一层钝化模，使放热率降低，第二阶段可以称为塑性临界阶段，这一阶段水泥水化热释放率最快，水泥颗粒也随之增长很快，第三阶段可以称为塑性阶段，水泥的水化产物在水泥粒子的表面堆积的厚度逐渐增厚，水泥的水化放热率逐渐降低，这个时候的反应由扩散控制。上面的一部分关于放热的，在水化的初期，水泥粒子之间为彼此分离的，水泥处于塑性状态，不存在强度，在水泥粒子不断水化增长的过程中，水泥粒子之间的接触面积逐渐增大，这一微观现象的宏观表现即为水泥强度的增长。粒子之间的接触面积越大，水泥的抗压强度，弹性模量也增大。

2.2收缩裂缝

混凝土由于外界气温以及混凝土内部水化热量造成内外温度的不同，容易在混凝土浇筑完毕之后产生收缩裂缝。混凝土收缩裂缝主要包括三个方面即：混凝土的沉缩变形、混凝土的干缩变形以及水泥的合缩等三个方面。

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哈尔滨工业大学远程教育本科毕业设计（论文） 1.沉缩变形 混凝土拌合物是固体颗粒(水泥和集料)、水和空气交混而成的三相体系。浇灌成型后，绝大部分空气逸出，固体粒子互相接触，形成一个孔隙中充满着水的空间构架。由于粒子之间仅有微弱的摩擦力，不足以阻止相互的滑移，它们将继续凭借其重力沉降，彼此互相靠近，并使空隙减小。与此同时，混凝土与外界接触的表面(包括浇灌层的顶面和模板漏缝)上毛细管抽吸作用也促进了空隙水的排出。随着这种受制沉降的进行，混凝土的体积必将逐渐减缩，直至水泥水化形成的结构联系足以阻止粒子不再继续滑动为止。混凝土的这种起因于固体沉降、空隙减小的体积减缩可以称为沉缩。

从理论上说，混凝土的沉缩就是增实作用的延续，对混凝土各种性能会有积极影响。然而，实际上发生的不均匀沉缩却会导致产生一些不规则的混凝土塑性收缩裂缝。这种裂缝通常是互相平行的，间距一般为0.2~1.0m，并且有一定的深度，它不仅可以发生在大体积混凝土中，而且可以发生在平面尺寸较大、厚度较薄的结构构件中。

2.干缩变形

混凝土硬化以后，仍然含有相当数量的可以蒸发的水。如果暴露在干燥空气之中(相对湿度低于95%)，这些水必将逐渐蒸发离去。与此同时，混凝土的外包体积将有相应的减缩。这种体积变化称为混凝土的干缩。单位体积混凝土发生的体积减缩除以3称为干缩率。

水总是从表面蒸发离去的。在干燥空气中，混凝土表层的孔隙水很快离去，然而外界的空气扩散进入表层内，取代已经离去的水原先所占据的空间。此后一方面下一层混凝土的孔隙水蒸发，使已经进入混凝土体内的空气的湿度提高，另一方面湿空气又凭借扩一散作用与外界的干燥空气进行交换，使湿度降低，从而使孔隙水得以继续蒸发。这种干燥过程一直进行到混凝土内部最深处的蒸汽压与外界空气的蒸汽压持平为止。

3.水泥合缩

水泥化合物与水化合时，只有一部分水进入反应产物的结构，而另外还需要一部分水用以填补反应物结构中的空格而被耗费掉。因此，反应产物的分子体积总是较反应物的分子体积和所消耗的水的体积的总和要小。这种起因于化学结合的体积减缩可以称为合缩。根据水泥的品种不同，其合缩的数量也存在较大差异，对于合缩强烈的水泥，施工时对混凝土的保湿养护应当及早开始进行，否则将会导致混凝土表面层产生裂缝。

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哈尔滨工业大学远程教育本科毕业设计（论文） 2.3外界气温变化引起的裂缝

