混凝土裂縫成因及預(yù)防措施

第一部分混凝土構(gòu)件常見裂縫成因及控制方法目前一頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)

根據(jù)工程實(shí)踐和以往對混凝土裂縫的科研成果，業(yè)界的專家學(xué)者按裂縫產(chǎn)生的原因把混凝土裂縫分為五類，即：（1）、荷載作用下的裂縫（結(jié)構(gòu)性裂縫約占10%）；（2）、變形作用下的裂縫（非結(jié)構(gòu)性裂縫約占80%）；（3）、混合作用（荷載與變形共同作用）下的

裂縫（約5%—10%）；（4）、堿骨料反應(yīng)所引起的裂縫小于1%；（5）、質(zhì)量力（慣性力）引起的裂縫。研究重點(diǎn)：變形作用下的裂縫目前二頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)變形作用分為（1）、收縮變形（塑性收縮、干燥收縮、自收縮、炭化收縮、溫度收縮等）。（2）、膨脹變形（溫度膨脹、濕度膨脹、化學(xué)腐蝕膨脹、結(jié)冰膨脹、堿骨料反應(yīng)

膨脹、不均勻膨脹）。（3）、地基變形、路基變形、橋基變形、

（差異沉降及差異膨脹）。其中：收縮變形，主要包括：目前三頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)1

?

塑性收縮：混凝土澆筑以后，由于早期水化所產(chǎn)生的自生收縮，由于重力和振搗作用下所產(chǎn)生的沉降收縮，由于混凝土表面水分的蒸發(fā)所引起的收縮都是在混凝土凝結(jié)硬化之前仍處于塑形狀態(tài)下的收縮，都屬于塑形收縮。

混凝土在凝結(jié)硬化之前，其組成材料中各種固體顆粒之間存在一層水膜，由于沉實(shí)、泌水、蒸發(fā)等原因，使水在混凝土中向表面遷移，形成失水孔道，即毛細(xì)孔。

目前四頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)隨著水分的繼續(xù)遷移，固體顆粒逐漸靠近，毛細(xì)孔逐漸變細(xì)，毛細(xì)孔內(nèi)的負(fù)壓力也隨之增大，從而加快了混凝土內(nèi)部水分向外遷移的速度。塑性收縮發(fā)生在終凝前的塑性階段，它包括因水泥早期水化引起的自生收縮、沉降收縮和水分蒸發(fā)收縮，這是近年來發(fā)現(xiàn)大量工程現(xiàn)場早期開裂的原因，特別是高強(qiáng)、高流動性自密實(shí)混凝土的早期塑性收縮量大，更容易開裂。目前五頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)當(dāng)混凝土表面水分的蒸發(fā)速度大于混凝土的泌水和毛細(xì)孔中的水向外遷移的速度時，混凝土漿體的體積發(fā)生收縮。此時的混凝土如果已喪失流動性或者還不具備抵抗收縮應(yīng)力的足夠的抗拉強(qiáng)度，就會產(chǎn)生裂縫。據(jù)測試，早期或塑性狀態(tài)的混凝土的收縮要比硬化后的混凝土的收縮大幾倍，塑性狀態(tài)混凝土的表面收縮也要比內(nèi)部收縮大。如70mm厚的混凝土試件，其表面的收縮是中心部位收縮的2倍。故塑性收縮裂縫均在混凝土表面出現(xiàn)，形狀不規(guī)則，多在橫向，長短不一。細(xì)而多且互不貫通，類似干燥的泥漿面的裂縫。目前六頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)2?干燥收縮：是在混凝土已經(jīng)硬化，并已停止保濕養(yǎng)護(hù)后，在不飽和的環(huán)境中混凝土表面水分蒸發(fā)而引起的收縮變形。最大收縮值可達(dá)8×10-4。

研究表明，混凝土的收縮主要與混凝土中水泥石的孔結(jié)構(gòu)及孔結(jié)構(gòu)中的水分的散失情況有關(guān)。一般來說，孔結(jié)構(gòu)可以分為凝膠孔和毛細(xì)孔兩類。混凝土中的水也可以分為化學(xué)結(jié)晶水、層間水、吸附水和毛細(xì)孔水等四種。毛細(xì)孔水根據(jù)毛細(xì)孔直徑的大小不同對混凝土的收縮影響也不同，當(dāng)直徑大于50nm的毛細(xì)孔內(nèi)水（自由水）失去時，對混凝土的收縮影響不大，而當(dāng)直徑小于50nm的毛細(xì)孔內(nèi)水失去時，對混凝土的收縮影響較大。目前七頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)毛細(xì)孔失水產(chǎn)生收縮的機(jī)理可以用毛細(xì)孔應(yīng)力來解釋，根據(jù)Laplace公式：

式中：△P—毛細(xì)孔內(nèi)外的壓力差；

γ——水的表面張力；r——彎月面的半徑。此式表面彎月面半徑越小，毛細(xì)孔壓力越大。直徑大于50nm的大毛細(xì)孔中的自由水幾乎不形成彎月面，就不會產(chǎn)生毛細(xì)孔壓力；對混凝土中細(xì)小的毛細(xì)孔，彎月面半徑越小，毛細(xì)孔壓力越大，對混凝土所產(chǎn)生的干縮變形也越大。△P=2γ/r目前八頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)通常情況下，混凝土的干燥收縮可歸結(jié)為主要與混凝土的毛細(xì)孔，特別是小孔的數(shù)量及毛細(xì)孔中水分的散失有關(guān)。混凝土中，膠凝材料和用水量越多，則混凝土中的毛細(xì)孔越多，混凝土的干縮也越大，反之則越小。此外，混凝土的干燥收縮還與毛細(xì)孔的貫通形式有關(guān)?；炷恋挠盟吭蕉啵瑒t混凝土的泌水也越大，而混凝土的泌水會促使混凝土中更多的毛細(xì)孔相貫通，進(jìn)而加快毛細(xì)孔中水分蒸發(fā)，使混凝土的收縮也越大。目前九頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)3?

