混凝土抗裂与抗渗关系

［摘要］混凝土抗裂与抗渗存在着不可分割的辩证关系，实际工程不能背离这一关系。混凝土高抗渗防裂最新抗裂理念的建立，利用了这一关系。混凝土浇筑成型后，其拌合水不可以损失，应采用完美湿养护，防止形成失水缺陷。这是遵从混凝土发育规律，将混凝土抗裂与抗渗联系起来的唯一方法。混凝土硬化早期放任其失水，抗裂不抗渗，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］高抗渗防裂；不可分割；完美湿养护；耐久性；水化产物填充理论

0 前言

事物都有其规律性。遵循客观规律办事，可使我们少走弯路，提高工作成效。人们从事社会活动和生产实践的过程，就是不断认识事物客观规律，遵循客观规律办事的过程。新事物不断涌现，新事物的客观规律也不断被发现，人们的认识也就

不断更新，不断提高，由此推动了人类社会的文明进步。

混凝土也有其规律性。混凝土各种性能的获得，都遵循着一定的规律。混凝土的早期发育、受役期间的性能变化、直至劣化破坏“寿终正寝”，其整个生命过程，都遵循着一定的规律。人们对混凝土进行大量的理论研究和应用研究，就在于寻找或发现这些规律，以便利用这些规律，更好地为国民经济建设服务，为国家的可持续发展服务。

近年发现的混凝土高抗渗的形成规律[1]，逐步揭示了混凝土抗裂与抗渗之间存在着不可分割的内在联系[2]，这就是混凝土客观规律的一个反映。高抗渗防裂技术[2] 在工程中的成功应用，有效控制了混凝土裂与渗的质量通病，验证了这种关系。

工程实践本身就是一个大型实验室，工程实践的结论比之室内的研究结果更能准确反映事物的客观规律性。本文结合混凝土商品化以后的工程实例，对混凝土抗裂与抗渗之间的辩证关系作进一步的分析。

1 抗渗混凝土何以成为特种混凝土

高抗渗本应是混凝土的一种属性。由于种种原因，高抗渗的形成规律直到今天才被人们认识。现在的混凝土都可以实现高抗渗，这是试验与生产实践都已经证明了的[2]。国民经济的可持续发展要求混凝土的构筑物都具有高耐久性。要提高混凝土的耐久性就必须提高其抗渗性。强度满足使用要求的混凝土不一定具有高抗渗性，但是具有高抗渗性的混凝土其强度更有保证。混凝土配合比设计应尽快过渡到以耐久性而不是仅以强度作为设计依据。高抗渗应成为混凝土耐久性的重要指标，成为评价现代混凝土配合比是否合理的依据[2]。因此，抗渗混凝土应是通用混凝土而不应再是特种混凝土了。

抗渗混凝土从特种混凝土向通用混凝土转变，是混凝土技术发展的必然结果。

事物总是由低级向高级发展的。以往的普通混凝土为四组分，强度等级较低，水灰比较大，混凝土成型后充水空间较大，水泥活性也较低（强度低），混凝土中水化产物总量少。一般情况下水化产物很难将充水空间完全填充密实，降低了混凝土的抗渗性。另一方面，传统的施工养护工艺也不够合理，混凝土成型后失水成为一种正常现象，使得本来就难以填充密实的充水空间失水后形成连通性更强的毛细孔，使混凝土的抗渗性能进一步降低。实际上，国家标准规定的P6～P12 级满足一般防水要求的抗渗等级并不算高，但由于上述原因，混凝土一般情况下连最低的防水等级也难以稳定达到。因此国家规范特别规定了抗渗混凝土配合比的设计方法；又为了提高混凝土抗渗的可靠性，各种抗渗剂（防水剂）应运而生，成为特种材料应用于防水混凝土中。抗渗混凝土顺理成章地成为特种混凝土。

后来混凝土发展成六组分，使用了减水剂和粉煤灰等掺合料。这是混凝土技术很大的进步，实现了混凝土在质量上质的飞跃。但是以往对粉煤灰等掺合料的研究一般以基准混凝土作对比，以相同的用水量来评价粉煤灰混凝土的性能及粉煤灰

