台山市金建混凝土有限公司 广东台山 529200
摘要：随着城市经济飞速的发展，越来越多的伟大建筑出现在人们的生活中，这种成就不得不说是人类创造建筑奇迹的过程。随着高大建筑的发展，混凝土结构物的大型化对混凝土的性能也提高了要求。大体积混凝土的配合比设计、浇筑、养护和温度控制等技术是其关键因素。为了保证大体积混凝土的施工质量，根据工程现场状况，采用一些能够方便实用的理论体系手段。随着广泛应用大体积混凝土，在大体积混凝土施工方面总结出一套简单、准确、高效的理论体系，成为急需处理施工技术中的现实课题。通过过往的工程实践经验可知混凝土质量的好坏直接关系到整个工程质量，而且其成本造价也是相当可观的。如何进行技术设计、施工组织和成本控制，是整个现场施工设计中必须重点研讨的话题。
关键词：高强度；大体积混凝土；材料特性
近年来，大体积混凝土在工程中得到了广泛的应用，大体积混凝土的开裂已成为混凝土工程的重点。经工程界的专人研究可知混凝土的1/3应力由干缩和湿胀引起的，其中2/3的应力由温度变化引起的。由此可见，温度应力是当今大体型建筑物发生开裂的一个非常重要的因素之一。为了保证大型建筑结构的安全、稳定和综合性能，有必要控制水泥在施工阶段的水化热，降低大体积混凝土早期温度裂缝的潜在风险。
混凝土裂缝日益受到工程界的关注。在较为复杂的现场施工中，如何保证混凝土结构安全与避免产生裂缝及发展成为当今社会的关键。所以，既要保证顺利、有效的施工设计，又要保证结构的安全，对大体积混凝土的防裂相关技术研究具有非常重要的意义。
一、混凝土的优缺点
与以往混凝土相比，特别是高强混凝土抗压强度高，抗压强度比普通混凝土高出4-6倍，一般强度大于C60。减少混凝土结构的截面积不仅给人一种舒适的感觉，而且增加了实际使用面积和经济效益的提高。高强混凝土变形小、刚度大，有利于提高混凝土的变形性能。除此之外，高强混凝土更加致密大大增加了抗冻性、抗渗性、耐腐蚀能力和抗冲击能力。
在施工中，工程条件复杂，整体浇筑结构稳定高，一般采用整体浇筑技术，不可以出现有害的施工工缝。大体积混凝土自重大、养护时间长、导热系数差和不耐高温极易产生混凝土裂缝，构造产生裂痕，首先混凝土外观品质遭到影响，其次工程构造的安全也遭到危害。对于大体积混凝土的重要部件，开始时发生外表裂痕，假设不及时对其采取正当措施进行修补，后期混凝土结构受到各种外界因素的影响，将能够引起结构的耐久性降低和渗透等状况，且表面裂缝将可能加深裂缝宽度和深度，不利于整个工程结构的稳定，甚至将可能给人们的生命财产安全带来潜在风险。
二、高强度大体积混凝土存在的问题及防治措施
1、裂缝的防治
想要减少和防止大体积混凝土裂缝的产生，首先要提高混凝土材料本身的抗力特性，还可以减小外力、温度、约束等来改变混凝土的内部结构。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆想要改变混凝土材料本身的抗力特性，就要对混凝土的各个组成部分的抗力特性进行研究，对混凝土的质量选择、最佳掺量、最佳组合、最佳配合比等进行研究，可以有效的提高混凝土材料自身抗裂能力和变形能力。现在的混凝土主要是以强度、抗渗、耐久性能为设计目标，主要是以抗裂为核心，对混凝土的各种物理力学性能的配合比优化设计方法，来满足高拱坝的各种要求。
2、在地震作用下的力学与变形特性参数的确定
随着计算机技术的发展，可以对坝、地基、水库共同作用的地震响应作出精确的计算，但是精准度和仿真度会受到一定条件的制约，对于远场地基深部出现地震时，振波在传播过程中会受到反射、折射、不均匀介质、不规则地形等因素的影响，地震的地面运动在坝上的地区是非均匀分布的，在计算时要选择正确的计算模型对地震地面运行的非均匀变化进行表示，还有一种制约的因素就是对于大体积混凝土在地震时的强度和应力的变化趋势，过去的只能用国外的试验资料进行判断，使用经验安全系数设计法来评价大坝抗震的安全度，在我国对于混凝土材料的强度和变形的各项参数研究的不是十分透彻，只是处于最起始的阶段，在动载荷的作用下的混凝土材料的结构关系和断裂特性的研究还很不足，只能用在高拱坝的一些材料动态参数，但是也很难通过工程实践进行验证。
