大体积超长混凝土结构抗裂防渗关键技术研究

摘要

大体积超长混凝土结构随着我国国民经济的迅速发展而逐渐广泛地应用于建筑工程中，但由于结构尺寸大、混凝土浇筑量多、水泥水化温升高等特点，使其极易产生裂缝，进而影响结构的使用功能，降低结构的耐久性。因此控制裂缝的开展是大体积超长混凝土结构的关键技术所在。 本文首先综合分析了混凝土开裂机理理论，及大体积混凝土结构开裂的主要原因；介绍了粉煤灰、膨胀剂和聚丙烯纤维自身材料特性及其掺入混凝土后对混凝土各项性能的影响。根据大体积混凝土结构的特点，为了改善混凝土抗拉强度低，极限拉伸率小及水化温升高等缺点，主要用试验的方法研究了在混凝土中掺入粉煤灰、膨胀剂和聚丙烯纤维制成聚丙烯纤维补偿收缩高性能混凝土的力学性能及物理特征，包括抗压强度、劈拉强度、弹性模量、弯拉强度和弯曲韧性、断裂能以及收缩变形等。试验结果证明，混凝土中掺入膨胀剂、聚丙烯纤维后，显著提高了对裂缝起控制作用的抗拉强度，减小了混凝土的收缩变形。另外，膨胀剂掺入混凝土，在限制条件下形成补偿收缩混凝土，由于补偿收缩混凝土在实际工程中与试验室所处的约束条件不同，本文进一步研究二者补偿收缩混凝土的限制膨胀率及在混凝土中建立的自压应力之间的差别。对于有关利用膨胀剂限制膨胀率补偿收缩，降低综合温差，延长伸缩缝间距或取消伸缩缝的问题进行了讨论，提出了自己的观点。 最后，通过工程实例混凝土测温，表明混凝土中掺入粉煤灰有效地降低了水化热，减小了水化温差。根据试验及测温结果，对普通混凝土与聚丙烯纤维补偿收缩混凝土开裂对比计算，证明了后者有效控制了裂缝的开展。本文的理论分析和试验研究数据及结论为混凝土结构的抗裂计算提供了理论基础，为大体积超长混凝土结构裂缝控制提供了必要的依据。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1引言

1.2大体积混凝土的定义和特点

1.3大体积混凝土结构裂缝控制国内外发展的历史和研究现状

1.4本文研究的目的和内容

第2章混凝土裂缝机理分析及防治研究

2.1混凝土裂缝

2.1.1混凝土裂缝的基本概念

2.1.2混凝土裂缝产生的原因

2.1.3混凝土收缩种类

2.2混凝土收缩变形的计算方法

2.3混凝土的应力松弛

2.4大体积混凝土裂缝产生的机理

2.5大体积混凝土防裂工程算法

2.6结构长度和基础刚度对混凝土温度收缩应力的影响

2.7混凝土的渗漏

2.8大体积混凝土结构的防裂措施

2.8.1原材料

2.8.2施工工艺

第3章试验原材料分析

3.1粉煤灰

3.1.1粉煤灰的利用现状

3.1.2粉煤灰在混凝土中的作用机理

3.1.3粉煤灰对混凝土工作性能的影响

3.1.4粉煤灰对混凝土强度的影响

3.1.5粉煤灰对混凝土耐久性的影响

3.1.6结论

3.2聚丙烯纤维

3.2.1聚丙烯纤维的特点

3.2.2聚丙烯纤维的作用机理及增强效果

3.3膨胀剂

3.3.1我国膨胀剂的概况

3.3.2膨胀剂的工作机理

3.3.3有关膨胀剂的综合应用

第4章试验研究

4.1试验研究目的

4.2试验原材料

4.3不同聚丙烯纤维掺量混凝土的试验研究

4.3.1混凝土配合比

4.3.2抗压强度

4.3.3劈裂抗拉强度

4.3.4弹性模量

4.3.5弯拉强度及弯曲韧性

4.3.6断裂能

4.3.7早期收缩

4.4不同限制条件下的试验研究

4.4.1试验方法

4.4.2试验结果及分析

4.5不同膨胀剂掺量时的试验研究

4.5.1限制膨胀率

4.5.2抗压强度

4.6利用限制膨胀率补偿综合温差

第5章实例分析

5.1基本工况条件

5.2原材料及配合比

5.3设计方面

5.4施工技术措施

5.5测温工作

5.6工程实例裂缝验算

结论

参考文献

附录

致谢