王丹，馬彪，秦鴻根

（1.中交一公局第二工程有限公司，江蘇　蘇州　215151；2.東南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇　南京　211189）

高性能混凝土收縮裂縫影響因素及機(jī)理研究綜述

王丹1，馬彪2，秦鴻根2

（1.中交一公局第二工程有限公司，江蘇蘇州215151；2.東南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇南京211189）

與傳統(tǒng)混凝土相比，現(xiàn)代商品混凝土具有大流動(dòng)性和保坍性能，能滿足遠(yuǎn)距離運(yùn)輸和泵送施工要求，但由于其組成材料的變化，高砂率和大流動(dòng)性造成混凝土收縮裂縫的問(wèn)題比較嚴(yán)重。本文總結(jié)了國(guó)內(nèi)外科研人員的研究成果，分析了高性能混凝土收縮與開(kāi)裂的機(jī)理及其影響因素，并提出相關(guān)解決辦法。

混凝土；收縮裂縫；開(kāi)裂機(jī)理；抗裂技術(shù)

0　前言

隨著水泥生產(chǎn)工藝的改進(jìn)和高效減水劑的應(yīng)用，混凝土強(qiáng)度也越來(lái)越高，高強(qiáng)混凝土廣泛應(yīng)用于高層建筑中，但混凝土僅具有高強(qiáng)度并不能滿足實(shí)際要求，于是在此基礎(chǔ)上高性能混凝土開(kāi)始發(fā)展，人們習(xí)慣將滿足強(qiáng)度和某些耐久性要求的大流動(dòng)性混凝土稱為高性能混凝土。

內(nèi)維爾[1]在對(duì)高性能混凝土進(jìn)行多年的研究之后，提出高性能混凝土的“高性能”應(yīng)該體現(xiàn)在混凝土材料具有高密度、彈性模量大、抗?jié)B性好、耐沖擊等方面。高性能混凝土的主要特征有：水膠比0.25～0.35；膠凝材料總量400～550kg/m3；摻合料主要有粉煤灰、礦粉和硅灰；單位體積用水量低；使用高效減水劑等[2-4]。目前學(xué)術(shù)界對(duì)高性能混凝土形成較統(tǒng)一的看法：高性能混凝土不僅具有高強(qiáng)度還具有高工作性和高耐久性。實(shí)現(xiàn)以上三個(gè)特點(diǎn)的混凝土必須建立在高體積穩(wěn)定性的基礎(chǔ)之上，但隨著現(xiàn)代工程建設(shè)中泵送混凝土的使用，混凝土早期開(kāi)裂現(xiàn)象也越來(lái)越嚴(yán)重[5]。根據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)庫(kù)（AskCIData）最新數(shù)據(jù)顯示：2014年中國(guó)商品混凝土累計(jì)產(chǎn)量達(dá)15.5億立方米，2015年全年商品混凝土累計(jì)產(chǎn)量約為15.8億立方米。龐大的建筑工程因?yàn)榛炷灵_(kāi)裂而產(chǎn)生的維修費(fèi)用也非常之高。如何控制混凝土開(kāi)裂現(xiàn)象，并開(kāi)發(fā)出成本較低且方便施工的混凝土裂縫控制技術(shù)，對(duì)提高混凝土耐久性及建筑工程質(zhì)量具有很重要的意義。

1　混凝土開(kāi)裂機(jī)理

現(xiàn)代商品混凝土具有大流動(dòng)性和保坍性能，能滿足遠(yuǎn)距離運(yùn)輸和泵送施工要求，但由于其組成材料的質(zhì)量不穩(wěn)定、高砂率和大流動(dòng)性造成了混凝土收縮裂縫的問(wèn)題比較嚴(yán)重。高性能混凝土強(qiáng)度高使得膠凝材料用量較高，導(dǎo)致水化熱較大，混凝土大流動(dòng)性還易出現(xiàn)混凝土均勻性差和易產(chǎn)生離析泌水現(xiàn)象，大流動(dòng)性使得砂率較大，粗骨料用量較低，導(dǎo)致收縮增大和抗裂能力變差。對(duì)影響混凝土開(kāi)裂的幾種收縮分析如下：