自收縮：由于水泥水化反應(yīng)消耗了混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)中毛細(xì)孔中的水，引起混凝土自干燥，形成彎月面，引起毛細(xì)孔壓力，導(dǎo)致自收縮,亦稱為自干燥收縮。自收縮與干燥收縮的機(jī)理是一樣的，都是由于混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)中毛細(xì)孔水的減少或被自身所消耗而使混凝土體積減少所引起的。這兩種收縮的主要區(qū)別在于毛細(xì)孔內(nèi)水分減少的原因不同。目前十頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)自收縮過程中水分的減少是由于在混凝土內(nèi)部水泥水化過程中引起的，它不與外部環(huán)境介質(zhì)接觸，故混凝土的總重量不會減輕；而干燥收縮中水分的減少是由于混凝土外部環(huán)境（溫度、濕度）變化引起的，當(dāng)混凝土外部環(huán)境的相對濕度減小時，混凝土結(jié)構(gòu)中毛細(xì)孔內(nèi)水遷移蒸發(fā)而減少。水灰比的變化對干燥收縮和自收縮的影響正相反，即當(dāng)混凝土的水灰比降低時干燥收縮減少，而自收縮增大。如當(dāng)水灰比大于0.5時，其自收縮與干燥收縮相比小得可以忽略不計，但是當(dāng)水灰比小于0.35時，混凝土體內(nèi)相對濕度會很快降低到80%以下，自收縮與干燥收縮幾乎相等。目前十一頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)自收縮也伴隨著水泥水化反應(yīng)而引起的混凝土體積變小，即化學(xué)收縮。

水泥水化反應(yīng)的主要產(chǎn)物是C-S-H凝膠，其體積小于水泥與水的體積之和。對于硅酸鹽水泥，每100kg水泥加水完全水化以后，其體積縮小量可以達(dá)到7—9cm3。如果每立方米混凝土中水泥用量為250kg,則其總體積減少量為20cm3左右。從硅酸鹽水泥的礦物組分來分析，C3A水化后的體積減少量可達(dá)23%左右，是化學(xué)收縮最嚴(yán)重的礦物，其次是C4AF、C3S和C2S。由此可見，水泥用量越大，混凝土的化學(xué)收縮也越大。水泥中C3A含量越高，混凝土的化學(xué)收縮也越大。目前十二頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)4?炭化收縮：是由于混凝土中水泥水化物氫氧化鈣與空氣中的酸性物質(zhì)（主要是CO2）反應(yīng)生成CaCO3，其化學(xué)反應(yīng)式為：Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O使混凝土的堿性降低的過程，這也稱為混凝土的中性化。影響炭化的因素包括材料因素、施工養(yǎng)護(hù)因素和環(huán)境(溫度、濕度、CO2濃度)等因素。在潮濕或干燥環(huán)境下，混凝土炭化速度較慢，炭化收縮也很小。目前十三頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)

5?溫度收縮：主要是指由于水泥水化反應(yīng)使混凝土內(nèi)部溫度升高，而在混凝土凝結(jié)硬化后，隨著水泥水化熱的釋出量逐漸減少，導(dǎo)致混凝土溫度最后又冷卻到環(huán)境溫度時所產(chǎn)生的收縮。

