王元男 2023年12月出生教授級高工瀋陽市和平南大街88號 110015
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了內部混凝土的繼續變形。反之內部混凝土的變形也拉動硬化層的變形，由於未硬化的混凝土的變形快，當變形達到一定的程度，表層硬殼被拉裂，這種塑性開裂往往發生在混凝土澆築後2-3小時內。
2.2 影響混凝土早期塑性裂縫的因素
（1）養護：潮濕養護可有效控制早期的塑性開裂，塑性收縮的速度和收縮量大小隨著周圍環境相對濕度的降低而增加。
（2）水膠比：單位體積混凝土的水泥用量相同時，水膠比愈大則收縮也愈大。
（3）膠凝料總量：增加膠凝材料用量，塑性裂縫的總數量增加。
（4）砂灰比：砂灰比為2.0時是臨界值，大於2.0時平均開裂面積少，當砂灰比小於1.5時平均開裂面積迅速增加。
（5）砂和砂率：砂的細度對裂縫有一定的影響，砂率越大，收縮開裂越嚴重。（砂子越細則石子體積用量越大，因為砂率小時容易產生泌水和離析；砂率較大時、則加快坍落度損失。
混凝土拌合物的合理砂率：在用水量和水泥用量一定的情況下，能使混凝土拌合物獲得最大流動性，且能保持粘聚性。密實的混凝土應該是砂子填滿石子空隙，水泥漿包裹住砂石並填滿砂子的空隙，以達到最大密實度。
若砂子過少，則石子空隙的一部分，將用水泥漿填充，這樣將增加水泥用量，是不經濟的；砂子過少，沒有足夠的砂漿對石子進行潤滑作用，勢必加大內摩擦，降低混凝土的流動性，造成操作困難。而且由於水泥砂漿的粘滯性降低，石子容易分離，造成離析現象。但砂子過多，增大砂的表面積，就需要水泥漿包裹，同樣也要增大水泥用量。
在施工中多用中用粗砂而不用細砂，就是因為細砂粒徑小而表面積大及含土量大的緣故。而且砂率過大粗骨料減少，還會引起混凝土強度降低。合適的含砂率應是石子、砂、水泥漿互相填充，使混凝土既能達到最大密實度，又能保證最少的水泥用量。
實踐證明，含砂率一般在30%~38%左右。但由於影響砂率的因素很多，需要根據石子的形狀、粒徑、孔隙率和砂子的品質及水灰比的大小、混凝土和易性等因素，進行試驗和調整，而不能僅靠計算來解決。）
3、 減縮劑作用機理
美國、日本等發達國家，自二十世紀八十年代以來，主要通過研製和應用減縮劑（shrinkage-reducing agent）來降低混凝土的自身收縮，獲得了多項專利，並被公認為是裂縫控制的最有效措施之一，根據毛細管張力理論，減縮劑的主要作用機理是降低混凝土孔隙水的表面張力，從而減小混凝土的收縮。
混凝土漿體中存在孔隙，這些孔隙的逸散是造成收縮開裂的原因。由於自然環境和水化水泥中毛細孔內部的水面下降，液面的曲率變大，導致表面張力增大，同時又對毛細管管壁產生壓力，所以，在毛細孔水分蒸發的過程中，混凝土漿體始終處於不斷增強的壓縮狀態中，導致混凝土的表觀體積減小，出現裂縫，毛細孔失水示意圖如下。因此，如何降低毛細管液體的表面張力對混凝土的收縮開裂極為有利。
毛細孔失水示意圖
減縮劑主要就是降低孔隙水的表面張力，從而減小毛細孔失水時產生的收縮應力。另一方面，化學減縮劑能增大混凝土中孔隙水的粘度，增強了水分子在凝膠體中的吸附作用，進一步減小混凝土的收縮值。
4、 減縮劑的研製
混凝土減縮劑化學組成主要是由聚醚或聚醇類有機物或它們的衍生物組成,通式可用r1o(ao)nr2或q[(oa)por』]x表示，r可為h基、c1~c12烷基、c5~c8環烷基或苯基，強調以c3~c5烷基為好；a為碳原子數2~4的環氧基、c5~c8烯基，或上述兩種不同碳原子數的官能團的組合；q為c3~c12的脂肪烴官能團；n、p、x為聚合度，n=1~80，p=0~10，x=3~5。
為了降低生產成本以及提高減縮劑的效能，因此複合型減縮劑具有顯著的優點。我院新研製成功了一種高效能抗裂減縮劑—lj減縮劑，該抗裂減縮劑具有低鹼、低摻量、與水互溶等特點，能有效控制混凝土的塑性收縮及早期收縮，尤其對大流態混凝土效果更好。
