混凝土裂缝成因及预防措施

第一部分混凝土构件常见裂缝成因及控制方法当前第1页\共有83页\编于星期五\10点

根据工程实践和以往对混凝土裂缝的科研成果，业界的专家学者按裂缝产生的原因把混凝土裂缝分为五类，即：（1）、荷载作用下的裂缝（结构性裂缝约占10%）；（2）、变形作用下的裂缝（非结构性裂缝约占80%）；（3）、混合作用（荷载与变形共同作用）下的

裂缝（约5%—10%）；（4）、碱骨料反应所引起的裂缝小于1%；（5）、质量力（惯性力）引起的裂缝。研究重点：变形作用下的裂缝当前第2页\共有83页\编于星期五\10点变形作用分为（1）、收缩变形（塑性收缩、干燥收缩、自收缩、炭化收缩、温度收缩等）。（2）、膨胀变形（温度膨胀、湿度膨胀、化学腐蚀膨胀、结冰膨胀、碱骨料反应

膨胀、不均匀膨胀）。（3）、地基变形、路基变形、桥基变形、

（差异沉降及差异膨胀）。其中：收缩变形，主要包括：当前第3页\共有83页\编于星期五\10点1

♠

塑性收缩：混凝土浇筑以后，由于早期水化所产生的自生收缩，由于重力和振捣作用下所产生的沉降收缩，由于混凝土表面水分的蒸发所引起的收缩都是在混凝土凝结硬化之前仍处于塑形状态下的收缩，都属于塑形收缩。

混凝土在凝结硬化之前，其组成材料中各种固体颗粒之间存在一层水膜，由于沉实、泌水、蒸发等原因，使水在混凝土中向表面迁移，形成失水孔道，即毛细孔。

当前第4页\共有83页\编于星期五\10点随着水分的继续迁移，固体颗粒逐渐靠近，毛细孔逐渐变细，毛细孔内的负压力也随之增大，从而加快了混凝土内部水分向外迁移的速度。塑性收缩发生在终凝前的塑性阶段，它包括因水泥早期水化引起的自生收缩、沉降收缩和水分蒸发收缩，这是近年来发现大量工程现场早期开裂的原因，特别是高强、高流动性自密实混凝土的早期塑性收缩量大，更容易开裂。当前第5页\共有83页\编于星期五\10点当混凝土表面水分的蒸发速度大于混凝土的泌水和毛细孔中的水向外迁移的速度时，混凝土浆体的体积发生收缩。此时的混凝土如果已丧失流动性或者还不具备抵抗收缩应力的足够的抗拉强度，就会产生裂缝。据测试，早期或塑性状态的混凝土的收缩要比硬化后的混凝土的收缩大几倍，塑性状态混凝土的表面收缩也要比内部收缩大。如70mm厚的混凝土试件，其表面的收缩是中心部位收缩的2倍。故塑性收缩裂缝均在混凝土表面出现，形状不规则，多在横向，长短不一。细而多且互不贯通，类似干燥的泥浆面的裂缝。当前第6页\共有83页\编于星期五\10点2♠干燥收缩：是在混凝土已经硬化，并已停止保湿养护后，在不饱和的环境中混凝土表面水分蒸发而引起的收缩变形。最大收缩值可达8×10-4。

研究表明，混凝土的收缩主要与混凝土中水泥石的孔结构及孔结构中的水分的散失情况有关。一般来说，孔结构可以分为凝胶孔和毛细孔两类。混凝土中的水也可以分为化学结晶水、层间水、吸附水和毛细孔水等四种。毛细孔水根据毛细孔直径的大小不同对混凝土的收缩影响也不同，当直径大于50nm的毛细孔内水（自由水）失去时，对混凝土的收缩影响不大，而当直径小于50nm的毛细孔内水失去时，对混凝土的收缩影响较大。当前第7页\共有83页\编于星期五\10点毛细孔失水产生收缩的机理可以用毛细孔应力来解释，根据Laplace公式：

