混凝土收缩裂缝控制及提高硬化混凝土质量的分析

摘要： 混凝土收缩裂缝的控制是长期困扰建筑界的技术难题。 作者在工程实践中对收缩裂缝进行了十多年的应用研究，提出了完美湿养护控制收缩裂缝的新方法，提出了高抗渗防裂的最新抗裂理念，取得了显著的防裂效果。 收缩裂缝的形成实际上是应力作用的结果，收缩裂缝的出现表明混凝土硬化不良。 本文介绍了以抗裂抗渗为核心的混凝土工程实践创新成果，表达了控制收缩裂缝及提高硬化混凝土质量的若干新理论、新观点和新技术。 指出实际施工中，普遍存在放任失水的现象，背离了混凝土正常生长发育的规律，背离了抗裂与抗渗不可分割的辩证关系，是长期以来混凝土工程裂与渗质量通病的根源所在。

关键词： 混凝土收缩裂缝；硬化质量；失水通道；内应力；完美湿养护；高抗渗防裂

0 前言

收缩裂缝的控制被认为是长期困扰建筑界的技术难题。现在我们认为，收缩裂缝是可以控制的，而且也不难控制，关键是防裂观念要转变。以往认为收缩裂缝是混凝土的收缩造成的，收缩是混凝土的材料特性。混凝土的收缩增大，就容易开裂。抗裂技术着力于减小、补偿或抑制混凝土的收缩。作者在减小或补偿收缩的抗裂实践中经历了曲折，不得不改变防裂方向，并取得了显著的防裂效果。由此作者认为，质量优良的硬化混凝土应该是“无裂缝”、“零缺陷”的混凝土，应该有很高的抗渗性。混凝土抗渗性能降低以及早期裂缝的产生，是因为配合比和施工养护工艺可能都不够合理，背离了混凝土的生长发育规律和硬化规律的结果。这些新的观点是在工程实践中产生的。

1 产生新观点的技术背景

1997年公司投产之初，泵送混凝土频发的早期开裂现象，其普遍性和严重性出人意料，引起业界和社会的广泛关注。业界一致认为早期开裂是混凝土收缩过大造成的。减小收缩或补偿收缩就成为当时防裂的主方向。但不管配合比如何变化，早期裂缝总是难以控制，仍然是社会反映强烈的突出问题。已有文献资料找不到针对性的解决方法。于是作者对早期裂缝的形成过程做了长时间的跟踪观察。逐渐发现裂缝形成的一些规律。根据这些规律，作者判断，早期裂缝的形成乃混凝土失水所致。

于是与施工单位一起作了试验：混凝土初凝前，二次抹压之后立即覆盖湿麻袋并接着浇水，防止混凝土失水。试验立即见到成效：混凝土没有开裂。后来的多次试验也都没有开裂，即使坍落度很大，防裂作用也很明显。在上级主管部门的大力支持下，防止失水的防裂方法，逐步得到推广，早期裂缝得到了有效的控制[1,2]。事实表明，混凝土的早期开裂确乃失水所致。

要求覆盖物相互衔接，并且要“饱水”，才能防止混凝土失水。但实际施工中为了省钱、省时、省工，很难做到，因此开裂仍时有发生。于是作者进一步思考：覆盖只是减少了失水，还不能避免失水。“避免失水”是否比“减少失水”有更好的防裂效果呢？作者想到了即时水养护。只有即时水养护，才能避免混凝土失水。作者从理论上分析了即时水养护的可行性。1998年的上半年，花了半年多的时间作了即时水养护的各种试验，效果都很好，硬化很正常，强度也很正常。即时水养护于1998年8月首次应用于泵送混凝土现浇楼面板并取得成功，硬化正常，没有发现任何可见裂缝。此后即时水养护多次在工程中应用，包括大型承台、地下室底板和楼面板等，无一开裂。实践表明，“避免失水”确实比“减少失水”有更好的防裂效果。