5、 減縮劑控制塑性裂縫的試驗
5.1試驗方法
（1）平板試驗
平板試驗提供了與幾何形狀和邊界條件有關的雙向約束,在國際上多採用此方法對混凝土塑性收縮及早期收縮開裂進行快速測試。試模採用鋼質材料，其具體構造如圖所示。將拌合物分層的裝入到平板凹槽中，不斷插搗使拌合物均勻填充鋼絲網下面空隙，敲打平板試模確保試件的均勻性，填充完畢用鐵尺將試件表面抹平。
用20kg台秤稱量試件重量後，立刻移到室溫23℃~26℃、風速為3m/s~4m/s的風扇下吹風。成型後仔細觀察試件的表面，記錄裂縫出現的時間。每一試件測量過程為24h，裂縫出現最初4h內，每5min測量一次，其後每隔一小時測一次。
用讀數顯微鏡觀測裂縫的寬度變化，用鋼尺測量裂縫的長度發展情況。
使用裂縫面積和最大裂縫開裂寬度作為開裂的評價指標，裂縫面積是用裂縫的平均寬度乘以其相應的延公尺長度而得。採用化學減縮對混凝土或砂漿抗裂效能進行改善時，採用裂縫控制率來評價對砂漿和混凝土抗裂性的改善程度。裂縫控制率（k）=（1-m/m）×100%，其中為改性後砂漿的裂縫面積，m為對比砂漿的裂縫面積。
(2) 環形試驗
環形試驗能接近恆定的並有較大的約束，由於軸對稱，其幾何何形狀和邊界條件對結果影響不明顯，環形試模為木模（或鋼模），內環模採用厚度為20mm的鋼模，其構造如圖所示。混凝土拌合物採用分層插搗成型，同時成型不同齡期混凝土抗壓強度、自由收縮、彈性模量等試件，與環形試件同條件養護。養護24h脫模，放在乾縮試驗室進行測試。
每天用用溫濕度計測量溫濕度值，並用讀數顯微鏡定期觀測裂縫的出現及發展情況當鋼環外測的混凝土試件乾燥收縮時（以軸向收縮為主），會受到內測鋼環的約束，從而產生軸向應力。當這個軸向應力超過此該混凝土試件的極度限抗拉應力時，試件就要開裂。根據計算，試件內、外表面產生的環向應力僅差點10%，同時，徑向應力的最大值約為環向應力最大值的20%。
因此可以認為，試件受到內部鋼環約束時，處於均勻的單軸拉應力的作用，且可以忽略不均勻乾燥的影響。此外，試件的高140mm是其厚30mm的4.7倍，可以認為沿著試件徑向的收縮是均勻的。
5.2試驗結果與討論
(1) 試驗原料和配比
水泥：本溪工源牌32.5礦矽水泥。
砂子：渾河產河砂，中砂。
石子：碎石，最大顆徑20mm。
外加劑：遼寧省建研院研製的lj減縮劑和幫浦送劑。
配合比：見表。
(2) 平板試驗結果
採用如前所述的試驗方法進行平板試驗，試驗結果見圖和表。試驗結果表明，相同的溫度、濕度和風速條件下，opc最早出現裂縫且裂縫的條數最多，裂縫的寬度最寬，而sopc-1出現裂縫時間較晚，且裂縫條數明顯減少，且寬度變細。sopc-2表面只發現一條細小裂縫。
裂縫控制率達到98.8%。這表明減縮劑對混凝土的早期塑性裂縫起到了很好的控制作用。
平板試驗資料結果
(3)環形試驗結果
採用如前所述環形方法，試驗結果為：opc在成型後15d時出現一條長15cm、寬1mm的裂縫，直到30d裂縫無變化，而sopc-1、sopc-2養護到30d仍未出現裂縫，進一步證明了減縮劑對混凝土早期開裂的控制。
6、 結論
（1）收縮變形是導致混凝土結構非荷載裂縫產生的重要因素，控制混凝土的各種收縮就能夠儘量減少裂縫的產生。
（2）採用摻入減縮劑的方法可有效控制大流態混凝土早期塑性裂縫。通過平板試驗，摻入1.0%的減縮劑，裂縫控制率可達到84.
2%、摻入2.0%的減縮劑，裂縫控制率可達到98.8%。
這表明減縮劑對混凝土早期收縮起到了很好的控制作用。
（3）適宜摻量的減縮劑對混凝土的抗壓強度有一定的增強作用。lj減縮劑的適宜摻量為1.0%~2.0%。
（4）混凝土減縮劑是一種嶄新外加劑，能夠有效地降低混凝土的收縮率，減少裂縫的產生，但是除此之外，對減縮劑與其他混凝土外加劑相容性以及對混凝土和砂漿的和易性、耐久性能的研究等，尚有許多研究工作要做。
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