1.1大體積混凝土定義
對(duì)于大體積混凝土的文字定義，目前尚無統(tǒng)一概念。美國混凝土學(xué)會(huì)（ACI）曾規(guī)定：“任何就地澆筑的大體積混凝土，其尺寸之大，必須要求采取措施解決水化熱及隨之引起的體積變形問題，以最大限度減少開裂”。日本建筑學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)（JASS5）規(guī)定：“結(jié)構(gòu)斷面最小尺寸在80cm以上，水化熱引起混凝土內(nèi)的最高溫度與外界溫度之差預(yù)計(jì)超過25℃的混凝土為大體積混凝土”。在我國，混凝土結(jié)構(gòu)物實(shí)體最小幾何尺寸不小于1m的大體量混凝土，或預(yù)計(jì)會(huì)因混凝土中膠凝材料水化引起的溫度變化和收縮而導(dǎo)致有害裂縫產(chǎn)生的混凝土，稱之為大體積混凝土[1]。
1.2 大體積混凝土的特點(diǎn)
大體積混凝土與一般混凝土是不同的，綜合來看，大體積混凝土具有以下方面的特點(diǎn)：①混凝土體積大，塊體厚。②在澆筑方面，大體積混凝土結(jié)構(gòu)需要的澆筑量比普通體積混凝土結(jié)構(gòu)連續(xù)澆筑量大，且對(duì)混凝土整體性的要求更高。③大體積混凝土結(jié)構(gòu)水化熱會(huì)提高混凝土內(nèi)部的溫度。④對(duì)于厚度在150厘米以上的混凝土，需充分考慮水平分層施工的設(shè)置以降低水熱化對(duì)混凝土帶來的影響[2]。
在施工期間大體積混凝土結(jié)構(gòu)中往往會(huì)由于溫度變化而產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力或因施工階段的變化而導(dǎo)致應(yīng)力的急劇變化。要把這些應(yīng)力限制在允許范圍內(nèi)是很不容易的，因此大體積混凝土中易出現(xiàn)溫度裂縫。
1.3大體積混凝土的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
大體積混凝土的使用開始于混凝土水壩的建造，在1900年前，由于建造的混凝土水壩體積小，混凝土強(qiáng)度低，水化熱低，放熱時(shí)間長，因此混凝土的溫度應(yīng)力很小。后來隨著壩體增大，雖然水泥放熱較小，但內(nèi)部蓄熱量大，溫度應(yīng)力增大，壩體裂縫的控制顯然成了大問題。到了1930年工程師認(rèn)識(shí)到水泥水化熱引起的溫度應(yīng)力是裂縫開展的主要原因，從此開始了對(duì)大體積混凝土的全面研究，并提出了各種控制措施[3]。
（1）采用低水化熱水泥
最初美國人在1932-1935年建造Morris壩時(shí)，首次研制了低水化熱水泥，即限制水泥中C3A、C3S的含量，以便降低水泥的水化熱。后因此種水泥的強(qiáng)度增長速度太慢，又逐漸使用C3S含量較高的中熱水泥。后來又加入了火山灰、粉煤灰、蛋白石粉、浮石粉等，被逐漸將目標(biāo)集中在粉煤灰和礦渣上并為其制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。隨后開發(fā)了效果更好地低水化熱膨脹水泥。
（2）降低水泥用量
美國在1930年之前建大壩水泥用量較多，最低為225kg/m3，雖然強(qiáng)度符合要求，但總出現(xiàn)裂縫，后來降低水泥用量，使膠凝材料的用量為160kg/m3左右（含摻合料）。后來又采用在混凝土中埋入大粒徑石頭的措施來降低水泥用量和吸收混凝土中的熱量。
（3）開發(fā)新的混凝土施工工藝
已經(jīng)開發(fā)和采用的方法有：合理進(jìn)行分縫分塊、混凝土通倉縱縫澆筑法、使用強(qiáng)力振搗設(shè)備、用聚合物浸漬混凝土等。
（4）降低混凝土澆筑溫度
通過低溫走廊預(yù)冷混凝土降低混凝土澆注溫度、用摻冰的水拌合混凝土等。
（5）降低混凝土澆筑塊的溫度
最常用的方法為在混凝土中預(yù)埋冷卻水管，用循環(huán)冷卻水帶走水化反應(yīng)熱，降低大體積混凝土中的溫度。
（6）混凝土外保溫控制大體積混凝土內(nèi)外溫差
實(shí)踐證明這是一種簡便有效經(jīng)濟(jì)的措施，尤其適用于普通民用建筑物的基礎(chǔ)筏板和設(shè)備的基礎(chǔ)等。
