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大体积混凝土温度裂缝分析与工程应用

作　者: 李克江
导　师: 丁红岩；姚晓东
学　校: 天津大学
专　业: 建筑与土木工程
关键词: 水化热温度裂缝温差大体积混凝土
分类号: TU755
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

水泥凝结时,会产生大量的水化热,由于混凝土是绝热材料,因此产生的水化热不能及时释放,导致大体积混凝土内部温度不断升高,形成混凝土的内外温差,当温差过大或升降速度过快时,混凝上就会出现温度裂缝。温度裂缝的产生会降低承台基础的承载能力,降低混凝土的耐久性,造成建筑物安全隐患,危害极大,因此,必须对大体积混凝土进行温度控制研究。本文结合三个项目的承台施工,对大体积混凝土的温度控制技术进行了深入系统的研究,具体工作包括以下几个方面: (1)本文阐述了大体积混凝土工程中温度裂缝的危害和它的形成机理,论证了防止大体积混凝土温度裂缝的必要性和可行性。(2)通过论述热传导方程和承台混凝土内部温度场的计算方法,分析影响混凝土内部温度的各种因素,为有效控制混凝土内部最高温度、降低混凝土内外温差,防止混凝土温度急剧变化提供了途径。(3)参照其它工程大体积混凝土的温控措施,结合三个项目的具体情况,设计了一套具体的温度控制措施。选择了水化热较低的水泥和导热性能较好的骨料,在浇筑混凝土的各个环节上采取措施控制混凝土的温升,制定了有利于降低混凝土最高温度,降低混凝土内外温差的施工组织方案和良好的保温养护措施,在施工中严格执行,取得了预期的效果。研究表明:合理的混凝土配合比,优质的原材料是大体积混凝土温控成功的基础,通过对原材料配合比的优化,可以降低混凝土内部温度:合理的施工组织,正确的施工方案与有效的温控方案是大体积混凝土温控成功的保证。另外,大体积混凝土的温度场数值计算对边界条件非常敏感,对大体积混凝土温度梯度和温差问题需要以后进一步研究。

全文目录

中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章概述  8-11
  1.1 研究背景  8
  1.2 大体积混凝土浇筑温度裂缝产生的原因  8
  1.3 大体积混凝土温度裂缝控制方法  8-9
  1.4 本文的主要研究工作  9-11
第二章大体积混凝土温度裂缝的分析方法  11-15
  2.1 大体积混凝土温度裂缝理论分析  11-13
    2.1.1 裂缝的类型分析  11
    2.1.2 温度裂缝产生的机理  11-12
    2.1.3 温度裂缝的破坏机理  12-13
  2.2 温度裂缝的形成过程  13
  2.3 大体积混凝土裂缝产生的主要影响因素  13-15
    2.3.1 水泥水化热  13-14
    2.3.2 大体积混凝土的导热性能  14
    2.3.3 外界气温变化  14-15
第三章大体积混凝土温度裂缝的计算  15-24
  3.1 砼温度应力分析  15-20
    3.1.1 砼最终绝热温升  15
    3.1.2 砼内部不同龄期温度  15-16
    3.1.3 砼温度应力  16-20
    3.1.4 结论  20
  3.2 循环水降温计算  20-21
  3.3 覆盖法保温计算  21-22
    3.3.1 保温材料的厚度  21-22
    3.3.2 保温层铺设  22
  3.4 蓄水法保温计算  22-24
    3.4.1 计算公式  22-23
    3.4.2 计算参数  23
    3.4.3 计算结果  23-24
第四章大体积混凝土温度裂缝的控制措施  24-32
  4.1 设计控制措施  24-25
    4.1.1 选择适宜龄期配合比  24
    4.1.2 有效降低水泥用量  24
    4.1.3 增设抗裂钢筋或暗梁  24-25
  4.2 施工控制措施  25-30
    4.2.1 合理选用混凝土原材料和配合比  25-26
    4.2.2 延缓混凝土降温速度  26-27
    4.2.3 改进混凝土施工工艺  27-28
    4.2.4 适当增加预埋件  28
    4.2.5 冷却循环水管降温  28-29
    4.2.6 加强浇筑后的养护  29-30
    4.2.7 加强技术管理  30
  4.3 监测措施  30-32
    4.3.1 混凝土绝热温升的测试  30-31
    4.3.2 混凝土浇筑温度的监测  31
    4.3.3 养护过程温度监测  31
    4.3.4 对于混凝土的测温要求  31-32
第五章大体积混凝土温度裂缝控制技术实践  32-55
  5.1 实践1  32-42
    5.1.1 工程慨况  32
    5.1.2 施工技术难点分析  32
    5.1.3 施工部署  32-35
    5.1.4 主要机械设备投入  35-36
    5.1.5 混凝土供应  36
    5.1.6 混凝土配置  36-37
    5.1.7 混凝土浇筑泵管布置  37-39
    5.1.8 混凝土浇筑要求  39
    5.1.9 泌水处理  39
    5.1.10 混凝土温度控制  39-40
    5.1.11 测温  40
    5.1.12 混凝土养护  40-41
    5.1.13 紧急状态下的施工缝处理措施  41-42
    5.1.14 交通疏导  42
    5.1.15 效果总结  42
  5.2 实践2  42-49
    5.2.1 工程概况  42
    5.2.2 混凝土配合比设计  42-44
    5.2.3 混凝土浇筑前准备  44
    5.2.4 混凝土浇筑施工  44-46
    5.2.5 混凝土养护  46
    5.2.6 大体积混凝土的循环水内部降温  46-47
    5.2.7 大体积混凝土测温控制  47
    5.2.8 效果总结  47-49
  5.3 实践3  49-55
    5.3.1 工程概况  49
    5.3.2 大体积混凝土配合比设计  49-50
    5.3.3 施工过程控制  50-51
    5.3.4 混凝土养护  51-53
    5.3.5 混凝土测温  53-54
    5.3.6 效果总结  54-55
第六章结论和展望  55-57
  6.1 结论  55-56
  6.2 展望  56-57
参考文献  57-59
发表论文和科研情况说明  59-60
致谢  60

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