大体积混凝土结构施工期间，外界气温的变化情况对防止大体积混凝土开裂有重大影响。外界气温越高，混凝土的浇筑温度也越高。如果外界温度下降，会增加混凝土的降温幅度，特别是在外界温度骤降时，会增加外层混凝土与内部混凝土的温差，这时对大体积混凝土抗裂极为不利。混凝土的内部温度是外界温度、浇筑温度、水化热引起的绝热温升和结构散热降温等各种温度的叠加，而温度应力则是温差所引起的温度变形造成的，温差越大，温度应力也越大。同时由于大体积混凝土不易散热，混凝土内部温度有时高达80℃以上，而且延续时间较长。因此，应研究合理的温度控制措施，以防止大体积混凝土内外温差引起的过大温度应力。

不同于混凝土浇筑阶段水化热所引起的温度荷载，自然环境条件变化引起的温度荷载极不稳定，也更难控制。就混凝土工程结构而言，由于自然环境条件变化所产生的温度荷载，一般可分为以下三种类型：（1）日照温度荷载；（2）骤然降温温度荷载；（3）年温温度荷载。日照温度荷载主要是太阳辐射作用所致，还有气温变化和风速影响，在实际应用中可简化为只考虑太阳辐射和气温变化这两种因素。降温温度变化主要是由强冷空气的侵袭作用和日落或在夜间形成的内高外低的温度分布，一般只考虑气温变化和风速的影响。年温变化则是极缓慢的气温变化所致，由于其长期的缓慢作用，使得结构物整体发生均匀的温度变化，因此可忽略。

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哈尔滨工业大学远程教育本科毕业设计（论文） 第3章 大体积混凝土裂缝的预防措施

大体积混凝土裂缝产生后容易对结构的安全性造成显著的影响，因此在具体的工程实践中必须采取相关的措施，预防大体积混凝土裂缝的产生。大体积混凝土裂缝的预防措施主要包括原材料的选择、合理的施工措施以及科学的养护方法。

3.1注意原材料的选择

大体积混凝土的原材料选择主要包括水泥的品种、水泥量的多少以及粗细骨料的类型及含量，下面对水泥的品种及含量以及骨料的类型进行详细的论述。

1.水泥的选择

在材料方面控制大体积混凝土的开裂，主要从减小混凝土的收缩，降低水化热，增强混凝土抗拉强度等方面入手。大体积混凝土结构在选用水泥品种时，应综合考虑水化热、强度、坍落度等因素。某些水泥的水化热虽然低，但强度也低，在配制混凝土时，需用较多的水泥，结果混凝土的发热量可能比采用水化热较大、强度较高的水泥时还要大。目前在大体积混凝土中应用最多的是矿渣硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥。

2.骨料的选择

施工用细骨料的选用：必须选择级配合理、质地均匀坚固、吸水率低、空隙率小的洁净天然中粗河砂（中砂细度模数为2.5~3.0,含泥量≤2.5%,泥块含量≤0.5%不得使用山砂和海砂。如果经取样检验有含泥量超标现象时，须在采砂场或捞砂船上安装冲洗装置，必要时还需在现场安装冲洗设备，确保质量良好的原材料投入使用。

施工用粗骨料的选用：必须选用多级配、松散堆积密度大于1500公斤/每立方米，紧密空隙率小、粒型良好、质地均匀坚固、线胀系数小的洁净碎石，(压碎值≤16%，含泥量≤1.0%，泥块含量≤0.25%，针片状含量≤10%)，不得使用砂岩碎石。在选择碎石场时，应当考虑碎石加工设备的型号、性能、用途、生产规模、有无冲洗设备等因素，以防止碎石粉尘及片针状超标现象和供货量不足问题。

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哈尔滨工业大学远程教育本科毕业设计（论文） 3.2采用合理的施工方法

大体积混凝土在施工过程中需要注意的方面主要包括：混凝土的浇筑与振捣、控制混凝土的出机温度和浇筑温度等几个方面。

1.混凝土的浇筑与振捣。对于大体积混凝土浇筑，除了一般的施工工艺外，应采取一些技术措施，减少混凝土的收缩，提高极限拉伸，这对防止裂缝的产生有很大作用。改进混凝土的搅拌工艺对改善混凝土的配合比、减少水化热、提高极限拉伸有着重要的意义。传统的混凝土搅拌工艺在混凝上搅拌过程中水分直接润湿石子表面，在混凝土成型和静置的过程中，自由水进一步向石子与水泥砂浆界面集中，形成石子表面的水膜层。在混凝土硬化以后，由于水膜层的存在而使界面过渡层疏松多孔，削弱了石子与硬化水泥砂浆之间的粘结，形成了混凝土最薄弱的环节，从而对混凝土抗压强度和其它物理力学性能产生不良的影响。为了进一步提高混凝土质量，可采用二次投料的砂浆裹石或净浆裹石搅拌新工艺。这样可以有效地防止水分向石子与水泥砂浆界面的集中，使硬化后的界面过渡层的结构致密，粘结加强，从而使混凝土强度提高10%左右，也提高了混凝土的抗拉强度和极限拉伸值。当混凝土强度基本相同时，可减少7%左右的水泥用量。