式中：△P—毛细孔内外的压力差；

γ——水的表面张力；r——弯月面的半径。此式表面弯月面半径越小，毛细孔压力越大。直径大于50nm的大毛细孔中的自由水几乎不形成弯月面，就不会产生毛细孔压力；对混凝土中细小的毛细孔，弯月面半径越小，毛细孔压力越大，对混凝土所产生的干缩变形也越大。△P=2γ/r当前第8页\共有83页\编于星期五\10点通常情况下，混凝土的干燥收缩可归结为主要与混凝土的毛细孔，特别是小孔的数量及毛细孔中水分的散失有关。混凝土中，胶凝材料和用水量越多，则混凝土中的毛细孔越多，混凝土的干缩也越大，反之则越小。此外，混凝土的干燥收缩还与毛细孔的贯通形式有关。混凝土的用水量越多，则混凝土的泌水也越大，而混凝土的泌水会促使混凝土中更多的毛细孔相贯通，进而加快毛细孔中水分蒸发，使混凝土的收缩也越大。当前第9页\共有83页\编于星期五\10点3♠

自收缩：由于水泥水化反应消耗了混凝土内部结构中毛细孔中的水，引起混凝土自干燥，形成弯月面，引起毛细孔压力，导致自收缩,亦称为自干燥收缩。自收缩与干燥收缩的机理是一样的，都是由于混凝土内部结构中毛细孔水的减少或被自身所消耗而使混凝土体积减少所引起的。这两种收缩的主要区别在于毛细孔内水分减少的原因不同。当前第10页\共有83页\编于星期五\10点自收缩过程中水分的减少是由于在混凝土内部水泥水化过程中引起的，它不与外部环境介质接触，故混凝土的总重量不会减轻；而干燥收缩中水分的减少是由于混凝土外部环境（温度、湿度）变化引起的，当混凝土外部环境的相对湿度减小时，混凝土结构中毛细孔内水迁移蒸发而减少。水灰比的变化对干燥收缩和自收缩的影响正相反，即当混凝土的水灰比降低时干燥收缩减少，而自收缩增大。如当水灰比大于0.5时，其自收缩与干燥收缩相比小得可以忽略不计，但是当水灰比小于0.35时，混凝土体内相对湿度会很快降低到80%以下，自收缩与干燥收缩几乎相等。当前第11页\共有83页\编于星期五\10点自收缩也伴随着水泥水化反应而引起的混凝土体积变小，即化学收缩。

水泥水化反应的主要产物是C-S-H凝胶，其体积小于水泥与水的体积之和。对于硅酸盐水泥，每100kg水泥加水完全水化以后，其体积缩小量可以达到7—9cm3。如果每立方米混凝土中水泥用量为250kg,则其总体积减少量为20cm3左右。从硅酸盐水泥的矿物组分来分析，C3A水化后的体积减少量可达23%左右，是化学收缩最严重的矿物，其次是C4AF、C3S和C2S。由此可见，水泥用量越大，混凝土的化学收缩也越大。水泥中C3A含量越高，混凝土的化学收缩也越大。当前第12页\共有83页\编于星期五\10点4♠炭化收缩：是由于混凝土中水泥水化物氢氧化钙与空气中的酸性物质（主要是CO2）反应生成CaCO3，其化学反应式为：Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O使混凝土的碱性降低的过程，这也称为混凝土的中性化。影响炭化的因素包括材料因素、施工养护因素和环境(温度、湿度、CO2浓度)等因素。在潮湿或干燥环境下，混凝土炭化速度较慢，炭化收缩也很小。当前第13页\共有83页\编于星期五\10点

5♠温度收缩：主要是指由于水泥水化反应使混凝土内部温度升高，而在混凝土凝结硬化后，随着水泥水化热的释出量逐渐减少，导致混凝土温度最后又冷却到环境温度时所产生的收缩。