水化熱溫度收縮：水泥凝結(jié)硬化的同時(shí)也放出大量的熱，水泥水化熱主要是在硬化早期放出，隨后逐漸減小。普通硅酸鹽水泥水化前3天放熱量大約為總放熱量的50%，前7天大約為總熱量75%?；炷聊Y(jié)硬化初期，水泥水化放熱量很大，而且混凝土是熱的不良導(dǎo)體，水化熱儲(chǔ)存在混凝土內(nèi)部不易散發(fā)，對(duì)于大體積混凝土，其內(nèi)部溫度會(huì)上升到50～60℃，甚至更高。這就使混凝土表面和內(nèi)部產(chǎn)生溫度差，于是內(nèi)部混凝土的體積產(chǎn)生較大的膨脹，混凝土外表產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，繼而出現(xiàn)裂縫[6-7]。

塑性收縮：在新拌混凝土成型后若干小時(shí)內(nèi)發(fā)生塑性收縮。此時(shí)混凝土基體還處在塑性階段，沒(méi)有產(chǎn)生明顯的強(qiáng)度。引起塑性收縮的原因包括砂石沉降和毛細(xì)管應(yīng)力差。高性能混凝土工作性較好，處于上層的砂石易沉到底部，從而引起收縮；另外在混凝土內(nèi)部水分消失前，新拌好的混凝土顆粒間空隙被水充滿。一段時(shí)間之后，混凝土表層水分蒸發(fā)，混凝土內(nèi)部漿體中水分向外遷移，因此，漿體內(nèi)孔隙中水形成彎月形，產(chǎn)生毛細(xì)管負(fù)壓，導(dǎo)致漿體的體積發(fā)生緊縮。漿體中毛細(xì)管負(fù)壓不斷增加，隨后達(dá)到一個(gè)臨界壓力。在此過(guò)程中，漿體中的水不再均勻分布，而是重排成一個(gè)個(gè)不連續(xù)的微型水分區(qū)，彼此間存在空隙。塑性收縮在毛細(xì)管壓力達(dá)到臨界壓力前就已達(dá)到最大值，之后不再發(fā)生塑性收縮[16]。

環(huán)境溫度收縮：當(dāng)冷空氣來(lái)臨、天降大雨、日出日落、拆除模板或撤除覆蓋物等情況會(huì)導(dǎo)致混凝土表面溫度突然降低，覆蓋板的時(shí)候，形成一定的溫度場(chǎng)，也會(huì)產(chǎn)生溫度應(yīng)力。因其內(nèi)部溫度變化相對(duì)較小而產(chǎn)生溫度差，從而產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，形成溫度裂縫[8]。

干燥收縮：干燥收縮是指混凝土在干燥環(huán)境中由于內(nèi)部水分散失而引起的收縮?；炷羶?nèi)部相對(duì)濕度的變化體現(xiàn)了其干燥收縮變化規(guī)律[9]。影響混凝土干燥收縮的因素很多，除了自身水灰比、水泥漿體量、粗骨料級(jí)配、砂率、減水劑摻量等因素外，環(huán)境的溫濕度條件對(duì)干燥收縮影響也很大[10-11]。

自收縮：自收縮是指在與外界沒(méi)有濕度交換的條件下由水化反應(yīng)引起自干燥作用導(dǎo)致的收縮現(xiàn)象[12]。膠凝材料水化消耗內(nèi)部水分的自干燥作用引起自收縮。60年前，H.E.Davis和 Powers 等發(fā)現(xiàn)混凝土的自收縮現(xiàn)象[13-14]；現(xiàn)代高性能混凝土由于混凝土膠凝材料用量大、水膠比低等特點(diǎn)決定其自收縮現(xiàn)象非常顯著，自收縮值甚至超過(guò)干燥收縮變形的收縮值[15]。