作者同时也作了混凝土的抗渗试验研究。在以往的科研、教学和质检工作中，曾经发现混凝土的抗渗性能波动很大。混凝土公司刚刚成立的时候，即带领试验人员作了大量的抗渗试验，目的是为了保证今后可能大量施工的地下室等防水工程的质量。由于当时试验室和标准养护室都在建设中，临时试验室无保温保湿设施，混凝土的抗渗等级大起大落，较以往波动更大[1]。作者曾为之困惑不已，也倍感压力。抗裂问题基本解决之后，作者突然想到：抗渗等级波动如此之大，莫非也是因为混凝土失水所致？接下来的试验证实了作者的推断。抗渗试件成型后立即养护，或二次抹压后立即养护，防止混凝土失水，混凝土的抗渗等级都达到了P30级以上的高抗渗[1]。

由于即时养护，作者在混凝土抗裂、抗渗的应用研究中取得了重大进展，突破了以往抗裂、抗渗的传统理念，明确并树立了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观念。即时养护是工程应用系列研究成果以及新观点形成的起点。

塑性收缩

混凝土浇筑后，一直存在蒸发现象，即使空气湿度特别大（只要湿度小于100%），当混凝土表面蒸发速度大于混凝土泌水速度时，便会产生收缩，因为发生在混凝土的塑性阶段所以被称为塑性收缩。当塑性收缩产生的应力大于混凝土自身抗拉力时就会引起塑性开裂，混凝土初凝前不具备强度，微弱的收缩拉力都会造成混凝土产生裂缝。

在干燥的环境中，再加上风和高温的作用，混凝土如果不能及时养护，一直处于失水状态，在面积的工程部位，如道路、地坪、楼板等，更容易失水产生裂缝。混凝土浇筑前对模板和垫层进行湿润或刷油处理，浇筑完成后即采用密封保水方法对混凝土进行养护，如遇高温或大风天气，浇筑完成后立即进行覆膜覆盖、洒水养护，并适当延长对混凝土的养护时间。不能进行覆盖养护的应及时对混凝土表面进行抹压，消除泌水通道，弥合已经形成的裂缝，但应注意避免抹压过度，使结构形状改变。此外，混凝土沉降引起的裂缝通常也是塑性开裂的一种，一般发生在混凝土坍落度偏大，匀质性差时容易出现。如混凝土浇筑、发生分层、离析现象，混凝土骨料下沉过程中受到钢筋的阻挡造成钢筋上方仅剩砂浆，钢筋上方混凝土过薄就容易产生塑性沉降顺筋裂缝。

自收缩

自收缩是指混凝土或其他水泥基材料在恒温密封条件下，在表观体积或长度上的减小。混凝土初凝后，内部的水分虽然难以向外部散失，但随着水化的进行混凝土内部的水分逐渐降低导致毛细孔液面形成弯月面，使毛细孔压升高而产生毛细孔负压，引起混凝土的自收缩。随着高效减水剂的使用，混凝土水胶比的大幅度降低，混凝土的自收缩现象越来越引起人们的关注，已经不可忽略。抑制自收缩的手段通常有加强养护，使用减缩剂，掺入矿物掺合料，选用低C3A、C4AF和高C2S的水泥可以降低自收缩。

干燥收缩

干燥收缩是混凝土停止保湿养护后，在干燥的空气中由于水分散失引起的不可逆收缩，随着相对湿度的降低，水泥浆体的干燥收缩逐渐增大。一般认为，干燥收缩发生在混凝土硬化后，随着湿度进一步降低引起水泥浆体开始失去较小毛细孔中的水，在毛细孔中形成弯液面对硬化浆体产生负压会引起收缩，引起干燥收缩的主要是物理吸附水的散失。一般来说，混凝土干燥收缩的大小受环境、水泥用量和品种、水胶比、外加剂、矿物掺合料品种和掺量、砂率及骨料的种类影响。