溫度收縮對大體積混凝土影響較大（如混凝土基礎(chǔ)大底板、外墻板及混凝土大梁）。目前十四頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)混凝土中各組成材料體積對收縮的影響目前十五頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)自密實(shí)混凝土收縮率隨水膠比增大而增大目前十六頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)左圖說明：在水膠比相同情況下，自密實(shí)混凝土比普通混凝土收縮率大；自密實(shí)混凝土中，粉煤灰摻量大的，收縮率小?；炷林袚饺敕勖夯壹澳ゼ?xì)礦渣粉等活性礦物摻合料，對于改善混凝土施工性能、力學(xué)性能和耐久性能是不可或缺必要組分。目前十七頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)粗骨料體積含量（粗骨料間距系數(shù)）對收縮影響粗骨料體積含量越大，自密實(shí)混凝土的收縮率越小。粗骨料間距系數(shù)越大，自密實(shí)混凝土的收縮率越大。在粗骨料體積含量和間距系數(shù)相同的情況下，自密實(shí)混凝土的收縮率隨齡期拉長而增大。粗骨料對水泥石的變形起約束抑制作用。目前十八頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)砂漿稠度（細(xì)骨料間距系數(shù)）對自密實(shí)混凝土的收縮無顯著影響。左圖中，當(dāng)砂漿稠度（砂子與砂漿之比）（Vs/Vm）在0.40～0.52變化時，砂漿稠度對自密實(shí)混凝土收縮無顯著影響。目前十九頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)以上我們簡要地向各位梳理了混凝土收縮變形的五種基本類型，從中我們可以看到：除了溫度變化引起的收縮外，前四種收縮變形，都與水有著密切的關(guān)系，都是毛細(xì)孔中的水分因蒸發(fā)散失或因水化吸收而減少，孔內(nèi)的水形成彎月面，產(chǎn)生毛細(xì)孔負(fù)壓力，迫使混凝土體發(fā)生收縮變形，在約束條件下，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力聚集，當(dāng)收縮應(yīng)力大于混凝土的抗拉強(qiáng)度極限時，導(dǎo)致混凝土體發(fā)生開裂。目前二十頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)所以，人們從長期的工程實(shí)踐中，逐步認(rèn)識到，要想從根本上防止混凝土裂縫產(chǎn)生，必須做好兩條：其一，及時保濕其二，合理保溫這才是混凝土防裂的最有效措施。及時保濕，避免或減少了因混凝土中的失水缺陷，引起的收縮應(yīng)力；合理保溫，把混凝土體的內(nèi)外溫差控制在合理范圍內(nèi)。把溫差收縮應(yīng)力盡量降低。當(dāng)然，要根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)部位、不同的環(huán)境條件采取不同的保濕和保溫措施。如—目前二十一頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)對于現(xiàn)澆混凝土樓板而言，由水化熱引起的混凝土內(nèi)外溫差不大，故其表面因溫差所產(chǎn)生的拉應(yīng)力較少；但是在施工和使用過程中由于環(huán)境溫度的變化而產(chǎn)生的體積變化則較大。在夏季，外墻與樓板之間有較大的溫差，外墻受熱產(chǎn)生的線膨脹比樓板受熱產(chǎn)生的線膨脹大，于是，外墻對樓板產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)此拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度極限時，則混凝土就會產(chǎn)生裂縫。目前二十二頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)大體積混凝土的溫度收縮主要是由于水化熱而引起的混凝土內(nèi)外溫差，因混凝土體內(nèi)部溫度升高引起體積膨脹，而外部溫度相對較低，體積膨脹較小，從而在混凝土的表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)此拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度極限時，則混凝土表面就會出現(xiàn)裂縫。所以，對于厚大底板和外墻等大體積混凝土而言，除了注意保濕，還要保溫，把內(nèi)外溫差控制在一定限度內(nèi)。目前二十三頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)當(dāng)前，絕大多數(shù)的專家學(xué)者都認(rèn)識到：

混凝土裂縫產(chǎn)生的直接原因是由于混凝土在約束條件下體積變形所引起的。王鐵夢教授說“混凝土結(jié)構(gòu)特別是超長大體積混凝土結(jié)構(gòu)，80%-90%的裂縫都是由于混凝土降溫及收縮拉應(yīng)力超過了混凝土的抗拉強(qiáng)度所引起的，更確切的說是混凝土內(nèi)部的約束拉應(yīng)變超過了混凝土的極限拉伸而引起的?！边@無疑是正確的。

但如果只從

降低約束拉應(yīng)變和提高混凝土的極限拉伸作為控制裂縫的途徑是不夠的，是治標(biāo)不是治本，只有保濕、保溫才是根本，也是最簡單、最有效的防裂措施。而過去往往被忽視，所以多年來防裂收效甚微，因沒有抓住根本。目前二十四頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)?對混凝土收縮裂縫的控制是長期困擾建筑界的技術(shù)難題。他從新的角度來分析討論混凝土收縮裂縫的形成過程以及控制的新方法。?甘昌成老師所提出的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)是對以往理論研究成果的深化和補(bǔ)充，他重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了混凝土凝結(jié)硬化階段裂縫控制的本質(zhì)和主要方法。介紹原重慶大學(xué)甘昌成老師研究成果和主要學(xué)術(shù)觀點(diǎn)目前二十五頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)?他承認(rèn)混凝土的收縮是導(dǎo)致混凝土開裂的直接原因，但并不是收縮開裂的根本原因（主因），而拌合水損失后缺陷產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，才是混凝土收縮開裂的真正源頭，因此，防止拌合水損失才是最有效的防裂方法。?他認(rèn)為防止拌合水損失同時也使混凝土實(shí)現(xiàn)了高抗?jié)B，從而揭示了混凝土抗裂與抗?jié)B之間不可分割的內(nèi)在聯(lián)系。高抗?jié)B就成為這一防裂方法的理論依據(jù)，完美濕養(yǎng)護(hù)是具體的操作方法。目前二十六頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)一、工程實(shí)踐直接挑戰(zhàn)