2.出机温度和浇筑温度控制。为了降低大体积混凝土总温升和减小结构的内外温差，控制出机温度是很重要的。在混凝土的原材料中，石子的比热较小，但其在每 混凝土中所占的重量较大；水的比热最大，但它在混凝土中所占的重量却最小。因此，对混凝土出机温度影响最大的是石子和水的温度，砂的温度次之，水泥的温度影响较小。针对以上的情况，在施工中为了降低混凝土的出机温度，应采取有效的方法降低石子的温度。在气温较高时，为了防止太阳的直接辐射，可在砂、石子堆场搭设简易遮阳装置，必要时可向骨料喷射水雾或使用前用冷水冲洗骨料。混凝土从搅拌机出料后，经过运输、泵送、浇筑、振捣等工序后的温度称为混凝土的浇筑温度。由于浇筑温度过高会引起较大的冷缩和干缩，因此，应适当地控制混凝土的浇筑温度。一般情况下，混凝土的最高浇筑温度应控制在40℃以下。

3.3科学、合理的养护措施

混凝土养护时的温度控制方法，一般可归纳为两大类。第一类是降温法，即在混凝土浇筑成型后，通过循环的冷却水进行降温，借以减少混凝土内外的温差。第二类是保温法，混凝土浇筑成型后，通过保温材料(如常用的模

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哈尔滨工业大学远程教育本科毕业设计（论文） 板、草袋、锯末、塑料布等)、碘钨灯或定时喷浇热水等方法，以提高混凝土表面及四周散热面的温度。

在每次混凝土浇筑完毕后，应及时按温控技术措施的要求进行保温养护，并应符合下列规定：

1.保温养护措施，应使混凝土浇筑块体的内外温差及降温速度满足温控指标的要求，控制降温速度，使之小于1.5℃/d；

2.保温养护的持续时间，应根据温度应力（包括混凝土收缩产生的应力）加以控制、确定，但不得少于15天。保温覆盖层的拆除应分层逐步进行；

3.保温养护过程中，应保持混凝土表面的湿润。

保温养护是大体积混凝土施工的关键环节。保温养护的目的主要是降低大体积混凝土浇筑块体的内外温差以降低混凝土块体的温度应力，其次是降低大体积混凝土浇筑块体的降温速度，充分利用混凝土的抗拉强度，以提高混凝土块体承受温度应力时的抗裂能力，达到防止或控制温度裂缝的目的。同时，在养护过程中保持良好湿度和防风条件，使混凝土在良好的环境下养护，施工人员应根据事先确定的温控指标的要求，来确定大体积混凝土浇筑后的养护措施。

3.4减小环境气候的影响

为了降低入模温度，通常不要选择在夏季高温时浇筑混凝土，可在夜间作业；为了减小混凝土内外温差和防冻，也不宜在冬季低温时浇筑混凝土。在混凝土浇筑前要充分了解天气情况，对于浇筑时气候对混凝土可能产生的影响要有一定预见性并能做好充分的准备。

在浇筑混凝土以前，对基础、预埋铁件及与新混凝土接触的冷壁（老混凝土、预制混凝土模板等），应用蒸汽清除所有的冰、雪、霜冻，并使其表面温度上升。如果基础及冷壁的内部温度较低，还需要提前进行预热。如果不进行预热，浇筑混凝土以后，接触面附近的新混凝土温度将很快降至零度以下。预热所需温度、深度和持续时间，由温度计算决定。计算原则应使接触面附近的新混凝土在达到临界强度之前不冻结。一般来说，应使基础深度100mm内温度在5℃以上。

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哈尔滨工业大学远程教育本科毕业设计（论文） 第4章 案例分析