温度收缩

水泥水化是放热反应，而混凝土的导热性差，造成内外温度存在差异，在物体热胀冷缩的特性下，在不同的部位导致体积变化的差异，当这种体积变形差异所引起的拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时，会产生收缩开裂。一般情况下，混凝土的温度收缩与其本身及各成分的热膨胀系数、内部温度和降温速度等因素有关。对于热传导差的大体积而言，如果不采取保温措施，当混凝土外部接近环境温度时，内部温度可能仍处于高温或上升阶段，此时的混凝土内部高温膨胀，外部降温收缩，限制内部膨胀。混凝土内外温度变化不同产生的收缩（膨胀）也不同，使得毛细孔水的表面张力随着温度下降而增大，孔壁受到的收缩力增大导致水泥石的收缩。混凝土、浆体、骨料和混凝土内部的毛细孔水的热膨胀系数的差别造成混凝土在降温的过程中产生局部温度应力，从而会引起混凝土内部的微裂缝。

化学收缩

化学收缩是指水泥水化后引起的体积收缩，化学收缩伴随着水化反应产生，理论上说硅酸盐水泥浆体完全水化后体积将减缩7%～9%。在水泥硬化的不同阶段，化学减缩通过不同的方式表现。在水泥硬化前，水化生成的固相体积填充了先前水分占据的空间，使水泥石密实，此阶段混凝土仍然是塑性状态，化学减缩通过宏观体积减小的方式表现。在水泥硬化后，混凝土具有一定的弹性模量而不能轻易产生宏观体积收缩，化学减缩以形成内部孔隙的方式表现。因此，化学减缩在硬化前不影响混凝土塑性阶段的性质，硬化后则随水胶比的不同形成不同孔隙率而影响混凝土的各种力学性质（如强度）和非力学性质（如渗透性）。

碳化收缩

混凝土的碳化作用是指大气中的CO2在有水分存在的条件下与混凝土中的水化产物Ca（HO）2发生化学中和反应生成CaCO3等产物，碳化作用引起的体积变小称为碳化收缩。

碳化速度取决于混凝土的含水量、混凝土孔溶液的pH值、环境相对湿度以及空气中CO2的浓度。混凝土内部的碳化作用只在合适的相对湿度（约50%）下才会比较快地进行。这是因为相对湿度过高（例如相对湿度100%时），混凝土孔隙中被水分充满，CO2很难通过孔隙扩散至水泥反应产物中去，而且水泥石中的Ca2-会通过水分扩散到混凝土表面，并且快速碳化生成CaCO3把空隙堵塞，使得碳化作用难以进行，故碳化收缩较小；相反，相对湿度过低时（例如25%时），由于碳化作用需要水分，而此时孔隙中没有足够的水分，碳化作用也不易进行，碳化收缩相应也较小。

3 混凝土收缩裂缝控制的新观点

（1）混凝土收缩裂缝的控制，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。

传统的收缩理论认为，收缩是混凝土的材料特性，混凝土收缩是造成收缩开裂的主要原因。要控制收缩裂缝，主要方法是减小、补偿或抑制混凝土的收缩。这一理论我们可称之为材料收缩理论。按照材料收缩理论，混凝土的收缩受到约束，便会产生应力，当收缩应力大于混凝土的实时抗拉应力时，混凝土便会开裂。而没有约束的收缩称为自由收缩，自由收缩混凝土是不会开裂的。按照材料收缩理论，混凝土的收缩形成在先，应力产生在后，混凝土的收缩属于主动收缩，因此采用减小收缩或补偿收缩的防裂方法，理论上是合理的。

以往人们对混凝土的收缩规律进行了大量的研究，报道了很多造成收缩增大的原因，容易造成收缩开裂。但是，“收缩造成开裂”却很难解释实际工程中的一些现象：同一个搅拌站生产的混凝土，原材料和配合比都相同，坍落度也相同，同一天施工，其收缩值应该相同，为什么有的工地开裂了，而且开裂比较严重，而有的工地却完全没有开裂呢？为什么收缩小（坍落度小）的混凝土开裂了，而收缩大（坍落度大）的混凝土反而没有开裂呢？为什么补偿收缩的混凝土开裂了，而没有补偿收缩的混凝土反而没有开裂呢？这些现象不是个别的偶然现象，而是在不同的施工队伍中比较容易出现的现象。