在原材料質(zhì)量不高、施工控制不到位和環(huán)境條件較差的情況下，以上各種收縮的疊加使得混凝土總體收縮變形過(guò)大，使得某些部位的混凝土拉應(yīng)力超過(guò)其抗拉強(qiáng)度，造成混凝土基體裂縫的引發(fā)與擴(kuò)展；混凝土各部位組成的不均勻性又使得其收縮不同，在混凝土強(qiáng)度低、收縮大和抗裂性差的部位產(chǎn)生裂縫，這也是造成混凝土開(kāi)裂的一個(gè)重要原因。

2　混凝土開(kāi)裂影響因素

影響混凝土塑性收縮與開(kāi)裂的因素很多，如：原材料質(zhì)量、配合比參數(shù)、添加輔助材料、外界環(huán)境條件、施工方法與養(yǎng)護(hù)方式等。

2.1配合比的影響

2.1.1水膠比的影響

馮浩[17]配制了水膠比為0.16及0.18的兩組超高性能混凝土（UHPC），在恒溫恒濕風(fēng)速恒定的環(huán)境中得出：水膠比對(duì) UHPC 的早期塑性收縮影響較大，UHPC 的早期塑性收縮是隨著水膠比的減小而增大。楊凱[18]配制了坍落度保持在180～220mm、水膠比從0.35增加到0.54的多組混凝土，隨水膠比提高，基準(zhǔn)混凝土裂縫面積先增加后降低，混凝土塑性收縮增大。翟超[19]從試驗(yàn)中得出：低水灰比對(duì)混凝土抗裂性能是不利的，水灰比越低，膠凝材料用量越多，混凝土內(nèi)部越密實(shí)，大量連通孔被堵塞，混凝土內(nèi)部水分無(wú)法通過(guò)連通孔補(bǔ)給表層混凝土，這加速了表層混凝土塑性收縮。對(duì)于高性能混凝土，水膠比很低時(shí)（＜0.4），增加水膠比有利于抗裂；隨著水膠比增大，抗裂性能先上升后下降。

2.1.2砂率的影響

砂率提高，界面過(guò)渡區(qū)體積分?jǐn)?shù)隨之提高，混凝土整體動(dòng)彈模降低，骨料的約束作用被削弱，因此收縮變大[20-21]。且在水膠比較低的情況下，對(duì)于相同配合比混凝土，由于粗砂需水量比細(xì)砂需水量大。因此砂細(xì)度模數(shù)越大，混凝土早期開(kāi)裂現(xiàn)象越嚴(yán)重[22]。

2.1.3單位用水量的影響

混凝土用水量過(guò)多也會(huì)導(dǎo)致塑性開(kāi)裂[23]，在水膠比不變的情況下，用水量增大，一方面，產(chǎn)生收縮的總量增大；另一方面，骨料用量降低，限制收縮組分含量降低，因而引起混凝土開(kāi)裂。

2.1.4減水劑的影響

摻減水劑的混凝土，流動(dòng)性增大，易產(chǎn)生離析泌水現(xiàn)象。摻加減水劑之后，混凝土的單位開(kāi)裂面積和最大裂縫寬度都大于未摻減水劑的普通混凝土，減水劑會(huì)增大混凝土的早期塑性收縮[24]，因?yàn)閾饺霚p水劑后由于其吸附分散作用，水泥粒子在漿體中均勻分散，與水的接觸面變大，因此加快了水泥初期水化速度，混凝土中熱量釋放加速，在溫度較低時(shí)更加大了內(nèi)外溫差，產(chǎn)生了更大的變形，更易開(kāi)裂[25-26]。不同種類減水劑對(duì)混凝土干燥收縮影響不同，聚羧酸系減水劑配制的混凝土開(kāi)裂傾向低于萘系減水劑[27]，若復(fù)摻少量減縮劑，抗裂效果更好[28]。