以往收縮理論中的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)1.1“混凝土收縮是造成收縮開裂的主要原因”。這一觀點(diǎn)在學(xué)術(shù)界和工程界都已形成共識，從收縮開裂的過程來看，收縮與收縮開裂也確實(shí)存在著因果關(guān)系。所以，以往的防裂方法以減小混凝土的收縮或補(bǔ)償混凝土的收縮作為防裂的主導(dǎo)方向和主要方法，即把收縮看成是開裂的源頭。但減小或補(bǔ)償收縮應(yīng)用了多少年，始終未能根治混凝土的裂與滲，以至于仍然成為混凝土的質(zhì)量通病。這一主因值得質(zhì)疑，這一理論觀點(diǎn)也很難解釋以下現(xiàn)象：目前二十七頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)①、按照材料收縮理論，同條件生產(chǎn)、同條件使用的原材料相同混凝土，其收縮值應(yīng)該相同。如果說收縮是收縮開裂的主因，那么同一攪拌站生產(chǎn)的混凝土，同樣的原材料，同樣的配合比，同樣的坍落度，同一天施工，為什么有的工地開裂了，而且開裂很嚴(yán)重，而有的工地卻完全沒有開裂呢？目前二十八頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)②、按照材料收縮理論，如果原材料相同，各原材料的用量也相同，坍落度大者，其收縮也大；坍落度小者，其收縮也小。如果收縮是收縮開裂的主因，為什么實(shí)際施工中會出現(xiàn)坍落度大者（收縮大者）不裂、坍落度小者（收縮小者）反而開裂了呢？目前二十九頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)③、膨脹劑是用來補(bǔ)償混凝土收縮的。如果收縮是收縮開裂的主因，為什么同一個攪拌站生產(chǎn)的混凝土，原材料相同，強(qiáng)度等級也相同，同一天施工，沒摻膨脹劑的混凝土沒有裂，摻了膨脹劑的混凝土反而開裂了呢？這一切問題的關(guān)鍵是：治表還是治本的問題。只有抓住了根本，才算是抓住了防治裂縫的主方向。目前三十頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)1.2引起混凝土收縮的原因很多，到底是那一種原因造成了開裂，實(shí)際工程中不易操作。按照收縮理論，現(xiàn)有文獻(xiàn)資料把混凝土的收縮分為塑性收縮、干燥收縮、自收縮、溫差收縮、化學(xué)收縮、碳化收縮等等；對不同的原材料及其特性，以及不同的配合比對混凝土收縮性能的影響也進(jìn)行了大量的研究，這對于了解混凝土的收縮規(guī)律是很有必要的，但問題是，人們很難利用這些成果有針對性地解決工程實(shí)際問題。因?yàn)樵蛱?，一旦發(fā)生收縮開裂，很難準(zhǔn)確找到導(dǎo)致開裂的具體原因。目前三十一頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)1.3以往對混凝土收縮裂縫的控制，是以可見裂縫或可見有害裂縫為控制目標(biāo)。如果不允許出現(xiàn)裂縫，則要在配筋設(shè)計、原材料質(zhì)量和配合比方面提出很高的要求，或者還要添加一種或多種抗裂的特種材料。這樣會使裂縫控制成本大幅增加，代價太高而效果不一定好。畢竟從結(jié)構(gòu)安全使用角度考慮，少量裂縫的出現(xiàn)并不影響建筑質(zhì)量，花過大的經(jīng)濟(jì)代價也沒必要。于是“收縮開裂是混凝土的特性”，“混凝土是帶裂縫工作的，混凝土有裂縫是正常的”，這些觀點(diǎn)逐漸成為建筑界的共識。目前三十二頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)1.4以往的理論研究，對硬化以后的混凝土性能研究較多，對澆筑之前混凝土拌合物性能的研究也不少，但是對澆筑密實(shí)成型后，混凝土失水對硬化混凝土的性能有什么影響，以及混凝土的生長發(fā)育早期水化產(chǎn)物對充水空間的填充規(guī)律、填充方式，以及填充的密實(shí)程度與完全程度對硬化混凝土的性能又有什么影響，這方面的研究基本上還是空白。目前三十三頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)二、產(chǎn)生新觀點(diǎn)的技術(shù)背景2.1研究發(fā)現(xiàn)混凝土的收縮并不是收縮開裂的主因，而拌合水損失后缺陷產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，才是混凝土收縮開裂真正的源頭。2.2以往，以減小收縮或補(bǔ)償收縮作為防裂的主方向，但早期裂縫難以控制；而改變了防裂的主方向后，防裂效果顯著。2.3

通過對水化產(chǎn)物填充混凝土充水空間的規(guī)律和對混凝土的硬化規(guī)律進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)了混凝土高抗?jié)B的形成規(guī)律。也發(fā)現(xiàn)了混凝土抗裂與抗?jié)B之間存在著不可分割的內(nèi)在聯(lián)系。目前三十四頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)二、產(chǎn)生新觀點(diǎn)的技術(shù)背景2.4

提出了即時水養(yǎng)護(hù)的混凝土養(yǎng)護(hù)新觀點(diǎn)，用于控制早期裂縫，并經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)后已成功應(yīng)用于工程實(shí)際，取得了滿意的防裂效果。

即時水養(yǎng)護(hù)是工程實(shí)踐系列研究的成果。由于即時養(yǎng)護(hù)，發(fā)現(xiàn)了高抗?jié)B的形成規(guī)律由于即時養(yǎng)護(hù)，明確了拌合水不可以損失由于即時養(yǎng)護(hù)，提出了完美濕養(yǎng)護(hù)的概念由于即時養(yǎng)護(hù)，建立了高抗?jié)B防裂的理念目前三十五頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)三、工程實(shí)踐最新成果?新觀點(diǎn)形成3.1

實(shí)現(xiàn)了混凝土抗?jié)B技術(shù)的重大突破。無需添加任何抗?jié)B的特種材料，混凝土的抗?jié)B等級都可以達(dá)到P30級以上的高抗?jié)B，而且無需28d養(yǎng)護(hù)，只要3—7d保濕養(yǎng)護(hù)即可。3.2實(shí)現(xiàn)了混凝土抗裂技術(shù)的重大進(jìn)展。收縮裂縫的控制長期以來是困擾建筑界的技術(shù)難題。新技術(shù)可以不必細(xì)分復(fù)雜的收縮成因，把失水看成是收縮開裂的總源頭，防裂效果顯著，實(shí)現(xiàn)了混凝土抗收縮開裂復(fù)雜問題簡單化。目前三十六頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)三、工程實(shí)踐最新成果?新觀點(diǎn)形成3.3