温度收缩对大体积混凝土影响较大（如混凝土基础大底板、外墙板及混凝土大梁）。当前第14页\共有83页\编于星期五\10点混凝土中各组成材料体积对收缩的影响当前第15页\共有83页\编于星期五\10点自密实混凝土收缩率随水胶比增大而增大当前第16页\共有83页\编于星期五\10点左图说明：在水胶比相同情况下，自密实混凝土比普通混凝土收缩率大；自密实混凝土中，粉煤灰掺量大的，收缩率小。混凝土中掺入粉煤灰及磨细矿渣粉等活性矿物掺合料，对于改善混凝土施工性能、力学性能和耐久性能是不可或缺必要组分。当前第17页\共有83页\编于星期五\10点粗骨料体积含量（粗骨料间距系数）对收缩影响粗骨料体积含量越大，自密实混凝土的收缩率越小。粗骨料间距系数越大，自密实混凝土的收缩率越大。在粗骨料体积含量和间距系数相同的情况下，自密实混凝土的收缩率随龄期拉长而增大。粗骨料对水泥石的变形起约束抑制作用。当前第18页\共有83页\编于星期五\10点砂浆稠度（细骨料间距系数）对自密实混凝土的收缩无显著影响。左图中，当砂浆稠度（砂子与砂浆之比）（Vs/Vm）在0.40～0.52变化时，砂浆稠度对自密实混凝土收缩无显著影响。当前第19页\共有83页\编于星期五\10点以上我们简要地向各位梳理了混凝土收缩变形的五种基本类型，从中我们可以看到：除了温度变化引起的收缩外，前四种收缩变形，都与水有着密切的关系，都是毛细孔中的水分因蒸发散失或因水化吸收而减少，孔内的水形成弯月面，产生毛细孔负压力，迫使混凝土体发生收缩变形，在约束条件下，产生内应力聚集，当收缩应力大于混凝土的抗拉强度极限时，导致混凝土体发生开裂。当前第20页\共有83页\编于星期五\10点所以，人们从长期的工程实践中，逐步认识到，要想从根本上防止混凝土裂缝产生，必须做好两条：其一，及时保湿其二，合理保温这才是混凝土防裂的最有效措施。及时保湿，避免或减少了因混凝土中的失水缺陷，引起的收缩应力；合理保温，把混凝土体的内外温差控制在合理范围内。把温差收缩应力尽量降低。当然，要根据不同的结构部位、不同的环境条件采取不同的保湿和保温措施。如—当前第21页\共有83页\编于星期五\10点对于现浇混凝土楼板而言，由水化热引起的混凝土内外温差不大，故其表面因温差所产生的拉应力较少；但是在施工和使用过程中由于环境温度的变化而产生的体积变化则较大。在夏季，外墙与楼板之间有较大的温差，外墙受热产生的线膨胀比楼板受热产生的线膨胀大，于是，外墙对楼板产生拉应力，当此拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，则混凝土就会产生裂缝。当前第22页\共有83页\编于星期五\10点大体积混凝土的温度收缩主要是由于水化热而引起的混凝土内外温差，因混凝土体内部温度升高引起体积膨胀，而外部温度相对较低，体积膨胀较小，从而在混凝土的表面产生拉应力，当此拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，则混凝土表面就会出现裂缝。所以，对于厚大底板和外墙等大体积混凝土而言，除了注意保湿，还要保温，把内外温差控制在一定限度内。当前第23页\共有83页\编于星期五\10点当前，绝大多数的专家学者都认识到：

混凝土裂缝产生的直接原因是由于混凝土在约束条件下体积变形所引起的。王铁梦教授说“混凝土结构特别是超长大体积混凝土结构，80%-90%的裂缝都是由于混凝土降温及收缩拉应力超过了混凝土的抗拉强度所引起的，更确切的说是混凝土内部的约束拉应变超过了混凝土的极限拉伸而引起的。”这无疑是正确的。

但如果只从

降低约束拉应变和提高混凝土的极限拉伸作为控制裂缝的途径是不够的，是治标不是治本，只有保湿、保温才是根本，也是最简单、最有效的防裂措施。而过去往往被忽视，所以多年来防裂收效甚微，因没有抓住根本。当前第24页\共有83页\编于星期五\10点☀对混凝土收缩裂缝的控制是长期困扰建筑界的技术难题。他从新的角度来分析讨论混凝土收缩裂缝的形成过程以及控制的新方法。☀甘昌成老师所提出的学术观点是对以往理论研究成果的深化和补充，他重点强调了混凝土凝结硬化阶段裂缝控制的本质和主要方法。介绍原重庆大学甘昌成老师研究成果和主要学术观点当前第25页\共有83页\编于星期五\10点☀他承认混凝土的收缩是导致混凝土开裂的直接原因，但并不是收缩开裂的根本原因（主因），而拌合水损失后缺陷产生的内应力，才是混凝土收缩开裂的真正源头，因此，防止拌合水损失才是最有效的防裂方法。☀他认为防止拌合水损失同时也使混凝土实现了高抗渗，从而揭示了混凝土抗裂与抗渗之间不可分割的内在联系。高抗渗就成为这一防裂方法的理论依据，完美湿养护是具体的操作方法。当前第26页\共有83页\编于星期五\10点一、工程实践直接挑战

