2025年水利工程大体积混凝土浇筑技术知识考察试题及答案解析

2025年水利工程大体积混凝土浇筑技术知识考察试题及答案解析一、单项选择题（每题2分，共20分）1.水利工程大体积混凝土浇筑中，为控制水化热温升，普通硅酸盐水泥的7天水化热应不超过（）kJ/kg。A.250B.280C.300D.3302.大体积混凝土入模温度控制的核心目的是（）。A.降低混凝土坍落度损失B.减少初始水化热总量C.提高早期强度D.避免模板变形3.采用分层连续浇筑法时，层间浇筑间隔时间应严格控制在混凝土（）之前。A.终凝B.初凝C.强度达到50%D.表面收光4.大体积混凝土内部最高温度与表面温度的差值应控制在（）℃以内。A.15B.20C.25D.305.为改善大体积混凝土抗裂性能，粉煤灰掺量一般占胶凝材料总量的（）。A.5%~10%B.15%~25%C.30%~40%D.45%~55%6.大体积混凝土养护期间，当环境温度低于（）℃时，应采取保温措施防止表面冻裂。A.0B.5C.10D.157.智能温控系统中，分布式光纤传感器的主要功能是（）。A.监测混凝土应力B.实时采集温度场数据C.控制冷却水流量D.预警模板位移8.大体积混凝土施工中，二次振捣的最佳时机是（）。A.混凝土终凝后1小时B.混凝土坍落度损失50%时C.混凝土初凝前1~2小时D.混凝土浇筑完成后立即进行9.用于大体积混凝土的粗骨料，针片状颗粒含量应不超过（）。A.5%B.10%C.15%D.20%10.大体积混凝土表面出现非贯穿性微裂缝时，优先采用的处理方法是（）。A.压力灌浆B.表面涂抹环氧胶泥C.凿槽嵌补D.无需处理二、多项选择题（每题3分，共15分，每题至少2个正确选项，错选、漏选均不得分）1.大体积混凝土温度裂缝的主要影响因素包括（）。A.水泥品种及用量B.混凝土浇筑厚度C.环境湿度D.养护保温措施E.骨料含泥量2.下列属于大体积混凝土配合比设计优化措施的有（）。A.降低水胶比至0.35以下B.采用5~40mm连续级配骨料C.添加缓凝型减水剂D.提高水泥用量E.掺加膨胀剂补偿收缩3.大体积混凝土内部冷却水管布置应满足（）。A.水平间距1.0~1.5mB.垂直间距1.5~2.0mC.水管与模板距离≥100mmD.进水温度与混凝土内部温差≤25℃E.采用DN25~DN40钢管4.大体积混凝土施工前需编制的专项方案应包含（）。A.温度场模拟计算B.混凝土运输路线规划C.应急降温预案D.劳动力配置计划E.模板拆除时间节点5.大体积混凝土养护阶段的温控指标包括（）。A.内部最高温度B.表面与大气温差C.降温速率（≤2℃/d）D.混凝土弹性模量增长速率E.内部与表面温差三、简答题（每题8分，共40分）1.简述大体积混凝土“双控”温控原则的具体内容及技术意义。2.分析分层浇筑法与分块浇筑法在水利工程中的适用场景及优缺点。3.说明大体积混凝土中掺加矿物掺合料（如粉煤灰、矿渣粉）的多重作用机制。4.列举大体积混凝土施工中温度监测的主要手段，并对比其适用性。5.针对大体积混凝土表面早期塑性收缩裂缝，提出预防与处理的技术措施。四、案例分析题（25分）背景资料：某水利枢纽工程重力坝坝体混凝土设计强度等级C35，单次浇筑方量12000m³，采用普通硅酸盐水泥（P.O42.5），配合比中水泥用量320kg/m³，粉煤灰掺量25%，水胶比0.38。施工期间环境温度28~32℃，采用分层连续浇筑，层厚1.5m，入模温度30℃。浇筑后第3天，监测显示混凝土内部最高温度达72℃，表面温度45℃，第5天表面出现多条长度1.2~2.5m、宽度0.15~0.2mm的不规则裂缝。问题：1.分析本案例中导致温度裂缝的主要原因（10分）。2.提出针对性的整改与预防措施（15分）。答案及解析一、单项选择题1.答案：C解析：根据《大体积混凝土施工标准》（GB51440-2021），普通硅酸盐水泥7天水化热应≤300kJ/kg，低热水泥≤260kJ/kg，以控制水化热总量。2.答案：B解析：入模温度直接影响混凝土初始温度，降低入模温度可减少水化热累积，延缓温峰出现时间，降低内部最高温升。3.答案：B解析：分层浇筑时，上层混凝土需在下层混凝土初凝前覆盖，避免形成冷缝，保证层间结合强度。4.答案：C解析：规范要求大体积混凝土内部与表面温差≤25℃，表面与大气温差≤20℃，防止表面拉应力超过抗拉强度导致裂缝。5.答案：B解析：粉煤灰掺量一般为胶凝材料总量的15%~25%（水工混凝土可放宽至30%~40%），通过“火山灰效应”降低水化热，改善和易性。6.答案：B解析：当环境温度低于5℃时，混凝土表面水分易冻结，产生冻胀应力，需覆盖保温材料（如草帘、保温被）维持表面温度。