大体积混凝土结构裂缝控制的综合措施
【摘要】本文从大体积混凝土产生裂缝的原因入手，从大体积混凝土的裂缝控制的设计措施、大体积混凝土的裂缝控制的材料措施、大体积混凝土的裂缝控制的施工措施等三个方面研究裂缝控制，旨在降低大体积混凝土的使用过程中产生的裂缝。
【关键词】大体积混凝土；裂缝；控制措施
一、大体积混凝土结构裂缝的一般概念
二、大体积混凝土裂缝控制的设计措施
（一）大体积混凝土不同于一般的混凝土结构，其相对要复杂很多，其强度等级一般控制在C20～C35之间，后期的强度要求为R60。但是随着由于大体积混凝土使用的情况不同，其强度范围也会发生变化，总的来说，工程的质量要求越高，强度的范围越高。比如在建筑行业，理论上建筑的楼层越高，要求的强度等级也会越高，一些高层和超高层建筑的强度甚至要达到C40～C55才可以。
当然，大体积混凝土的强度设计也要考虑经济因素，一方面，大体积混凝土的强度设计越高，经济成本也越大；另一方面，大体积混凝土的强度等级越高，其承载的建筑质量也越高。但是不是所有的建筑等级越高越好，比如一个一般的只有10层的建筑采用C40的强度等级，就显然太高了，这样会造成很大的浪费，所以在实际的设计中要科学的设计，致力于找到最优的等级设计。
（二）大体积混凝土除了应该满足其基本的承载力和构造的要求之外，在现实中还需要考虑因为施工中水泥的热化效应和钢筋的存在带来的应力的变化等等因素。我们知道，在大体积混凝土建设中必不可少的“辅料”是钢筋，钢筋一方面可以增加建筑的强度，在另一方面也是将相对松散的混凝土粘合起来，以控制大体积混凝土内部可能存在的裂缝。通长钢筋的选取需要考虑钢筋使用的密度和钢筋的直径，直径和密度之间有科学的配比，不同要求和不同情况的建筑使用的配比不仅相同，但是共同的目的就是让这个配比最为科学，以最大限度的减少大体积混凝土内部的裂缝为目的。一般工程设施采用采用直径8～14mm的钢筋和100～150mm钢筋间距是比较相对的。
（三）大体积混凝土设计的时候应该控制好混凝土浇灌的温度，物体都有热胀冷缩的特性，混凝土也不例外，在大体积混凝土浇灌的时候起温度会相对较高，而在冷却凝固之后温度会降下来，体积也会相对减少，这个热胀冷缩的过程由于大体积混凝土体积的变化，其内部可能会产生许多微小的裂缝；当然，建筑在完成之后，由于白天的温度较高，晚上的温度较低，也会产生周期性的热胀冷缩效应，而这一切，都需要在大体积混凝土浇灌的时候掌握好温度，以防止后续大体积混凝土内部产生裂缝，降低其强度，给一些工程带来潜在的隐患。通常，大体积混凝土在浇灌的时候要求其温度不能超过30摄氏度，要求更高的可能还会要求25摄氏度，如此低的温度是为了降低温差，减少热胀冷缩效应。不过温度的设计还与外界的温度有关，不过总的来说，也就是要尽可能降低大体积混凝土浇灌时候的温度和外界的温度差值，以减少热胀冷缩产生裂缝的风险。
三、大体积混凝土裂缝控制的材料措施
（一）在大体积混凝土使用过程中，由于水泥溶于水的时候其会放出热量，而通常大体积混凝土温度因为水泥溶于水的关系都会让混凝土的温度高于外界的温度。因此为了有效的降低大体积混凝土浇灌时候温度和外界的差值，通常会在一定范围内减少水泥的用量。当然，水泥的用量有和混凝土的强度有关，所以一般情况下，在减少水泥用量的时候都会特别的小心，如果强度等级在C20～C35的范围，水泥用量不宜超过380kg/m?。