作者在搅拌站成立之初的抗裂实践中，对这些现象也深感困惑。直到后来明确了早期裂缝是因为混凝土失水过多所致，并对这一机理进行了深入研究，才重新认识了混凝土收缩裂缝形成的全过程，如图1[5]所示。

图1明显表示，收缩裂缝形成过程中，是收缩应力形成在先，混凝土的收缩产生在后，是应力迫使混凝土收缩。因此混凝土的收缩是被动的，而不是主动的。如果把这种收缩理论称为应力收缩理论，其与材料收缩理论最大的不同点是收缩与收缩应力孰先孰后的问题。应力收缩理论认为应力是造成混凝土收缩开裂的主要原因，只有找到应力源，采取有效措施消除或减小应力的产生，这才是最有效的防裂方法。

（2）控制混凝土的收缩裂缝，应是以不可见裂缝和不可见孔隙缺陷为控制目标，而不是以可见裂缝或可见有害裂缝为控制目标。

长期以来，对硬化混凝土的质量评估，都是以可见裂缝或可见有害裂缝为控制目标。只要不出现可见裂缝，或可见裂缝比较轻微，在“无害”范围内，就认为硬化混凝土的质量很好。但大量的工程现实表明，以可见裂缝或可见有害裂缝为控制目标，就很难控制不出现可见裂缝，很难将裂缝控制在“无害”的范围内。

从高抗渗防裂的角度，硬化混凝土即使没有发现可见裂缝，也不能说明它的质量是好的。混凝土浇筑成型后及硬化阶段如果不能有效防止失水，混凝土表面和内部都存在大量连通的毛细孔隙缺陷，使混凝土的抗渗性能降低；由于毛细孔的应力作用，或已经产生不可见裂缝。这些失水缺陷在混凝土内积蓄着内应力，混凝土的体系成为不稳定的体系。连通的毛细孔隙和不可见裂缝，将加剧混凝土的中后期失水，产生新的应力，前后应力叠加，不可见裂缝很容易扩展成为可见裂缝。工程中很多混凝土养护结束时没有开裂，但半个月以后，或一两个月以后陆续出现裂缝，就是这个道理。

混凝土的可见裂缝是由不可见裂缝扩展而来的，不可见裂缝又是由连通的毛细孔隙缺陷产生的收缩应力引发的。要控制混凝土的可见裂缝，就应控制不可见裂缝的形成；要控制不可见裂缝的形成，就应控制连通的毛细孔隙缺陷。这就是从源头上控制的防裂方法。高抗渗的实现，表明混凝土中的毛细孔隙已经被水化产物切断，使之成为对外封闭、各自独立的孔，或极少连通的孔，从而消除或极大地减小了收缩应力产生的条件，大大提高了混凝土的抗裂能力。

（3）在学术界和工程界最先明确提出了“混凝土配合比的拌合用水在混凝土浇筑密实成型后不可以损失”的学术观点。

混凝土配合比的拌合用水是混凝土的重要组成部分，它在混凝土中有三大作用：①胶凝材料水化反应的需要；②拌合物施工流动性的需要；③维持混凝土体系的平衡，保持混凝土体积稳定的需要。前两个作用人们已经十分熟悉，但后一个作用还未引起人们的注意，尚未得到重视。

以往观念认为，由于硅酸盐水泥完全水化的理论水灰比只有0.227，实际工程中的混凝土配合比，现场搅拌的普通混凝土的水灰比一般在0.5以上，现在的商品混凝土、高性能混凝土的水胶比一般也在0.3以上，多余的水完全是施工流动性的需要。因此，混凝土密实成型以后，这多余的水势必会蒸发出来，造成混凝土中大量的毛细孔隙缺陷的存在是难免的，正常的。