最先明確提出“混凝土配合比的拌合用水在混凝土澆筑成型后不可以損失”的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)。

拌合水的三大作用：

?拌合物施工流動性的需要

?膠凝材料水化反應(yīng)的需要

?維持混凝土體系平衡、保持體積穩(wěn)定的需要目前三十七頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)三、工程實(shí)踐最新成果?新觀點(diǎn)形成3.4論證了混凝土的抗裂與抗?jié)B之間存在著不可分割的內(nèi)在聯(lián)系。指出抗裂與抗?jié)B被割裂是長期以來混凝土工程裂與滲質(zhì)量通病的根源所在。

?拌合水損失，抗?jié)B性降低，早期開裂

?拌合水不損失，高抗?jié)B，防裂效果顯著

正反結(jié)果表明抗裂抗?jié)B緊密聯(lián)系不可分割目前三十八頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)三、工程實(shí)踐最新成果?新觀點(diǎn)形成3.5提出了混凝土實(shí)現(xiàn)高抗?jié)B必須滿足的三個基本條件。論證了現(xiàn)在的混凝土都可以實(shí)現(xiàn)高抗?jié)B。

高抗?jié)B必須滿足的三個基本條件：

?混凝土的充水空間要足夠小

?要有足夠填充充水空間的水化產(chǎn)物

?要采用完美濕養(yǎng)護(hù)（不失水養(yǎng)護(hù)）目前三十九頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)圖中：（G）集料；(C)膠凝材料粒子；（+）充水空間；（-）界面水膜（混凝土的充水空間（放大）示意圖）

水化產(chǎn)物對強(qiáng)度貢獻(xiàn)的“有效長度”a.超低強(qiáng)度混凝土；b、c.低中強(qiáng)度混凝土；d、e.高強(qiáng)度混凝土圖2：混凝土的強(qiáng)度形成機(jī)理目前四十頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)表1：

完美濕養(yǎng)護(hù)條件下，現(xiàn)代混凝土3d～7d可以實(shí)現(xiàn)高抗?jié)B序號混凝土品種配合比/(kg/m3)水泥摻合料坍落度/mm養(yǎng)護(hù)方式抗壓強(qiáng)度