7.答案：B解析：分布式光纤传感器可沿线路连续监测温度场，精度±0.5℃，适用于大体积混凝土内部温度实时采集，优于传统点式温度计。8.答案：C解析：二次振捣应在混凝土初凝前1~2小时进行，通过破坏初期形成的胶凝结构，减少内部微裂缝，提高密实度和抗裂性。9.答案：B解析：粗骨料针片状颗粒会降低混凝土流动性，增加孔隙率，规范要求大体积混凝土针片状含量≤10%（高强度混凝土≤5%）。10.答案：B解析：非贯穿性微裂缝（宽度＜0.2mm）可采用表面封闭法，如涂抹环氧胶泥或弹性树脂，防止水分侵入引发钢筋锈蚀。二、多项选择题1.答案：ABDE解析：环境湿度主要影响表面干燥速率，对温度裂缝影响较小；水泥用量、浇筑厚度（影响散热）、养护措施（控制温降速率）、骨料含泥量（增加收缩）均为关键因素。2.答案：BCE解析：降低水胶比需保证和易性，不宜强制压低；提高水泥用量会增加水化热；连续级配骨料减少空隙率，缓凝剂延缓水化，膨胀剂补偿收缩，均为优化措施。3.答案：ABCE解析：冷却水进水温度与混凝土内部温差应≤20℃（规范要求），避免过大温差引发局部应力集中；水管间距水平1.0~1.5m，垂直1.5~2.0m，距模板≥100mm防止漏浆。4.答案：ABCDE解析：专项方案需涵盖温度场模拟（预测温峰）、运输路线（保证浇筑连续性）、应急降温（如备用冷却水系统）、劳动力配置（避免施工中断）、模板拆除（需根据强度和温度控制）。5.答案：ABCE解析：养护阶段重点控制内部最高温度、表面与大气温差（≤20℃）、降温速率（≤2℃/d）、内部与表面温差（≤25℃）；弹性模量增长速率非直接温控指标。三、简答题1.答案：“双控”指同时控制混凝土内部最高温度和降温速率。具体内容：①内部最高温度不超过设计允许值（一般≤75℃，特殊工程≤65℃）；②降温速率≤2℃/d（后期可放宽至3℃/d）。技术意义：通过限制温峰避免过高内部压应力，控制降温速率减少后期拉应力，双维度降低裂缝风险。2.答案：分层浇筑适用于平面尺寸大、厚度较薄（≤3m）的结构（如大坝基础），优点是施工连续、整体性好，缺点是需严格控制层间间隔；分块浇筑适用于厚度大（＞3m）、平面尺寸受限的结构（如闸墩），优点是单块体积小、散热快，缺点是存在施工缝，需凿毛处理。3.答案：多重作用：①填充效应：矿物掺合料（粒径＜10μm）填充水泥颗粒间隙，提高密实度；②火山灰效应：活性SiO₂、Al₂O₃与Ca(OH)₂反应生成C-S-H凝胶，增强后期强度；③延缓水化：掺合料稀释水泥浓度，降低早期水化热（7d水化热降低20%~30%）；④抑制碱骨料反应：减少游离Ca²⁺，降低膨胀风险。4.答案：监测手段：①预埋电子温度计（Pt100）：精度±0.5℃，单点监测，适用于关键截面；②分布式光纤：连续测温，精度±0.5℃，适用于大面积监测；③红外热像仪：非接触式表面测温，精度±2℃，用于快速巡检。对比：光纤适合内部全空间监测，电子温度计适合重点区域，红外热像仪适合表面筛查。5.答案：预防措施：①控制混凝土表面失水速率（覆盖塑料膜或喷洒养护剂）；②降低入模温度（≤25℃）减少初期收缩；③调整配合比（增加粉煤灰掺量，降低砂率）；④二次抹面（终凝前2~3次）闭合表面微裂。处理措施：宽度＜0.2mm的裂缝，表面涂抹环氧胶泥；宽度0.2~0.5mm的裂缝，采用压力灌注低粘度环氧树脂；贯穿性裂缝需凿槽后嵌填弹性密封材料并灌浆。四、案例分析题1.主要原因分析：①入模温度过高（30℃＞规范限值25℃），初始温度高导致水化热累积快；②水泥用量偏大（320kg/m³），粉煤灰掺量25%虽符合要求，但普通硅酸盐水泥水化热较高（7d＞300kJ/kg），导致内部温峰达72℃（超过设计允许值）；③层厚1.5m偏厚（建议1.0~1.2m），散热面积小，内部热量不易散发；④养护阶段未及时采取保温措施，表面温度（45℃）与内部温差27℃（＞25℃规范值），表面拉应力超过抗拉强度；⑤环境温度高（28~32℃）加速了水化反应，缩短了温峰出现时间。2.整改与预防措施：整改措施：①对已出现的裂缝，采用压力灌注低粘度环氧树脂（粘度＜100mPa·s）封闭，表面涂抹弹性聚氨酯涂料防止水分侵入；②加强后期养护，覆盖双层保温被，保持表面温度≥40℃，控制表面与内部温差≤25℃；③加密温度监测频率（由4h/次调整为2h/次），直至内部温度降至50℃以下。预防措施：①优化配合比：改用低热硅酸盐水泥（7d水化热≤260kJ/kg），提高粉煤灰掺量至30%，降低水泥用量至280kg/m³；②控制入模温度：采用冰水拌制（水温≤5℃）、骨