这一观念的形成是因为对混凝土的生长发育规律缺乏研究、尚未摸清混凝土的硬化规律的结果。正是由于混凝土失水，连续的失水在混凝土中形成失水通道，成为收缩内应力产生的母体，混凝土收缩。大量的失水通道在混凝土内积蓄着很高的应力，使混凝土体系成为不稳定的体系，混凝土的体积也因此变得不稳定。拌合水损失是混凝土抗渗性能降低和收缩裂缝形成的直接原因。因此，拌合水在混凝土密实成型以后不可以损失。混凝土不失水，水化产物才可以将充水空间完全填充密实，使混凝土实现高抗渗。高抗渗混凝土内部缺陷小，内应力小，混凝土体系就成为稳定的体系。

（4）施工中要严控拌合水不得损失，不应放任混凝土失水。

混凝土失水就会产生缺陷，缺陷的严重程度视乎失水的多少。要实现硬化混凝土的“零缺陷”，从浇筑成型开始，严控拌合水不得损失。对失水的混凝土，初凝前必须采取有效措施将缺陷彻底消除，之后防止混凝土继续失水，就可以很好地防裂，实现“零缺陷”。

现在实际工程中普遍存在放任失水的现象，导致混凝土收缩裂缝问题“剪不断，理还乱”。很多施工单位仍采用浇水养护，这是典型的放任失水现象。每天浇水3~5次，不利的气候环境下，其保湿时间大约只有2~3小时。假如这段时间内混凝土不失水，那么每天有超过20小时混凝土都处于失水状态，这就是商品混凝土推广之初早期裂缝频发的直接原因。现在浇水养护次数增加了，时间延长了。但浇水养护不能有效防止拌合水损失，早期裂缝总难以控制。气候与环境条件不同，失水的程度不同，裂缝也时轻时重。

为了防止失水，建议采用覆盖或蓄水养护的方法。覆盖物最好有良好的吸水性，并且相互衔接，养护过程中覆盖物要“饱水”（脚踩覆盖物有水流淌），才能有效防止失水。如果混凝土已经失水，则初凝前必须采取二次抹压或二次振动工艺，将失水缺陷彻底消除，紧接着对混凝土立即加以覆盖。抹压覆盖完成后，也可以蓄水养护。只有这样严密操作，才能有效防止混凝土失水，收缩裂缝才能得到有效控制。

我们明确拌合水损失是收缩裂缝产生的主要原因，因此要注意混凝土浇筑成型后的失水方式。混凝土可能存在不同的失水方式，同一构件甚至可能存在多种失水方式。对于暴露面大的混凝土，失水的主要方式是蒸发失水，按照上述方法操作即可以防裂。对于剪力墙、结构梁等直立薄壁构件或悬挂构件，除了蒸发失水外，还存在模板吸水、重力失水等失水方式［5］，并且在混凝土硬化前，其主要的失水方式为后二者。采用低坍落度、避免混凝土泌水离析是防止重力失水的有效方法。消除模板吸水和重力失水所形成的混凝土缺陷，最好采用初凝前的二次振动。模板吸水和重力失水造成的混凝土缺陷，同样在混凝土中积蓄着应力，是很多施工单位反映对剪力墙的养护很到位，但剪力墙还是要开裂的重要原因。对于厚大结构的大体积混凝土，还要注意水化热的热应力将加速混凝土的失水。大体积混凝土防止失水、防止开裂最好的养护方法是对混凝土采取即时水养护或二次抹压覆盖完成后立即蓄水养护。

实际施工中，判断一种养护工艺是不是合理，能不能有效控制混凝土的收缩开裂，就看是不是能够有效防止混凝土失水，是不是能够有效将失水缺陷彻底消除。凡能够有效防止混凝土失水和彻底消除失水缺陷的方法和措施，都属于完美湿养护的范畴。