/Mpa抗?jié)B齡期

/d實(shí)際抗?jié)B等級備注C:F:E:S:G:W:A3d28d1抗?jié)B混凝土280:100:0:638:1158:170:6.0CA120即時帶水養(yǎng)護(hù)22.743.43>P30用于剪力墻R7＝33.4MPa2抗?jié)B混凝土340:60:0:713:1075:175:4.5AA120即時帶水養(yǎng)護(hù)19.336.43>P30用于地下室3道路混凝土300:62:0:680:1210:150:5.79BA70即時帶水養(yǎng)護(hù)34.754.83>P30用于人工操作高速公路路面4地面混凝土320:65:0:600:1215:170:6.6AA70即時帶水養(yǎng)護(hù)21.340.13>P30用于一般地面5大摻量粉煤灰混凝土292:138:0:665:1086:170:6.45AB190二抹后帶水養(yǎng)護(hù)18.936.73>P30大體積.地下室.一般樓面.屋面6大摻量粉煤灰混凝土295:115:0:700:1047:180:6.5AA190二抹后帶水養(yǎng)護(hù)15.331.14P24大體積.地下室.一般樓面.屋面7大摻量粉煤灰混凝土196:130:0:610:1305:143:1.63AA30即時帶水養(yǎng)護(hù)15.530.97P24探索試驗(yàn)R7＝21.4MPa8大摻量粉煤灰混凝土196:130:0:610:1305:140:1.63CB40二抹后帶水養(yǎng)護(hù)25.945.13>P30探索試驗(yàn)R7＝34.8MPa9大摻量摻合料混凝土172:258:0:698:1093:150:6.45CD180二抹后帶水養(yǎng)護(hù)20.051.03>P30D=A+B+C＝86+86+86=25810泵送混凝土348:62:0:668:1045:200:4.92AA230二振二抹后帶水養(yǎng)護(hù)19.338.33>P31一般樓面梁板11泵送混凝土300:90:0:700:1060:185:6.5AAB200二抹后帶水養(yǎng)護(hù)18.235.23>P30一般樓面梁板A+B=45+45=9012普通混凝土336:60:0:632:1122:190:3.96AA150二振后帶水養(yǎng)護(hù)24.044.63>P30結(jié)構(gòu)柱13膨脹混凝土285:84:50:688:1052:185:6.6BA190二抹后帶水養(yǎng)護(hù)23.845.43>P30后澆帶.加強(qiáng)帶14膨脹混凝土265:97:27:720:1052:180:7.1BA190二抹后帶水養(yǎng)護(hù)21.741.93>P30屋面結(jié)構(gòu)層15高強(qiáng)混凝土330:150:0:732:1106:135:7.2BD210即時帶水養(yǎng)護(hù)49.680.63>P30D=A+B+C＝50+50+50=150注：1.配合比一欄：F——摻合料；E——膨脹劑；A——緩凝減水劑，液體，含固量30％2.水泥一欄：A——大雁32.5P.O水泥；B——粵秀42.5P.Ⅱ水泥；C——粵海水泥3.摻合料一欄：A——云浮電廠低鈣Ⅱ級粉煤灰；B——珠海電廠高鈣Ⅱ級粉煤灰；C——柳州鋼鐵廠礦渣粉4.養(yǎng)護(hù)方式一欄：表中為第一天養(yǎng)護(hù)方式，1d脫模后浸水養(yǎng)護(hù)至抗?jié)B齡期.環(huán)境氣溫大于15℃目前四十一頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)表2：廈門鴻銘建材試驗(yàn)室的科研對比試驗(yàn)數(shù)據(jù)（抗壓與抗?jié)B）序號強(qiáng)度等級配合比（單方材料用量kg/m3）建福水泥p.o42.5后石Ⅱ級粉煤灰三鋼礦粉S95膠凝材料總量花崗巖碎石機(jī)制砂用水量科之杰聚羧酸減水劑廣州三駿CTF增效劑摻合料比例%水膠比1C30219915536510417851703.6540.00.4662C30T197915534310678051613.652.0642.60.4693C35227945737810597671683.7839.90.4444C35T204945735510867871603.782.1342.50.451序號強(qiáng)度等級抗壓強(qiáng)度（Mpa）抗?jié)B等級備注R3R7R28R60保濕養(yǎng)護(hù)7天自然養(yǎng)護(hù)7天保濕養(yǎng)護(hù)：試件成型抹面后，隨即帶模放置于標(biāo)養(yǎng)室并覆蓋薄膜，拆模后用鋼絲刷刷去兩端面的水泥漿膜，繼續(xù)養(yǎng)護(hù)到7天后，取出試驗(yàn)。自然養(yǎng)護(hù):試件置于室外露天，每天噴灑幾次水，養(yǎng)護(hù)7天。1C3021.342.245.4P292C30T16.324.242.346.5P313C3526.745.052.6＞P31P84C35T18.028.543.554.0＞P35P11目前四十二頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)表3：廈門鴻銘建材試驗(yàn)室的科研對比試驗(yàn)數(shù)據(jù)（抗壓與抗?jié)B）序號強(qiáng)度等級配合比（單方材料用量kg/m3）建福水泥p.o42.5后石Ⅱ級粉煤灰三鋼礦粉S95膠凝材料總量花崗巖碎石機(jī)制砂用水量科之杰聚羧酸減水劑廣州三駿CTF增效劑摻合料比例%水膠比1C252051004535010358131703.5041.20.4862C30210974835510597991653.5540.80.46534序號強(qiáng)度等級抗壓強(qiáng)度（Mpa）抗?jié)B等級備注R3R7R28R60保濕養(yǎng)護(hù)7天自然養(yǎng)護(hù)14天保濕養(yǎng)護(hù)：試件成型抹面后，隨即帶模放置于標(biāo)養(yǎng)室并覆蓋薄膜，拆模后用鋼絲刷刷去兩端面的水泥漿膜，繼續(xù)養(yǎng)護(hù)到7天后，取出試驗(yàn)。自然養(yǎng)護(hù):試件置于室外露天，每天噴灑幾次水，養(yǎng)護(hù)7天。1C2522.0＞P30P32C3026.9＞P35P534目前四十三頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)C25\C30抗?jié)B試驗(yàn)小視頻目前四十四頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)C30，膠凝材料總量355kg，水膠比0.47，抗?jié)B試件成型后，立即送入標(biāo)養(yǎng)室，保濕養(yǎng)護(hù)3d，第四天開始做抗?jié)B試驗(yàn)，抗?jié)B等級大于P40.目前四十五頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)三、工程實(shí)踐最新成果?新觀點(diǎn)形成3.6建立了高抗?jié)B防裂的混凝土最新抗裂理念?；炷潦?，總是先形成不可見孔隙缺陷，然后才形成不可見裂縫，總是先造成抗?jié)B性能降低，然后才造成混凝土開裂。由此高抗?jié)B就成為我們重要的防裂方法?；炷烈懒丫捅仨毧?jié)B，不抗?jié)B則難以防裂。目前四十六頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)三、工程實(shí)踐最新成果?新觀點(diǎn)形成3.7

對收縮裂縫的控制，主要的不是減小或補(bǔ)償混凝土的收縮，而是要控制混凝土的收縮內(nèi)應(yīng)力。?材料收縮理論：混凝土收縮—受到約束—產(chǎn)生收縮應(yīng)力—混凝土開裂。（主動收縮）?應(yīng)力收縮理論：認(rèn)為連通的毛細(xì)孔隙缺陷才是收縮內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生的母體，而混凝土收縮是在收縮內(nèi)應(yīng)力地逼迫下所產(chǎn)生的（被動收縮）目前四十七頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)約束條件下目前四十八頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)三、工程實(shí)踐最新成果?新觀點(diǎn)形成3.8硬化混凝土的質(zhì)量控制，應(yīng)是以不可見裂縫和不可見孔隙缺陷為控制目標(biāo)，而不是以往的以可見裂縫或可見有害裂縫為控制目標(biāo)。（我國對無害裂縫的規(guī)定：有侵蝕性介質(zhì)：；正常條件下無特殊要求：0.3-0.4mm)?從源頭上控制裂縫產(chǎn)生，讓混凝土得到正常的生長發(fā)育。是治病與防病的區(qū)別，

治標(biāo)與治本的區(qū)別。

如何判斷不可見裂縫和不可見孔隙缺陷得到有效控制？——看混凝土是否實(shí)現(xiàn)高抗?jié)B。目前四十九頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)目前五十頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)三、工程實(shí)踐最新成果?新觀點(diǎn)形成3.9