以往收缩理论中的学术观点1.1“混凝土收缩是造成收缩开裂的主要原因”。这一观点在学术界和工程界都已形成共识，从收缩开裂的过程来看，收缩与收缩开裂也确实存在着因果关系。所以，以往的防裂方法以减小混凝土的收缩或补偿混凝土的收缩作为防裂的主导方向和主要方法，即把收缩看成是开裂的源头。但减小或补偿收缩应用了多少年，始终未能根治混凝土的裂与渗，以至于仍然成为混凝土的质量通病。这一主因值得质疑，这一理论观点也很难解释以下现象：当前第27页\共有83页\编于星期五\10点①、按照材料收缩理论，同条件生产、同条件使用的原材料相同混凝土，其收缩值应该相同。如果说收缩是收缩开裂的主因，那么同一搅拌站生产的混凝土，同样的原材料，同样的配合比，同样的坍落度，同一天施工，为什么有的工地开裂了，而且开裂很严重，而有的工地却完全没有开裂呢？当前第28页\共有83页\编于星期五\10点②、按照材料收缩理论，如果原材料相同，各原材料的用量也相同，坍落度大者，其收缩也大；坍落度小者，其收缩也小。如果收缩是收缩开裂的主因，为什么实际施工中会出现坍落度大者（收缩大者）不裂、坍落度小者（收缩小者）反而开裂了呢？当前第29页\共有83页\编于星期五\10点③、膨胀剂是用来补偿混凝土收缩的。如果收缩是收缩开裂的主因，为什么同一个搅拌站生产的混凝土，原材料相同，强度等级也相同，同一天施工，没掺膨胀剂的混凝土没有裂，掺了膨胀剂的混凝土反而开裂了呢？这一切问题的关键是：治表还是治本的问题。只有抓住了根本，才算是抓住了防治裂缝的主方向。当前第30页\共有83页\编于星期五\10点1.2引起混凝土收缩的原因很多，到底是那一种原因造成了开裂，实际工程中不易操作。按照收缩理论，现有文献资料把混凝土的收缩分为塑性收缩、干燥收缩、自收缩、温差收缩、化学收缩、碳化收缩等等；对不同的原材料及其特性，以及不同的配合比对混凝土收缩性能的影响也进行了大量的研究，这对于了解混凝土的收缩规律是很有必要的，但问题是，人们很难利用这些成果有针对性地解决工程实际问题。因为原因太多，一旦发生收缩开裂，很难准确找到导致开裂的具体原因。当前第31页\共有83页\编于星期五\10点1.3以往对混凝土收缩裂缝的控制，是以可见裂缝或可见有害裂缝为控制目标。如果不允许出现裂缝，则要在配筋设计、原材料质量和配合比方面提出很高的要求，或者还要添加一种或多种抗裂的特种材料。这样会使裂缝控制成本大幅增加，代价太高而效果不一定好。毕竟从结构安全使用角度考虑，少量裂缝的出现并不影响建筑质量，花过大的经济代价也没必要。于是“收缩开裂是混凝土的特性”，“混凝土是带裂缝工作的，混凝土有裂缝是正常的”，这些观点逐渐成为建筑界的共识。当前第32页\共有83页\编于星期五\10点1.4以往的理论研究，对硬化以后的混凝土性能研究较多，对浇筑之前混凝土拌合物性能的研究也不少，但是对浇筑密实成型后，混凝土失水对硬化混凝土的性能有什么影响，以及混凝土的生长发育早期水化产物对充水空间的填充规律、填充方式，以及填充的密实程度与完全程度对硬化混凝土的性能又有什么影响，这方面的研究基本上还是空白。当前第33页\共有83页\编于星期五\10点二、产生新观点的技术背景2.1研究发现混凝土的收缩并不是收缩开裂的主因，而拌合水损失后缺陷产生的内应力，才是混凝土收缩开裂真正的源头。2.2以往，以减小收缩或补偿收缩作为防裂的主方向，但早期裂缝难以控制；而改变了防裂的主方向后，防裂效果显著。2.3

通过对水化产物填充混凝土充水空间的规律和对混凝土的硬化规律进行研究，发现了混凝土高抗渗的形成规律。也发现了混凝土抗裂与抗渗之间存在着不可分割的内在联系。当前第34页\共有83页\编于星期五\10点二、产生新观点的技术背景2.4

提出了即时水养护的混凝土养护新观点，用于控制早期裂缝，并经反复试验后已成功应用于工程实际，取得了满意的防裂效果。

即时水养护是工程实践系列研究的成果。由于即时养护，发现了高抗渗的形成规律由于即时养护，明确了拌合水不可以损失由于即时养护，提出了完美湿养护的概念由于即时养护，建立了高抗渗防裂的理念当前第35页\共有83页\编于星期五\10点三、工程实践最新成果•新观点形成3.1