（5）要遵循裂缝控制的完美湿养护时间原则。

完美湿养护的时间原则是：“湿养护7天，关键前3天，最关键第1天”。这一原则是从工程实践中总结出来的，也符合胶凝材料的水化硬化规律。这一原则对于混凝土的早期裂缝控制非常重要。因为浇筑后的第1天，是混凝土的充水空间刚刚开始被水化产物填充、但还远没有被完全填充、最容易失水的一天。如果放任失水，混凝土就可能因失水过多，形成严重的缺陷。如果第1天的失水缺陷过于严重，那么1天之后的养护不管再怎么充分，实际上已很难弥补；同时，第1天也是水化产物生长发育最快的一天，第1天不失水，不发生水的迁移，就给水化产物切断毛细孔通道、实现充水空间的完全填充创造了条件。所以第1天一定不能够失水，是收缩裂缝控制最关键的一天。混凝土在正常硬化温度下，3d强度一般可达28d强度的40%~60%左右，如果配合比合理，混凝土3d就可以实现高抗渗，表明前3天是混凝土水化产物生长的极盛时期。这期间混凝土不失水，其充水空间就容易被水化产物完全填充密实，使混凝土实现高抗渗，同时取得显著的防裂效果。所以提高硬化混凝土质量关键是前3天。一定要采取有效措施，防止拌合水损失。7d强度一般为28d强度的65%~85%，如果能维持混凝土7d不失水，混凝土将更密实，高抗渗的可靠性提高，混凝土的耐久性质量也进一步提高。

（6）不是防渗必须抗裂，而是防裂必须抗渗。

抗裂防渗，是从材料学的角度，通过提高混凝土的抗裂能力而达到防止渗漏的目的。这种观点认为，混凝土的抗渗性能再好，一旦开裂，混凝土也就失去了整体防水功能。因此，要提高混凝土的防渗能力，就必须提高它的抗裂能力。“抗裂是抗渗的前提”，“抗裂比抗渗更重要”。这一观点的形成，是因为人们尚未认识混凝土的抗裂与抗渗之间存在着联系，抗裂与抗渗被割裂的结果。抗裂不抗渗，由于混凝土抗渗性能降低，混凝土内部存在着大量连通的孔隙缺陷，这些连通的孔隙缺陷就成为收缩内应力产生的母体。由于内应力的产生和积蓄，使收缩裂缝的控制变得困难。只有通过高抗渗才能切断毛细孔通道，消除或极大地减小收缩内应力产生的条件。所以高抗渗防裂认为，混凝土要防裂就必须抗渗，不抗渗则难以防裂。

（7）膨胀混凝土也必须要实现高抗渗才能防裂。

膨胀混凝土的应用，是在混凝土中加入膨胀组分，使混凝土在硬化期间产生一定的膨胀，以抵消或补偿混凝土的收缩，得到一种无收缩或收缩很小的混凝土，借此提高混凝土的抗裂能力。从其应用原理来看，显然是服从于材料收缩理论。但膨胀混凝土使用过程中也不乏开裂的案例，应用材料收缩理论很难做出合理的解释，因而也很难提高人们对膨胀抗裂的信心。实际上，膨胀混凝土也服从高抗渗防裂的规律，膨胀混凝土也必须要实现高抗渗才能防裂。如果膨胀混凝土浇筑成型以后拌合水损失，同样存在失水通道，存在连通的毛细孔隙缺陷，存在内应力。失水越严重，内应力积蓄越高，膨胀混凝土就很难逃脱开裂的命运了。因此，膨胀混凝土也需要完美湿养护。只有实行完美湿养护，膨胀混凝土才能实现高抗渗，才能发挥它的抗裂作用。

（8）混凝土的体积稳定性仅从材料学角度研究是不够的，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。

人们都很重视混凝土的体积稳定性，认为混凝土之所以容易收缩，容易开裂，是因为混凝土的体积不稳定。如果体积稳定，混凝土的抗裂能力就强，不容易开裂。这是从材料学的角度研究混凝土的材料特性。