4.1工程概况

北京南站主站房及雨篷为仿天坛的椭圆形建筑形态，长轴500m，短轴350m，沿长轴方向两翼部分为各两跨钢结构通透雨篷，中间站房为椭圆形建筑，高架层候车厅长轴332.6m，短轴195m，最高檐高40m。总建筑面积42万m2，其中地下一层，为全现浇钢筋混凝土框架结构（部分竖向柱为钢筋钢管混凝土柱）；地上两层，均为钢结构形式。基础底板为超大尺寸的大体积混凝土结构。混凝土设计强度等级C35，抗渗等级P10，基础底板混凝土浇筑总方量约152100m3，浇筑时间从2011年8月中旬开始到2012年1月底完成。由于北京南站基础底板混凝土方量巨大，而且混凝土在冬季进行浇筑，所以混凝土浇筑的质量更容易受到外界环境的影响。在基础底板的内部，为了防止大体积混凝土裂缝严重，在设计方面，加强了底板的底部配筋。

图4-1 北京南站大体积混凝土施工现场图

4.2 裂缝预防措施

混凝土裂缝产生的主要原因：（1）由外荷载引起的，即按常规计算的主要应力引起的裂缝；（2）结构次应力引起的裂缝，这是由于结构的实际工作状态与计算假设模型的差异引起的裂缝；（3）变形应力引起的裂缝，就是由混凝土结构的温升膨胀和降温收缩引起的裂缝。大体积混凝土多是变形应力引起的裂缝。因此，北京南站基础底板层大体积混凝土裂缝的控制，应以变形应力引

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哈尔滨工业大学远程教育本科毕业设计（论文） 起的裂缝为本工序控制的关键。 4.2.1设计图纸时的控制

设计图纸从基础底板开始共划分为I、II、III三个区。II区为主站房，地下一层为出站大厅，地上高架层为候车大厅；I、III区在II区的两侧对称设置，地下室为停车库（场），地上为钢结构通透雨篷。每个区段又分为三个小区共九个施工分区。在每个区段根据规范要求，设计图纸中结构按纵横向30~40米左右距离设置1000毫米宽的后浇带。依据后浇带I、III区结构各划分为30个流水段，II区共划分为36个流水段。这样将整个基础底板划为96个混凝土浇筑板块，不仅能使大体积混凝土变形应力得到较好释放，同时为施工混凝土的运输、浇筑组织带来很大方便。但分隔后基础底板板块仍较大，最大的浇筑面积2500m2，混凝土一次浇注量约5000m3，所以还需采取进一步的措施。

4.2.2混凝土原材料的选择

大体积混凝土的温升是由于水泥在水化热过程中放热引起的，为了最大限度地降低水化热采取了如下措施：

（1）选用水化热较低的优质水泥。本工程选用北京市琉璃河水泥厂生产的长城P.42.5水泥，含碱量小于0.6%，水化热较低；

（2）尽量减少水泥用量。本工程采用掺加I级粉煤灰，粉煤灰中含有大量的硅、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，同时粉煤灰的火山反应进一步改善了混凝土内部的孔结构，使混凝土中总的空隙率降低，孔结构进一步的细化，分布更加合理，使硬化后混凝土更加致密，相应收缩值也减少，但粉煤灰不宜过多。本工程选用S95级矿粉，矿物掺合料具有优异的火山灰效应和“微珠”效应及填充密实效应，不仅降低水泥用量，提高了混凝土的强度和耐久性，同时保护了环境，降低了成本，利用与粉煤灰“双掺”的叠加效应来改善混凝土的流动性、微孔结构、孔隙数量，从而达到降低混凝土的热胀；

（3）抗裂防水剂，采用CSA混凝土抗裂防水剂。

（4）为了保证工程质量，确保混凝土质量万无一失，决定采用掺加聚丙烯改性纤维来提高混凝土的抗裂性。聚丙烯纤维同水泥基料有极强的粘结力，并在混凝土内部构成一种均匀的乱向支撑体系，从而产生一种有效的二级加强

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哈尔滨工业大学远程教育本科毕业设计（论文） 作用，增强了混凝土的韧性，抑制了微细裂缝的产生和发展，因此可在混凝土中发挥有效的抗裂作用。本工程掺量为每m3混凝土0.9千克；