2.2粗骨料的影響

粗骨料在混凝土中含量越高，抗裂性能越好[29]，石子本身體積穩(wěn)定性好，幾乎無(wú)溫度收縮，且線膨脹系數(shù)小，產(chǎn)生的溫度應(yīng)力也較小，而且對(duì)于水泥石收縮起作用的則是粗骨料，其含量越多，產(chǎn)生的混凝土收縮越小。但粗骨料本身性質(zhì)也會(huì)影響抗裂性能，如：粗骨料吸水率越高，混凝土的收縮變形越大，不同種類的石子對(duì)混凝土抗裂性能影響不同，玄武巖混凝土因其粗骨料吸水率低，開(kāi)裂性能低于花崗巖混凝土[30]。孫家瑛[31]認(rèn)為再生細(xì)骨料混凝土塑性收縮開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)比同配合比普通混凝土大，因?yàn)樵偕?xì)骨料除了砂還包含硬化水泥漿顆粒，因此增大了混凝土的孔隙率和孔徑，加快了其失水速率。

2.3摻合料的影響

2.3.1粉煤灰的影響

對(duì)混凝土的抗裂性能而言，粉煤灰的最優(yōu)摻量因其品種的不同而不同。由于早期粉煤灰的相對(duì)惰性，參與水化反應(yīng)的程度不高，微集料效應(yīng)更明顯，所以對(duì)于同摻量粉煤灰，具有更多玻璃微珠的粉煤灰有更優(yōu)的抗裂性[32]。翟超[33]認(rèn)為：在水灰比一定時(shí)（0.34～0.4），單位面積總開(kāi)裂面積隨著粉煤灰摻量的增加先減小后增大，但粉煤灰摻量對(duì)單位面積總開(kāi)裂面積影響不如水灰比顯著。龐超明[37]認(rèn)為煤灰摻量為10%～20% 時(shí)，粉煤灰摻量對(duì)早期抗裂性的影響不大，反而10% 略優(yōu)。周小菲[34]認(rèn)為：在較為溫和的環(huán)境中，粉煤灰的摻入能夠提高混凝土的抗裂能力，避免混凝土的開(kāi)裂，但在炎熱干燥的嚴(yán)酷環(huán)境中，粉煤灰的摻入會(huì)使混凝土開(kāi)裂的時(shí)間提前，即降低了混凝土的抗裂能力?；炷林袚椒勖夯液?，早期水化熱降低，混凝土開(kāi)裂傾向降低。

2.3.2礦渣的影響

張西玲等[35]研究了在高摻量下，礦渣摻量和細(xì)度兩個(gè)參數(shù)對(duì)膠凝材料收縮性能的影響，發(fā)現(xiàn)礦渣可以降低水泥膠砂干縮值，且最佳摻量是75%、最佳細(xì)度是550m2/kg。在低摻量下，池遠(yuǎn)東[36]認(rèn)為：在礦物摻合料總摻量相同情況下，單摻粉煤灰混凝土比復(fù)摻礦物摻合料混凝土具有更好的抗裂性能。對(duì)于復(fù)摻礦物摻合料的混凝土，隨著摻加的礦物摻合料總量增加，混凝土開(kāi)裂時(shí)間提前，開(kāi)裂情況更嚴(yán)重，這表明只有適量復(fù)摻礦物摻合料才可以提高混凝土的抗裂性能。龐超明[37]也認(rèn)為單摻粉煤灰略優(yōu)于雙摻粉煤灰和礦渣微粉。

摻加摻合料使混凝土抗裂性能提升，因?yàn)椋孩?混凝土工作性增強(qiáng)，強(qiáng)度和密實(shí)性提升，有效減少裂縫的發(fā)生；② 水化熱降低，溫度應(yīng)力降低，抑制堿骨料反應(yīng)；③ 摻合料具有一定的顆粒充填效應(yīng)以及火山灰效應(yīng)，能夠有效降低水泥漿中的孔隙率，提高彈性模量和強(qiáng)度，提高阻裂水平[38]。