实践表明，混凝土的体积稳定性仅从材料学的角度研究是不够的。这种研究只注意了环境影响的结果，没有注意环境影响的过程，而不同的过程其结果可能是不一样的。例如，一般认为，高性能混凝土拌合物的体积稳定性较好，但是高性能混凝土失水后也容易发生早期开裂。同样的混凝土，失水则裂，不失水则不裂，怎么评定它的体积稳定性呢？混凝土的体积是否稳定，实际上是混凝土在环境中的体系平衡问题。体系平衡，体积才能稳定。处于平衡状态的混凝土，失水后，缺陷产生内应力，使体系偏离原来的平衡，体系开始变得不稳定。失水越多，缺陷越严重，内应力积蓄越高，体系越不稳定，由此混凝土的体积也越不稳定。同样地，存在连通缺陷的混凝土，环境有害介质容易侵入混凝土内部，使水化产物受蚀变质，产生膨胀，膨胀应力也将干扰体系的平衡，混凝土体积变得不稳定，容易发生膨胀变形而破坏。如果在混凝土的生长发育阶段实现高抗渗，就不存在连通的孔隙缺陷，最大限度地减小了收缩内应力的产生，混凝土体系就成为良好的平衡体系。体系稳定，混凝土体积也就稳定，由此混凝土的抗裂能力得到增强。

所以，要保持混凝土体积的稳定，不仅仅是混凝土材料本身的体积稳定问题，重要的是实现高抗渗，提高体系抗不平衡因素干扰的能力，保持混凝土在环境中的体系平衡，才能保持混凝土体积的稳定。

（9）混凝土中后期的收缩裂缝控制，同样要通过高抗渗来进行防裂。

混凝土中后期的抗裂能力，与早期的抗渗抗裂能力密切相关。早期实现了高抗渗的混凝土，没有裂缝，没有连通的孔隙缺陷，内部应力小。高抗渗大大减缓了中后期拌合水的损失。中后期失水少，产生的应力也小，前后叠加的应力就很小，由此大大提高了混凝土中后期的抗裂能力。早期抗渗性能差的混凝土，存在大量连通的毛细孔隙缺陷，或者还存在可见与不可见裂缝，混凝土内积蓄着很高的应力。这些裂缝和孔隙缺陷又加剧了中后期拌合水的损失。中后期损失的拌合水，主要为附着水、层间水和结晶水，同样会引起混凝土的充水空间变形，产生内应力。因此，抗渗性能差的混凝土，前后的应力都大，由于应力的叠加，混凝土中后期的开裂就很难避免了。

所以，混凝土配合比的拌合用水，在混凝土的生长发育早期不可以损失，在混凝土的中后期同样不可以损失。要提高混凝土中后期的抗裂能力，首先要提高其早期的抗裂能力，在混凝土的硬化期间实现高抗渗。其次，要保持混凝土在中后期始终处于高抗渗的状态。最好对混凝土表层利用特种材料进行封闭处理，或对混凝土外加保护层，以阻止内部拌合水的损失及外部环境介质的侵入。致密的外层及后续水化产物对充水空间的不断填充，使混凝土长期处于高抗渗的状态，混凝土的体系就成为长期稳定的、具有高平衡度的平衡体系，将大大提高混凝土中后期收缩裂缝的控制能力。

1.3 裂缝的处理原则及预防措施

著名的混凝土裂缝控制专家王铁梦教授主张综合采取 “放”与“抗” 来处理混凝土裂缝。其观点主要表现为：

1） 针对约束应力或约束变形，设变形缝等释放约束应力，创造条件使结构有变形的机会，采用“放”的方法解决。 “放”是降低作用的效应，设计和施工中可采用的方法包括永久性变形缝、跳仓施工、后浇带、柔性连结、桥梁铰结节点、滑动层和保温保湿养护等。