（5）粗骨料，5~25mm米碎石，低碱活性骨料，要求含泥量小于等于1%，增加石子用量并选用粒径较大、级配良好的粗骨料，石子入灌前需浇水润湿；

（6）细骨料，水洗中砂，低碱活性骨料，要求含泥量小于等于1%； 3.混凝土的制备和连续供应

混凝土的制备质量是否稳定和能否连续供应直接影响到混凝土的浇筑质量和大体积混凝土裂缝的控制。基础底板混凝土量约152100m3，全部采用预拌混凝土。开工前，经过三方考察确定7家具有较强生产能力的混凝土公司，其单位名称为：北京虎跃混凝土有限公司，北京北斗星混凝土有限公司，北京通惠绿洲混凝土有限公司，北京火车头混凝土有限公司，北京住总商品混凝土中心，北京丰台区榆树庄构件厂，北京新奥混凝土有限公司。工程统一要求：

（1）要求各搅拌站采用同一厂家生产同一品牌水泥、抗裂防水剂、纤维、粉煤灰、矿粉；

（2）要求各搅拌站统一采用确定的双掺混凝土配合比进行试配，合格后必须经中铁建工集团北京南站指挥部审核，并论证确认后再进行正式生产；

（3）搅拌机组操作人员和质量检测人员共同努力，保证混凝土质量均匀稳定；

（4）采用地下水搅拌，不加热，控制混凝土入模温度在28°C以下，冬季不低于10°C；

4.3取得的效果

为了及时有效地掌握基础底板混凝土实际的温度变化，采用自动测温系统和常规测温两种测温方法。该测温自基础底板混凝土浇筑开始，全天候连续监测30天，将监测数据及变化趋势以温度曲线和报表两种方式实时显示，快速并真实反映基础底板混凝土的温度变化、内表温差、表外温差及升降温速度，为施工和养护过程中及时准确采取温控对策提供了依据，对避免大体积混凝土的温差裂缝具有重要作用。

从整个基础底板监测结果看出：基本在混凝土浇筑后4～5天时温升至温度峰值，2m厚底板最高温度峰值在板中部为50.2°C；各测温点达到峰值后开始进入降温过程，以各测点的降温曲线分析，降温过程平稳，降温速率平均控制在1.5°C/天内，上层测点降温较快，中部测温点次之，下层测温点降温较

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哈尔滨工业大学远程教育本科毕业设计（论文） 慢，基础底板中部与上部区域的温差大于中部与下部区域的温差，但最大温差小于25°C。

北京南站工程超大尺寸152100m3基础底板混凝土，分块浇筑，不仅能使大体积混凝土变形应力得到较好的释放，同时给混凝土的施工运输、组织、浇筑带来很大的方便，从而使混凝土工程质量得到有效保证，再通过一系列的技术措施，掺加粉煤灰、矿粉、聚丙烯改性纤维，大大降低水泥用量，提高了混凝土的强度和耐久性、抗渗性、抗裂性，经过两年多的观察，基础底板混凝土没有出现任何有害裂缝，达到了预期效果，取得了很好的社会效益。

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哈尔滨工业大学远程教育本科毕业设计（论文） 结 论

随着我国建筑工程中混凝土工程的体量日渐增大，商品混凝土以其集约化的生产方式，稳定优异的产品质量，得到了越来越广泛的应用。鉴于大体积混凝土的广泛应用，对大体积混凝土裂缝产生的原因及预防措施进行分析和归纳具有十分重要的现实意义。本文从大体积混凝土裂缝的现状分析，得出以下主要结论：选择水化热低的水泥品种对大体积混凝土的温度控制至关重要；通过减小水灰比、掺减水剂、掺粉煤灰、精选骨料等措施减小水泥用量，对降低水化热，从而降低混凝土绝热温升效果明显，能有效控制混凝土裂缝；设置后浇带是控制混凝土温度应力避免裂缝的有效手段；通过敷设降温管和覆盖塑料薄膜、草袋的保温保湿养措施，能有效控制混凝土的内外温差，控制混凝土降温速率，从而避免混凝土开裂。

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哈尔滨工业大学远程教育本科毕业设计（论文） 参考文献

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[11]王士川等.施工技术四1.北京:冶金工业出版社，2001.

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哈尔滨工业大学远程教育本科毕业设计（论文） 致谢

本课题在选题及研究过程中得到老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。老师不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，在此谨向老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。

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