（二）由于水泥的材质不同，其溶于水放出的热量也不同，因此在一些对大体积混凝土强度要求很高，需要增大水泥用量以保证强度的时候，就会产生大体积混凝土浇灌时候的温度过高，达不到设计温度差。因此，一些要求高的建筑水泥通常会选取水化热低的矿渣水泥，这种水泥的水化热会比一般的水泥要地一些，通常要求水泥7天的水化热不应大于250kJ/kg。
（三）还有的时候为了控制含泥量会在大体积混凝土中使用石子，或者一些中、粗砂，以控制含泥量小于1.5%。
（四）大体积混凝土中不仅含有主要的水泥，石子，沙子，有的时候因为各种需要会加入一些添加物。通常一些建筑的混凝土添加物主要是粉煤灰，由于粉煤灰溶于水会吸热，所以一定比例的粉煤灰的添加，可以有效的降低水泥的水化热，一般粉煤灰的用量大约是水泥用量的15%。此外还有的混凝土添加剂有减水剂、缓凝剂和膨胀剂。
四、大体积混凝土裂缝控制的施工措施
（一）大体积混凝土的施工浇筑可以采用两种方式，这两种方式根据使用的情况不同灵活选取，第一种是分层连续浇筑，第二种是推移式连续浇筑。无论是哪种浇筑方法，一定需要控制浇筑过程中不同浇筑层的间隔时间应尽量缩短，当第二次浇筑的时候，必须要在第一次浇筑的混凝土还没有初步凝固之前，否则就会影响不同层混凝土之间的粘合，在两层之间形成裂缝，影响混凝土的强度。
（二）混凝土的运输和搅拌过程必须要浇灌节奏保持一致，基本的要求是搅拌和运输的时间要和浇灌紧密的连接起来，之间不能形成空隙，满足连续浇灌的要求。此外，在温度较高的夏季混泥土的搅拌应该对于水泥，石子，沙子以及添加剂采取遮阳措施和降温处理。
（三）在混凝土浇灌过程中，混凝土的表面非常容易聚集起来一些泌水。这些泌水属于混凝土中多余的水分，应当及时的处理掉，否则会影响混凝土的强度和质量。
（四）在大体积混凝土浇灌完成之后最重要的是控制混凝土的温度，如果在温度较高的夏季，应当采取一些对混凝土的降温措施，比如在混凝土浇灌之后，已经初步凝固了，在夏天的高温时段，应当向混凝土表面喷洒一些水，以降低混凝土表面的温度，保持大体积混凝土内外温差在控制范围内。而在寒冷的冬天，由于外界气温较低，所以就需要在在混凝土浇灌之后，已经初步凝固了的时候在混凝土表面覆盖一层保温层，通常塑料薄膜、草袋可作为保温材料覆盖在混凝土表面，覆盖层的厚度应根据温度的要求计算，避免混凝土的表面温度过低。
（五）此外，在建筑完成之后的一段时间，应当及时关注一些极端天气，比如暴雨、大雪、长时间干燥等等，提前做好应对措施，保证大体积混凝土完全凝固。
参考文献
[1]李彬彬. 大体积混凝土温度应力有限元分析[D].西安建筑科技大学，2007.
[2]彭诗明. 大体积混凝土结构有限单元法应用研究[D].武汉大学，2005.
[3]张晓飞. 大体积混凝土结构温度场和应力场仿真计算研究[D].西安理工大学，2009.
[4]苟季. 大体积混凝土水化热对结构的影响研究[D].广西大学，2008.
[5]严淑敏. 大体积混凝土基础底板温度裂缝控制技术[D].浙江大学，2007.
[6]李秀才. 大体积混凝土开裂机理与仿真研究[D].武汉理工大学，2003.
[7]黄永刚. 大体积混凝土温度监测与裂缝控制[D].西安建筑科技大学，2004.