实现了混凝土抗渗技术的重大突破。无需添加任何抗渗的特种材料，混凝土的抗渗等级都可以达到P30级以上的高抗渗，而且无需28d养护，只要3—7d保湿养护即可。3.2实现了混凝土抗裂技术的重大进展。收缩裂缝的控制长期以来是困扰建筑界的技术难题。新技术可以不必细分复杂的收缩成因，把失水看成是收缩开裂的总源头，防裂效果显著，实现了混凝土抗收缩开裂复杂问题简单化。当前第36页\共有83页\编于星期五\10点三、工程实践最新成果•新观点形成3.3

最先明确提出“混凝土配合比的拌合用水在混凝土浇筑成型后不可以损失”的学术观点。

拌合水的三大作用：

•拌合物施工流动性的需要

•胶凝材料水化反应的需要

•维持混凝土体系平衡、保持体积稳定的需要当前第37页\共有83页\编于星期五\10点三、工程实践最新成果•新观点形成3.4论证了混凝土的抗裂与抗渗之间存在着不可分割的内在联系。指出抗裂与抗渗被割裂是长期以来混凝土工程裂与渗质量通病的根源所在。

•拌合水损失，抗渗性降低，早期开裂

•拌合水不损失，高抗渗，防裂效果显著

正反结果表明抗裂抗渗紧密联系不可分割当前第38页\共有83页\编于星期五\10点三、工程实践最新成果•新观点形成3.5提出了混凝土实现高抗渗必须满足的三个基本条件。论证了现在的混凝土都可以实现高抗渗。

高抗渗必须满足的三个基本条件：

•混凝土的充水空间要足够小

•要有足够填充充水空间的水化产物

•要采用完美湿养护（不失水养护）当前第39页\共有83页\编于星期五\10点图中：（G）集料；(C)胶凝材料粒子；（+）充水空间；（-）界面水膜（混凝土的充水空间（放大）示意图）

水化产物对强度贡献的“有效长度”a.超低强度混凝土；b、c.低中强度混凝土；d、e.高强度混凝土图2：混凝土的强度形成机理当前第40页\共有83页\编于星期五\10点表1：