2） 针对混凝土的抗拉强度或极限拉伸，提高混凝土的抗拉强度和极限拉伸，用抗的方法解决 。抗是提高材料的抗裂能力。通过纤维增强法、预应力法等也可提高混凝土抗裂能力。

3）工程师的全部艺术是把裂缝控制在无害范围内，并将无害裂缝减少到最低限度。

4）裂缝是不可避免的，但是其有害程度是可以控制的。控制裂缝的原则是“防裂于未然”为主，处理为辅。

预防混凝土裂缝的措施主要包括下面几个方面：

1）、 设计方面 ：应充分考虑承载力、变形、使用环境等因素进行设计。可采用纤维混凝土、预应力混凝土、设置后浇带、合理布置钢筋、设计滑动层、伸缩缝、跳仓施工等方式来减少裂缝的出现机率。

2）、 材料方面 ：应根据工程性质选择胶凝材料种类，严格控制各种原材料的质量，尽量采用较大粒径的粗骨料和较小的砂率，配合比应严格控制水泥用量、水灰比、坍落度、用水量、泌水量和含气量等指标，选择合适的外加剂等。

3）、 施工方面 ：应根据周围环境变化、施工要求、施工质量等建立有效的养护制度，加强养护并克服养护时间与工期要求的矛盾；科学地制订裂缝控制标准，合理选择施工进度，对出现的裂缝进行科学的处理；严格控制现场混凝土水灰比、坍落度等。

5 结语

（1）混凝土的产品质量最终体现为硬化混凝土的质量。质量优良的硬化混凝土应是“无裂缝”、“零缺陷”的混凝土。混凝土抗渗性能降低以及早期裂缝的出现，表明混凝土发育不良，硬化不良。裂缝控制问题，说到底是混凝土的硬化技术问题。应对水化产物对混凝土充水空间的填充规律作深入研究，摸清混凝土的硬化规律，才能真正掌握混凝土的硬化技术。

（2）应在实际工程中全面实现混凝土的高抗渗，利用高抗渗进行防裂。高抗渗的实现，表明混凝土的不可见裂缝和不可见孔隙缺陷都得到有效控制，使硬化混凝土“无裂缝”、“零缺陷”成为可能，从而最大限度地控制了混凝土收缩开裂。高抗渗的混凝土体系，内部应力小，平衡度高，抗不平衡因素干扰能力强。这样的混凝土体系稳定。体系稳定，体积才能稳定，如此便大大提高了混凝土的抗裂能力。

（3）材料收缩理论把混凝土的收缩分成若干种，造成收缩增大的原因更是繁多，难数其详。这些研究对于了解混凝土的收缩规律是很必要的，但很难针对性地用于解决工程实际问题。减小或补偿收缩应用了多少年，始终难以根治混凝土工程的裂与渗。高抗渗防裂则认为，收缩是应力作用的结果，应着力减小应力而不是收缩，并把拌合水损失看成是收缩开裂的总源头，因为失水通道是收缩内应力产生的母体。工程实践表明，只要有效防止拌合水损失，就可以有效防止开裂。这样就实现了混凝土抗收缩开裂复杂问题简单化。

（4）混凝土收缩裂缝的控制之所以成为长期困扰建筑界的技术难题，是因为施工中混凝土浇筑成型后，普遍存在放任失水的现象，背离了混凝土的生长发育规律，背离了抗裂与抗渗不可分割的辩证关系，使混凝土得不到正常的生长发育。只有在理论上树立拌合水在混凝土成型后不得损失的观念，实际施工中严控拌合水损失，才有可能使混凝土工程裂与渗的质量问题得到根治。如此，混凝土耐久性的质量也会大大提高。

（5）混凝土实现高抗渗必须满足的三个基本条件，反映了配合比和施工养护工艺的合理性。换言之，只要配合比和施工养护工艺都合理，我们就可以得到质量优良的硬化混凝土，可以全面提高建筑质量，促进国民经济的可持续发展。