提出了完美濕養(yǎng)護(hù)的概念。提出了完美

濕養(yǎng)護(hù)的三大原則。所謂完美是養(yǎng)護(hù)就是

不失水的養(yǎng)護(hù)，不產(chǎn)生失水缺陷的養(yǎng)護(hù)

三大原則：

?濕養(yǎng)護(hù)開始時，混凝土表面不存在泌水缺陷

?濕養(yǎng)護(hù)開始時，混凝土表面不存在失水缺陷

?濕養(yǎng)護(hù)過程中（早期硬化過程中），

混凝土不出現(xiàn)失水缺陷目前五十一頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)三、工程實(shí)踐最新成果?新觀點(diǎn)形成3.10

提出了混凝土配合比合理性的評價方法。完美濕養(yǎng)護(hù)條件下能夠?qū)崿F(xiàn)高抗?jié)B的配合比，符合耐久性要求的配合比，才是合理的配合比。（必須滿足混凝土的施工性能、力學(xué)性能和耐久性能要求，在此前提下同時考慮經(jīng)濟(jì)的合理性。）

?配合比僅考慮強(qiáng)度和經(jīng)濟(jì)性是不夠的。

必須首先滿足施工性能要求，混凝土耐久性已成為影響可持續(xù)發(fā)展的重大政治經(jīng)濟(jì)問題，務(wù)必予以足夠重視。

目前五十二頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)三、工程實(shí)踐最新成果?新觀點(diǎn)形成3.11

混凝土缺陷是影響耐久性的病根。提出了混凝土缺陷的分類方法。將濕養(yǎng)護(hù)結(jié)束以后混凝土可能存在的缺陷分為兩類：

先天缺陷和后天缺陷。

先天缺陷是由于混凝土原材料質(zhì)量不合格

或配合比不合理造成的，

后天缺陷是由于施工養(yǎng)護(hù)工藝不合理造成的。?

缺陷的主要表現(xiàn)形式是

連通的毛細(xì)孔隙以及可見與不可見裂縫目前五十三頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)三、工程實(shí)踐最新成果?新觀點(diǎn)形成3.12

混凝土的體積穩(wěn)定性僅從材料學(xué)的角度研究是不夠的，應(yīng)放到系統(tǒng)中去研究，從混凝土在環(huán)境中的體系平衡來把握。?體系平衡則體系穩(wěn)定，混凝土體積才穩(wěn)定；體系不平衡則體系不穩(wěn)定，混凝土體積也不穩(wěn)定。?混凝土缺陷就是體系中最主要的不平衡因素。失水缺陷產(chǎn)生收縮應(yīng)力，有害介質(zhì)進(jìn)入缺陷產(chǎn)生膨脹應(yīng)力，都會破壞體系平衡，使混凝土體積不穩(wěn)定。?拌合水是維持體系平衡的重要元素。只有拌合水不損失，才能使混凝土實(shí)現(xiàn)高抗?jié)B，沒有失水缺陷，就沒有收縮應(yīng)力，才能使體系穩(wěn)定，體積穩(wěn)定。目前五十四頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)四、混凝土收縮裂縫控制新技術(shù)4.1防裂總原則：防止拌合水損失?混凝土澆筑成型后，防止拌合水損失。?初凝前將失水缺陷徹底消除，

初凝之后防止拌合水損失。?注意混凝土可能存在不同的失水方式。

目前五十五頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)四、混凝土收縮裂縫控制新技術(shù)4.2防裂的理論依據(jù)：高抗?jié)B防裂

?水化產(chǎn)物填充理論

?體系平衡理論

?應(yīng)力收縮理論

回答了高抗?jié)B為什么可以防裂目前五十六頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)四、混凝土收縮裂縫控制新技術(shù)4.3混凝土防裂施工濕養(yǎng)護(hù)的時間原則：濕養(yǎng)護(hù)7天，關(guān)鍵前3天，最關(guān)鍵第1天?

這一原則順應(yīng)了混凝土的生長發(fā)育規(guī)律，照顧了施工現(xiàn)場的可操作性。?這一原則是根據(jù)這一階段混凝土兩個最顯著的特點(diǎn)提出來的：★混凝土失水最快★水化產(chǎn)物生長發(fā)育最快目前五十七頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)四、混凝土收縮裂縫控制新技術(shù)4.4混凝土高抗?jié)B防裂施工具體的操作方法：

完美濕養(yǎng)護(hù)

完美濕養(yǎng)護(hù)的概念，完美濕養(yǎng)護(hù)的三大原則?不局限于養(yǎng)護(hù)本身，還包含了施工工藝的合理性?凡能夠有效防止失水、減少失水以及能夠有效消除失水缺陷的技術(shù)措施和工藝措施，都屬于完美濕養(yǎng)護(hù)的范疇。目前五十八頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)四、混凝土收縮裂縫控制新技術(shù)

4.4

高抗?jié)B防裂施工操作方法：

完美濕養(yǎng)護(hù)

判定施工養(yǎng)護(hù)工藝合理性的方法：以完美濕養(yǎng)護(hù)的概念、完美濕養(yǎng)護(hù)的三大原則進(jìn)行判定。?不同的施工隊伍可能有不同的施工養(yǎng)護(hù)方法。越接近完美濕養(yǎng)護(hù)（失水越少，缺陷消除越徹底），工藝越合理；越偏離完美濕養(yǎng)護(hù)（失水越多，缺陷消除越差），工藝越不合理。放任失水就是放任混凝土開裂。目前五十九頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)四、混凝土收縮裂縫控制新技術(shù)