完美湿养护条件下，现代混凝土3d～7d可以实现高抗渗序号混凝土品种配合比/(kg/m3)水泥掺合料坍落度/mm养护方式抗压强度

/Mpa抗渗龄期

/d实际抗渗等级备注C:F:E:S:G:W:A3d28d1抗渗混凝土280:100:0:638:1158:170:6.0CA120即时带水养护22.743.43>P30用于剪力墙R7＝33.4MPa2抗渗混凝土340:60:0:713:1075:175:4.5AA120即时带水养护19.336.43>P30用于地下室3道路混凝土300:62:0:680:1210:150:5.79BA70即时带水养护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即时带水养护21.340.13>P30用于一般地面5大掺量粉煤灰混凝土292:138:0:665:1086:170:6.45AB190二抹后带水养护18.936.73>P30大体积.地下室.一般楼面.屋面6大掺量粉煤灰混凝土295:115:0:700:1047:180:6.5AA190二抹后带水养护15.331.14P24大体积.地下室.一般楼面.屋面7大掺量粉煤灰混凝土196:130:0:610:1305:143:1.63AA30即时带水养护15.530.97P24探索试验R7＝21.4MPa8大掺量粉煤灰混凝土196:130:0:610:1305:140:1.63CB40二抹后带水养护25.945.13>P30探索试验R7＝34.8MPa9大掺量掺合料混凝土172:258:0:698:1093:150:6.45CD180二抹后带水养护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带水养护19.338.33>P31一般楼面梁板11泵送混凝土300:90:0:700:1060:185:6.5AAB200二抹后带水养护18.235.23>P30一般楼面梁板A+B=45+45=9012普通混凝土336:60:0:632:1122:190:3.96AA150二振后带水养护24.044.63>P30结构柱13膨胀混凝土285:84:50:688:1052:185:6.6BA190二抹后带水养护23.845.43>P30后浇带.加强带14膨胀混凝土265:97:27:720:1052:180:7.1BA190二抹后带水养护21.741.93>P30屋面结构层15高强混凝土330:150:0:732:1106:135:7.2BD210即时带水养护49.680.63>P30D=A+B+C＝50+50+50=150注：1.配合比一栏：F——掺合料；E——膨胀剂；A——缓凝减水剂，液体，含固量30％2.水泥一栏：A——大雁32.5P.O水泥；B——粤秀42.5P.Ⅱ水泥；C——粤海水泥3.掺合料一栏：A——云浮电厂低钙Ⅱ级粉煤灰；B——珠海电厂高钙Ⅱ级粉煤灰；C——柳州钢铁厂矿渣粉4.养护方式一栏：表中为第一天养护方式，1d脱模后浸水养护至抗渗龄期.环境气温大于15℃当前第41页\共有83页\编于星期五\10点表2：厦门鸿铭建材试验室的科研对比试验数据（抗压与抗渗）序号强度等级配合比（单方材料用量kg/m3）建福水泥p.o42.5后石Ⅱ级粉煤灰三钢矿粉S95胶凝材料总量花岗岩碎石机制砂用水量科之杰聚羧酸减水剂广州三骏CTF增效剂掺合料比例%水胶比1C30219915536510417851703.6540.00.4662C30T197915534310678051613.652.0642.60.4693C35227945737810597671683.7839.90.4444C35T204945735510867871603.782.1342.50.451序号强度等级抗压强度（Mpa）抗渗等级备注R3R7R28R60保湿养护7天自然养护7天保湿养护：试件成型抹面后，随即带模放置于标养室并覆盖薄膜，拆模后用钢丝刷刷去两端面的水泥浆膜，继续养护到7天后，取出试验。自然养护:试件置于室外露天，每天喷洒几次水，养护7天。1C3021.342.245.4P292C30T16.324.242.346.5P313C3526.745.052.6＞P31P84C35T18.028.543.554.0＞P35P11当前第42页\共有83页\编于星期五\10点表3：厦门鸿铭建材试验室的科研对比试验数据（抗压与抗渗）序号强度等级配合比（单方材料用量kg/m3）建福水泥p.o42.5后石Ⅱ级粉煤灰三钢矿粉S95胶凝材料总量花岗岩碎石机制砂用水量科之杰聚羧酸减水剂广州三骏CTF增效剂掺合料比例%水胶比1C252051004535010358131703.5041.20.4862C30210974835510597991653.5540.80.46534序号强度等级抗压强度（Mpa）抗渗等级备注R3R7R28R60保湿养护7天自然养护14天保湿养护：试件成型抹面后，随即带模放置于标养室并覆盖薄膜，拆模后用钢丝刷刷去两端面的水泥浆膜，继续养护到7天后，取出试验。自然养护:试件置于室外露天，每天喷洒几次水，养护7天。1C2522.0＞P30P32C3026.9＞P35P534当前第43页\共有83页\编于星期五\10点C25\C30抗渗试验小视频当前第44页\共有83页\编于星期五\10点C30，胶凝材料总量355kg，水胶比0.47，抗渗试件成型后，立即送入标养室，保湿养护3d，第四天开始做抗渗试验，抗渗等级大于P40.当前第45页\共有83页\编于星期五\10点三、工程实践最新成果•新观点形成3.6建立了高抗渗防裂的混凝土最新抗裂理念。混凝土失水后，总是先形成不可见孔隙缺陷，然后才形成不可见裂缝，总是先造成抗渗性能降低，然后才造成混凝土开裂。由此高抗渗就成为我们重要的防裂方法。混凝土要防裂就必须抗渗，不抗渗则难以防裂。当前第46页\共有83页\编于星期五\10点三、工程实践最新成果•新观点形成3.7

对收缩裂缝的控制，主要的不是减小或补偿混凝土的收缩，而是要控制混凝土的收缩内应力。•材料收缩理论：混凝土收缩—受到约束—产生收缩应力—混凝土开裂。（主动收缩）•应力收缩理论：认为连通的毛细孔隙缺陷才是收缩内应力产生的母体，而混凝土收缩是在收缩内应力地逼迫下所产生的（被动收缩）当前第47页\共有83页\编于星期五\10点约束条件下当前第48页\共有83页\编于星期五\10点三、工程实践最新成果•新观点形成3.8硬化混凝土的质量控制，应是以不可见裂缝和不可见孔隙缺陷为控制目标，而不是以往的以可见裂缝或可见有害裂缝为控制目标。（我国对无害裂缝的规定：有侵蚀性介质：；正常条件下无特殊要求：0.3-0.4mm)•从源头上控制裂缝产生，让混凝土得到正常的生长发育。是治病与防病的区别，