3、力学与变形的仿真
就现在来说，在对拱坝结构进行设计的时候一般都会采取经验安全系数设计法，规定坝体的最大应力要小于某一标准应力值，这一标准应力值要等于混凝土试件在预定期限的极限强度除以一个经验安全系数。对于安全系数来说是随着试件的尺寸和形状的不同而不同的，同时也随着科技水平和施工技术的变化进行变化的，所以在应用容许应力法来设计拱坝的时候，用经验安全系数评价大坝的强度，是不用对混凝土大试件的强度特性研究的，原因是安全系数中有试件尺寸效应和粒径效应的影响。这种经验安全系数是无法全面、真实的反应大坝混凝土的抗力安全度，而且会很大程度上束缚拱坝的设计水平。现在在对大坝的安全度进行评价的时候，会采用半经验、半理论的设计方法，使用极限状态的平稳条件来对大坝的安全进行评价，大坝的强度破坏主要是大坝产生了变形或者是坝体出现了裂缝，这主要是材料出现了塑性开裂、裂缝扩展、处于累积损伤的状态等原因，在进行仿真的破坏过程研究时，材料的结构定义于大体积混凝土在工作时失效的极限强度的确定，是对大坝安全评价的重要参数。在高拱坝的使用中，高拱坝的开裂情况时很难避免的，这就要对坝体裂缝的扩展进行严格的控制，当拱坝的局部拉应力超出标准范围的时候是不会使大坝失效的，但是要控制大坝裂缝的稳定性，大坝就会正常的进行使用。对于三维非线性有限单元法可以有效的分析大坝的开裂情况，但是这种方法只是对材料进行构建模型，这样是很难分析大体积混凝土受载状态的，所以在对全级配混凝土试件强度和变形特性进行研究的时候，要建立在破坏过程中的各个特点。
三、高强度大体积混凝土的研究
1、配合优化研究
对大体积混凝土原材料进行品质因素、掺量、组合对大体积混凝土的抗压、抗裂性能进行分析，并且建立混凝土配合比设计与抗裂指标的关系模型。有效结合过去的资料，进行试验研究，将混凝土的强度、变形和抗裂性能作为综合指标，建立数据库，并且编制混凝土抗裂优化配合比设计程序。选择最合适的配合比，并且通过浇筑块温度应力的核算，来验证所选配合成分的合理性，使其具有大体积混凝土应该具有的高强度、中弹、低热的要求。
2、动态强度特性研究
在对混凝土在动力载荷作用下的破坏机制研究的时候，改变应变速率、低周反复加载、在振动台上模拟加载等试验研究，可以确定混凝土材料动态参数的仿真试验方法。提出拱坝抗震设计有关参数及抗震强度设计标准。
3、全级配混凝土试件特性的试验研究
对全级配混凝土试件进行标准试验研究，其中包括试件的形状、尺寸、成型工艺、养护条件、加载方式等数据的研究，并提出全级配混凝土的试验标准，并开展一系列的试验，开展对全级配试件试验资料的统计技术研究，采取细观力学的分析方法，对混凝土宏观力学特性进行计算机模拟研究，并根据试验成果，提出大体积混凝土容许使用强度和强度世界准则。
结束语
随着建筑行业的不断发展，在未来的建筑业发展过程中的高大建筑日益增多的情况下，大体积混凝土结构具有结构构件跨度和截面大型的趋势。因此，该课题具有较广的价值，具有良好的经济社会效益，为了促进高强度大体积混凝土材料特性研究的发展，还需要蒸蒸日上，更加勤奋的研究。
参考文献
[1]韩素芳，耿维恕.钢筋混凝土结构裂缝控制指南[J].化学工业出版社，2015.
[2]曲德仁.混凝土质量控制[M].中国工业出版社，2013.
论文作者:黄达成
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第24期
论文发表时间:2018/1/23
标签：混凝土论文; 体积论文; 裂缝论文; 大坝论文; 强度论文; 应力论文; 特性论文; 《建筑学研究前沿》2017年第24期论文;