2.4環(huán)境因素的影響

在實(shí)際工程中，混凝土澆筑完成后，在周圍高溫大風(fēng)環(huán)境中很容易開(kāi)裂。主要是混凝土內(nèi)外溫度差較大容易導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生較高的溫度應(yīng)力而開(kāi)裂[39-40]；另外，環(huán)境溫度持續(xù)的保持在高溫階段，加大了混凝土早期失水速率，增大收縮，同樣會(huì)導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫[41]。在混凝土拆模后的幾小時(shí)內(nèi)，如果環(huán)境濕度較低，混凝土表層失水迅速，但在距表面幾毫米的內(nèi)部，水分變化很小，這導(dǎo)致混凝土表面層產(chǎn)生很大濕度梯度，從而產(chǎn)生干縮開(kāi)裂[42]。

3　混凝土抗裂技術(shù)

3.1控制混凝土原材料質(zhì)量

混凝土原材料的質(zhì)量對(duì)混凝土性能有著十分重要的影響，制備收縮抗裂混凝土所用原材料的性能必須滿足其相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量要求。水泥對(duì)混凝土收縮影響較大，應(yīng)選用低堿性、比表面積較?。?00～350m2/kg）、C3A含量低的水泥；選用優(yōu)質(zhì)活性摻合料，采用粉煤灰和礦粉雙摻；骨料的質(zhì)量對(duì)混凝土抗裂性有較大影響，應(yīng)控制含泥量和泥塊含量，選用級(jí)配良好的中粗砂和連續(xù)級(jí)配、空隙率小的石子；選用減水率高收縮率比小的高性能減水劑。

3.2優(yōu)化混凝土配合比參數(shù)

混凝土配合比參數(shù)對(duì)混凝土的抗裂性影響很大，為提高混凝土體積穩(wěn)定性，在混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循抗裂混凝土的配合比設(shè)計(jì)法則：即低水泥用量、低用水量、適當(dāng)水灰比、最大骨料堆積密度，還有活性摻合料和高效減水劑的雙摻等。在保證滿足設(shè)計(jì)和施工要求工作性的條件下，盡可能提高混凝土中粗骨料含量，降低砂率和減少漿體的含量，同時(shí)控制其混凝土流動(dòng)性和均勻性。

3.3混凝土其他抗裂措施

3.3.1纖維的作用

目前我國(guó)研究和工程中廣泛應(yīng)用的纖維主要是碳纖維、玻璃纖維、聚丙烯纖維和鋼纖維。纖維在土木工程材料中有增強(qiáng)增韌阻裂作用，向普通混凝土中摻入纖維，可以阻礙混凝土早期體積收縮，因此也能提高混凝土抵抗內(nèi)部產(chǎn)生微裂縫的能力，提高抗裂性能[43]。李美丹[44]在研究中對(duì)摻加不同種類纖維大摻量礦物摻合料混凝土抗裂性能進(jìn)行排序：纖維增強(qiáng)高性能膨脹混凝土>纖維增強(qiáng)高性能混凝土>混雜纖維增強(qiáng)高性能混凝土＞混雜纖維增強(qiáng)高性能膨脹混凝土＞高性能膨脹混凝土。并且向混凝土中同時(shí)摻入膨脹劑與鋼纖維，混凝土抗裂性能更好。夏杰[45]在建立有限元模型后發(fā)現(xiàn)：聚丙烯腈纖維對(duì)混凝土早期塑性收縮開(kāi)裂具有良好的阻裂效果，當(dāng)纖維摻量較低時(shí)（體積分?jǐn)?shù)＜2%），其阻裂效果隨著纖維摻量的增加而增強(qiáng)；混雜纖維的抗裂效果最佳；由試驗(yàn)對(duì)比發(fā)現(xiàn)：混凝土中摻加0.1% 聚丙烯腈纖維和0.5% 鋼纖維時(shí)，抗裂效果最好。由于普通纖維摻量較高時(shí)易團(tuán)聚，肖永新[46]使用了新型的 UF500纖維素纖維摻入混凝土來(lái)提高混凝土抗裂性能，能有效抑制由于混凝土塑性收縮、溫濕度變化等引起的裂紋的形成及發(fā)展。UF500纖維在混凝土中分散很容易，且纖維分散后不會(huì)再次團(tuán)聚。