治标与治本的区别。

如何判断不可见裂缝和不可见孔隙缺陷得到有效控制？——看混凝土是否实现高抗渗。当前第49页\共有83页\编于星期五\10点当前第50页\共有83页\编于星期五\10点三、工程实践最新成果•新观点形成3.9

提出了完美湿养护的概念。提出了完美

湿养护的三大原则。所谓完美是养护就是

不失水的养护，不产生失水缺陷的养护

三大原则：

•湿养护开始时，混凝土表面不存在泌水缺陷

•湿养护开始时，混凝土表面不存在失水缺陷

•湿养护过程中（早期硬化过程中），

混凝土不出现失水缺陷当前第51页\共有83页\编于星期五\10点三、工程实践最新成果•新观点形成3.10

提出了混凝土配合比合理性的评价方法。完美湿养护条件下能够实现高抗渗的配合比，符合耐久性要求的配合比，才是合理的配合比。（必须满足混凝土的施工性能、力学性能和耐久性能要求，在此前提下同时考虑经济的合理性。）

•配合比仅考虑强度和经济性是不够的。

必须首先满足施工性能要求，混凝土耐久性已成为影响可持续发展的重大政治经济问题，务必予以足够重视。

当前第52页\共有83页\编于星期五\10点三、工程实践最新成果•新观点形成3.11

混凝土缺陷是影响耐久性的病根。提出了混凝土缺陷的分类方法。将湿养护结束以后混凝土可能存在的缺陷分为两类：

先天缺陷和后天缺陷。

先天缺陷是由于混凝土原材料质量不合格

或配合比不合理造成的，

后天缺陷是由于施工养护工艺不合理造成的。•

缺陷的主要表现形式是

连通的毛细孔隙以及可见与不可见裂缝当前第53页\共有83页\编于星期五\10点三、工程实践最新成果•新观点形成3.12

混凝土的体积稳定性仅从材料学的角度研究是不够的，应放到系统中去研究，从混凝土在环境中的体系平衡来把握。•体系平衡则体系稳定，混凝土体积才稳定；体系不平衡则体系不稳定，混凝土体积也不稳定。•混凝土缺陷就是体系中最主要的不平衡因素。失水缺陷产生收缩应力，有害介质进入缺陷产生膨胀应力，都会破坏体系平衡，使混凝土体积不稳定。•拌合水是维持体系平衡的重要元素。只有拌合水不损失，才能使混凝土实现高抗渗，没有失水缺陷，就没有收缩应力，才能使体系稳定，体积稳定。当前第54页\共有83页\编于星期五\10点四、混凝土收缩裂缝控制新技术4.1防裂总原则：防止拌合水损失•混凝土浇筑成型后，防止拌合水损失。•初凝前将失水缺陷彻底消除，

初凝之后防止拌合水损失。•注意混凝土可能存在不同的失水方式。

当前第55页\共有83页\编于星期五\10点四、混凝土收缩裂缝控制新技术4.2防裂的理论依据：高抗渗防裂

•水化产物填充理论

•体系平衡理论

•应力收缩理论

回答了高抗渗为什么可以防裂当前第56页\共有83页\编于星期五\10点四、混凝土收缩裂缝控制新技术4.3混凝土防裂施工湿养护的时间原则：湿养护7天，关键前3天，最关键第1天•

这一原则顺应了混凝土的生长发育规律，照顾了施工现场的可操作性。•这一原则是根据这一阶段混凝土两个最显著的特点提出来的：★混凝土失水最快★水化产物生长发育最快当前第57页\共有83页\编于星期五\10点四、混凝土收缩裂缝控制新技术4.4混凝土高抗渗防裂施工具体的操作方法：

完美湿养护

完美湿养护的概念，完美湿养护的三大原则•不局限于养护本身，还包含了施工工艺的合理性•凡能够有效防止失水、减少失水以及能够有效消除失水缺陷的技术措施和工艺措施，都属于完美湿养护的范畴。当前第58页\共有83页\编于星期五\10点四、混凝土收缩裂缝控制新技术

4.4

高抗渗防裂施工操作方法：

完美湿养护

判定施工养护工艺合理性的方法：以完美湿养护的概念、完美湿养护的三大原则进行判定。•不同的施工队伍可能有不同的施工养护方法。越接近完美湿养护（失水越少，缺陷消除越彻底），工艺越合理；越偏离完美湿养护（失水越多，缺陷消除越差），工艺越不合理。放任失水就是放任混凝土开裂。当前第59页\共有83页\编于星期五\10点四、混凝土收缩裂缝控制新技术