4.4

高抗?jié)B防裂施工操作方法：

完美濕養(yǎng)護(hù)4.4.3

濕養(yǎng)護(hù)必須即時、及時和充分?即時、及時——符合完美濕養(yǎng)護(hù)的第一、第二原則。成型后即時，或初凝前消除缺陷之后即時，都是及時的。（以養(yǎng)護(hù)開始時，混凝土有無缺陷作為是否及時的判斷）?充分——符合完美濕養(yǎng)護(hù)的第三原則。整個養(yǎng)護(hù)過程不失水，不出現(xiàn)失水缺陷，則養(yǎng)護(hù)是充分的。目前六十頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)四、混凝土收縮裂縫控制新技術(shù)

4.4

高抗?jié)B防裂施工操作方法：

完美濕養(yǎng)護(hù)

必須重視二次抹壓混凝土初凝前的一道施工工序。除非采用即時養(yǎng)護(hù)，否則二次抹壓是必須的。

二次抹壓的三大作用：

?消除失水缺陷，消除缺陷的收縮應(yīng)力.

?表層混凝土重新密實(shí)成型，提高密實(shí)度.

?減緩混凝土內(nèi)部后續(xù)失水，提高抗裂性.目前六十一頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)四、混凝土收縮裂縫控制新技術(shù)

4.4

高抗?jié)B防裂施工操作方法：

完美濕養(yǎng)護(hù)4.4.5二次振動或滯后振動的應(yīng)用二次抹壓難以消除的缺陷，建議采用二次振動或滯后振動，才能徹底消除缺陷及其應(yīng)力，重新為硬化混凝土建立高平衡度的平衡體系，提高混凝土的體積穩(wěn)定性。?二次振動或滯后振動都必須在初凝前，要掌握好適當(dāng)時機(jī)。

滯后振動要嚴(yán)防漏振。目前六十二頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)四、混凝土收縮裂縫控制新技術(shù)

4.4.高抗?jié)B防裂施工操作方法：

完美濕養(yǎng)護(hù)

推薦幾種防止蒸發(fā)失水的養(yǎng)護(hù)方法

大面積暴露面的混凝土，以防止蒸發(fā)失水為主?即時水養(yǎng)護(hù)：適宜面積較小、水膠比較小、早期強(qiáng)度較高容易實(shí)現(xiàn)高抗?jié)B的混凝土。?二次抹壓后立即覆蓋保濕或蓄水養(yǎng)護(hù)。強(qiáng)調(diào)“立即”，覆蓋物吸水性要好。蓄水養(yǎng)護(hù)宜先覆蓋，后蓄水。?二次抹壓后立即覆蓋薄膜養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)質(zhì)量不及吸水性良好的覆蓋物，仍需派人澆水至“足水”或蓄水養(yǎng)護(hù)。目前六十三頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)

二次抹壓蓄水養(yǎng)護(hù)覆蓋澆水目前六十四頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)現(xiàn)澆樓板及時保水養(yǎng)護(hù).mpg目前六十五頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)四、混凝土收縮裂縫控制新技術(shù)

4.4

高抗?jié)B防裂施工操作方法：

完美濕養(yǎng)護(hù)

應(yīng)注意防止其他形式的失水?模板吸水：大面積模板如剪力墻等。?重力失水：直立構(gòu)件或懸掛構(gòu)件，如剪力

墻，柱，梁等。?熱應(yīng)力失水：如厚大結(jié)構(gòu)混凝土的水化熱。

不同形式的失水都會造成混凝土的收縮開裂，其原理與蒸發(fā)失水是一樣的。目前六十六頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)目前六十七頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)五、針對某工程混凝土裂縫控制的建議

目前六十八頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)5.1型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)的混凝土

墻體裂縫控制目前六十九頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)C60自密實(shí)混凝土必須保證其流動性（填充性）、變形性與間隙通過性、抗離析性（穩(wěn)定性）。建議：鋼板兩側(cè)混凝土同時澆筑；鋼筋定位，保證混凝土保護(hù)層厚度；木模在第二天可以松開，從上部縫隙處適當(dāng)噴水，一周后再拆模。拆模后及時用塑料布或土工布繼續(xù)充分保濕養(yǎng)護(hù)半個月以上。（該部位溫度收縮應(yīng)力是次要的，主要是防止干燥收縮和自收縮）目前七十頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)把土工布緊壓在墻面上，保持濕潤即可目前七十一頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)5.2地下室外墻的裂縫控制建議：混凝土應(yīng)具有抗腐蝕性能，按大體積混凝土設(shè)計，60天標(biāo)養(yǎng)強(qiáng)度驗(yàn)收。因墻體混凝土受到溫差應(yīng)力和干縮應(yīng)力的雙重影響，又受到大底板的強(qiáng)大約束，長墻很容易開裂。水平鋼筋應(yīng)貫徹細(xì)而密的原則，養(yǎng)護(hù)既要保濕，又要保溫，切記熱墻不可澆冷水，防止急劇降溫。適當(dāng)延長養(yǎng)護(hù)時間。目前七十二頁\總數(shù)八十三頁\編于十五點(diǎn)5.3地下室大底板裂縫控制建議：大體積