纖維的抗裂機(jī)理主要是防止裂縫的擴(kuò)展以及阻止裂縫與裂縫之間的貫通而起作用的，其臨界間距值為10mm。摻加多種纖維的混凝土抗裂性能優(yōu)于摻加單一品種纖維的混凝土。

3.3.2膨脹劑和減縮劑的作用

膨脹劑和減縮劑的作用不可一概而論，這是一把雙刃劍。周小菲[34]發(fā)現(xiàn)當(dāng)粉煤灰摻量小于30%，摻適量硫鋁酸鈣—氧化鈣類膨脹劑能夠提高混凝土抗裂性能，但粉煤灰摻量較高時(shí)，同樣的措施會(huì)使混凝土抗裂性能變差。鈣礬石類膨脹劑抑制混凝土早期收縮效果很明顯，但較難控制混凝土后期收縮，因?yàn)閷?duì)膨脹進(jìn)行約束后干燥收縮較大，為了更好地發(fā)揮膨脹劑的補(bǔ)償收縮作用，可以進(jìn)行早期水養(yǎng)護(hù)和延長(zhǎng)水養(yǎng)護(hù)時(shí)間[47]。膨脹劑水化產(chǎn)生 Mg(OH)2和 Ca(OH)2，水化后體積膨脹，從而降低混凝土收縮。

朱耀臺(tái)[48]認(rèn)為：減縮劑對(duì)水膠比不高的混凝土早期的收縮有良好的減縮效果；對(duì)于 w/c<0.32的低水膠比混凝土而言，通過(guò)它的摻用可以減小很大部分自收縮，對(duì)總收縮的降低意義比較大，并且膨脹劑在補(bǔ)償收縮方面的效用需要有良好的養(yǎng)護(hù)； 但對(duì) w/c>0.47的高水膠比混凝土而言，如果進(jìn)行良好的早期保濕養(yǎng)護(hù)，摻加減縮劑的效果不明顯，因?yàn)檎际湛s絕大部分的干縮可以通過(guò)養(yǎng)護(hù)得以避免。

郭江華[49]、楊恒陽(yáng)[50]利用工業(yè)廢料鋰渣進(jìn)行高性能混凝土抗裂試驗(yàn)研究，摻加鋰渣后，混凝土顯示出了較好的抗裂性能。鋰渣具有良好的自身微膨脹性和火山灰活性，可以抵消一部分混凝土收縮。

3.3.3內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑的作用

為了解決高性能混凝土開(kāi)裂問(wèn)題，很多專家學(xué)者研究高性能混凝土早期收縮開(kāi)裂的控制技術(shù)，通過(guò)添加輔助抗裂材料來(lái)提升混凝土抗裂性能。

秦鴻根[51]、王發(fā)洲[52]將 SAP 摻入高性能混凝土中，高性能混凝土早期開(kāi)裂面積有顯著的降低。屬于典型功能高分子材料的高吸水樹(shù)脂 SAP，其顯微結(jié)構(gòu)中的聚合物分子網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部遇水產(chǎn)生內(nèi)外滲透壓并吸收水分，SAP 顆粒急劇膨脹，吸水率很高。SAP 摻入混凝土中，能夠較好地保存混凝土中的水分，隨著混凝土水化的持續(xù)進(jìn)行，SAP 中水分慢慢向周圍擴(kuò)散，并且不會(huì)對(duì)混凝土的力學(xué)強(qiáng)度造成較大的負(fù)面影響，并且產(chǎn)生的孔隙可以提高混凝土抗凍融能力。

3.4施工中的抗裂技術(shù)

進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)，振搗不當(dāng)，漏振、過(guò)振或振搗棒抽插過(guò)快，這些均會(huì)對(duì)混凝土的密實(shí)性和均勻性有較大影響，進(jìn)而產(chǎn)生裂縫。攪拌時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短，導(dǎo)致混凝土不均勻；以及拌合后到澆筑時(shí)間間隔過(guò)長(zhǎng)等，也易產(chǎn)生裂縫?；炷翝仓r(shí)間過(guò)長(zhǎng)，各結(jié)構(gòu)接觸部分處理不當(dāng)，易產(chǎn)生裂縫[53]?？梢圆扇∫韵麓胧﹣?lái)預(yù)防裂縫的產(chǎn)生：對(duì)大面積混凝土進(jìn)行表面濕養(yǎng)護(hù)；對(duì)大體積混凝土做好拆模后的保溫或者降溫措施；現(xiàn)場(chǎng)施工的時(shí)候避免在雨雪大風(fēng)天氣進(jìn)行；對(duì)于地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)，實(shí)施回填措施。