4.4

高抗渗防裂施工操作方法：

完美湿养护4.4.3

湿养护必须即时、及时和充分•即时、及时——符合完美湿养护的第一、第二原则。成型后即时，或初凝前消除缺陷之后即时，都是及时的。（以养护开始时，混凝土有无缺陷作为是否及时的判断）•充分——符合完美湿养护的第三原则。整个养护过程不失水，不出现失水缺陷，则养护是充分的。当前第60页\共有83页\编于星期五\10点四、混凝土收缩裂缝控制新技术

4.4

高抗渗防裂施工操作方法：

完美湿养护

必须重视二次抹压混凝土初凝前的一道施工工序。除非采用即时养护，否则二次抹压是必须的。

二次抹压的三大作用：

•消除失水缺陷，消除缺陷的收缩应力.

•表层混凝土重新密实成型，提高密实度.

•减缓混凝土内部后续失水，提高抗裂性.当前第61页\共有83页\编于星期五\10点四、混凝土收缩裂缝控制新技术

4.4

高抗渗防裂施工操作方法：

完美湿养护4.4.5二次振动或滞后振动的应用二次抹压难以消除的缺陷，建议采用二次振动或滞后振动，才能彻底消除缺陷及其应力，重新为硬化混凝土建立高平衡度的平衡体系，提高混凝土的体积稳定性。•二次振动或滞后振动都必须在初凝前，要掌握好适当时机。

滞后振动要严防漏振。当前第62页\共有83页\编于星期五\10点四、混凝土收缩裂缝控制新技术

4.4.高抗渗防裂施工操作方法：

完美湿养护

推荐几种防止蒸发失水的养护方法

大面积暴露面的混凝土，以防止蒸发失水为主•即时水养护：适宜面积较小、水胶比较小、早期强度较高容易实现高抗渗的混凝土。•二次抹压后立即覆盖保湿或蓄水养护。强调“立即”，覆盖物吸水性要好。蓄水养护宜先覆盖，后蓄水。•二次抹压后立即覆盖薄膜养护。养护质量不及吸水性良好的覆盖物，仍需派人浇水至“足水”或蓄水养护。当前第63页\共有83页\编于星期五\10点

二次抹压蓄水养护覆盖浇水当前第64页\共有83页\编于星期五\10点现浇楼板及时保水养护.mpg当前第65页\共有83页\编于星期五\10点四、混凝土收缩裂缝控制新技术

4.4

高抗渗防裂施工操作方法：

完美湿养护

应注意防止其他形式的失水•模板吸水：大面积模板如剪力墙等。•重力失水：直立构件或悬挂构件，如剪力

墙，柱，梁等。•热应力失水：如厚大结构混凝土的水化热。

不同形式的失水都会造成混凝土的收缩开裂，其原理与蒸发失水是一样的。当前第66页\共有83页\编于星期五\10点当前第67页\共有83页\编于星期五\10点五、针对某工程混凝土裂缝控制的建议

当前第68页\共有83页\编于星期五\10点5.1型钢混凝土组合结构的混凝土

墙体裂缝控制当前第69页\共有83页\编于星期五\10点C60自密实混凝土必须保证其流动性（填充性）、变形性与间隙通过性、抗离析性（稳定性）。建议：钢板两侧混凝土同时浇筑；钢筋定位，保证混凝土保护层厚度；木模在第二天可以松开，从上部缝隙处适当喷水，一周后再拆模。拆模后及时用塑料布或土工布继续充分保湿养护半个月以上。（该部位温度收缩应力是次要的，主要是防止干燥收缩和自收缩）当前第70页\共有83页\编于星期五\10点把土工布紧压在墙面上，保持湿润即可当前第71页\共有83页\编于星期五\10点5.2地下室外墙的裂缝控制建议：混凝土应具有抗腐蚀性能，按大体积混凝土设计，60天标养强度验收。因墙体混凝土受到温差应力和干缩应力的双重影响，又受到大底板的强大约束，长墙很容易开裂。水平钢筋应贯彻细而密的原则，养护既要保湿，又要保温，切记热墙不可浇冷水，防止急剧降温。适当延长养护时间。当前第72页\共有83页\编于星期五\10点5.3地下室大底板裂缝控制建议：大体积混凝土一定要