4　結(jié)論與展望

本文總結(jié)了國(guó)內(nèi)外在提高混凝土限縮抗裂方面的相關(guān)研究成果，分析了高性能混凝土收縮開(kāi)裂機(jī)理和影響因素。為了提高混凝土抗收縮開(kāi)裂性能，應(yīng)該嚴(yán)格控制原材料的質(zhì)量，選用級(jí)配合格、含泥量和泥塊含量低的骨料；根據(jù)設(shè)計(jì)和施工要求設(shè)計(jì)配合比、采用低砂率、優(yōu)質(zhì)摻合料和高性能減水劑復(fù)摻技術(shù)，根據(jù)需要摻用一定量的纖維、膨脹劑或減縮劑；還應(yīng)該采用必要的施工控制和養(yǎng)護(hù)措施來(lái)保證和提高混凝土抗收縮開(kāi)裂性能。

上述研究均可減少混凝土開(kāi)裂現(xiàn)象，提高抗裂性能，但是仍有進(jìn)步空間。目前，在混凝土收縮開(kāi)裂研究方面仍存在諸多不足，裂縫在嚴(yán)酷環(huán)境下依舊存在；在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行試驗(yàn)，混凝土體積小、面積小，而實(shí)際工程中則以大體積大面積混凝土為主，盡管有些科研人員進(jìn)行相關(guān)模擬，但混凝土澆筑現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境變化更復(fù)雜，不僅有濕度的變化，溫度以及風(fēng)速等均會(huì)影響混凝土開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)； 對(duì)于某些建筑結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也會(huì)影響混凝土構(gòu)件的受力情況，可能導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂。文中提到諸多提升抗裂性能的方法，僅僅是降低開(kāi)裂傾向，尚無(wú)研究能夠用相對(duì)簡(jiǎn)單的方法徹底消除混凝土開(kāi)裂現(xiàn)象。在加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)、限制收縮之外，如何提高水泥機(jī)體相互黏結(jié)能力也是值得考慮的問(wèn)題。

未來(lái)對(duì)于混凝土抗裂性能的研究，應(yīng)該從多因素耦合角度考慮；目前的混凝土抗裂性能評(píng)價(jià)方法依舊不太可靠，平板抗裂法偶然性較大，圓環(huán)抗裂法因?yàn)轶w積過(guò)小，因而代表性不強(qiáng)，以后的研究中應(yīng)提出更可靠的混凝土抗裂評(píng)價(jià)方法。有些摻輔助抗裂材料如高吸水性樹(shù)脂，因?yàn)閮r(jià)格較貴，可以使用價(jià)格低廉的保水陶粒取代。除此之外，如何改善施工現(xiàn)場(chǎng)混凝土均勻性也是值得研究的課題。

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A review of study on shrinkage and anti-cracking performance of high-performance concrete

Wang Dan1, Ma Biao2, Qin Honggen2
(1.Second Engineering Co., Ltd., The First Highway Bureau of China, Suzhou215151;2.School of Materials Science and Engineering Southeast University, Nanjing211189)

Compared with the traditional concrete, modern reay-mixed concrete with high fluidity and slump retention performance, it can satisfy the long-distance transport and pumping requirements, due to changes in the composition of the materials, high sand ratio and high fluidity caused the shrinkage crack of concrete become a serious problem. This paper summarizes the research achievements of domestic and foreign researchers, the mechanism and influence factors of shrinkage and cracking of high performance concrete are analyzed, and put forwards some solutions.

high-performance concrete; shrinkage; cracking mechanism; anti cracking technology

王丹，男，試驗(yàn)室主任，助理工程師。