在混凝土中的作用。由于粉煤灰等掺合料的活性比水泥低，生成的水化产物比水泥少，要求它的水化产物去填充大小与基准混凝土相同或相近的充水空间，显然是不公平、不合理而且是不够科学的，很容易造成这些混凝土的性能比基准混凝土差。

再加上早期失水，混凝土的抗渗性能还是难以提高。人们对按抗渗设计要求配制的混凝土的防水能力还是信心不足。有些工程为了提高抗渗的可靠性，P6、P8 的抗渗等级也要借助防水剂或膨胀剂。因此抗渗混凝土依然是特种混凝土。

高性能混凝土大大提高了配合比的合理性。高性能混凝土要求用水量低、水胶比低。低用水量和低水胶比使混凝土的充水空间大大减小，从而避免或减少了混凝土的泌水离析，提高了混凝土的匀质性，也为胶凝材料水化产物完全填充充水空间创造了条件。但是，由于传统施工养护工艺不合理的部分未能得到改进，混凝土早期失水未能加以控制，混凝土浇筑成型后拌合水蒸发损失仍然成为一种常见现象。混凝土的失水通道同样构成连通的毛细孔，使混凝土的抗渗性能降低，同时也极容易造成混凝土的开裂。从技术层面来说，仍然是以添加抗渗或抗裂的特种材料作为提高混凝土抗渗抗裂能力的主要方向。因此抗渗混凝土仍然是特种混凝土。

2 混凝土抗收缩开裂缘何成为建筑技术难题

收缩开裂对于混凝土是与生俱来的。人们对混凝土收缩的机理以及如何提高混凝土抗裂能力的研究从来就没有停止过。人们在长期抗收缩开裂的实践中，很自然地从如何减小混凝土的收缩入手，通过减小混凝土的收缩来减小它的收缩应力，藉以提高其抗裂能力。进一步地，又在如何提高混凝土的抗裂韧性、改善脆性方面也进行了大量的研究。由此产生的常用方法是：①尽量减少混凝土收缩大的组分。例如减小用水量，减少砂浆量，减少水泥用量，尽量增加骨料用量等。但这些措施并不是随意的，均受到一定条件的制约。②在结构设计中充分考虑抗裂的要求，合理布筋，利用钢筋的约束条件减小收缩应力集中。③使用抗裂外加剂，如膨胀剂、抗裂剂、减缩剂等，借助抗裂特种材料减小或补偿混凝土的收缩。④复合有机胶凝材料，提高混凝土的韧性；或复合有机纤维或钢纤维，提高混凝土的阻裂能力。这些措施在以往的抗裂实践中、在一定条件下发挥了很好的作用，今后仍将是我们应该遵循或借鉴的方法。

尽管如此，收缩开裂仍然是影响硬化混凝土质量的突出问题。为了减少或防止混凝土的开裂，产生了留缝与不留缝两种设计流派不同的技术观点，王铁梦教授则提出工程结构裂缝控制著名的“抗”与“放”的设计原则。王铁梦教授根据自己几十年裂缝控制和裂缝修补的经验，结合国内外的调查资料，认为变形裂缝约占工程结构裂缝的80％以上[3]。人们关于裂缝成因和裂缝控制的丰硕成果，是长期工程实践经验的结晶，另一方面也反映出裂缝控制的难度。“工程裂缝问题是具有相当普遍性的技术难题”[3]。

混凝土商品化以后，裂缝问题有增无减。早期开裂的多发性和严重性，是人们始料不及的。随着膨胀混凝土用量的扩大，膨胀混凝土开裂的案例也在增加。有关开裂问题的建筑质量投诉增多。裂缝成因与裂缝控制已成为工程界和学术界最热门的课题，反映了人们对混凝土收缩开裂的关注程度。人们更多地认为这主要是混凝土的原材料和配合比的变化造成的。要有效控制混凝土的开裂，应从多方面着手，有关各方互相协调配合，才能保证工程质量。整体论方法[4] 控制混凝土的收缩开裂无疑是正确的，它仍是我们今后必须遵循的质量控制方法。王铁梦教授关于混凝土收缩裂缝的18 条[5]，钱晓倩教授关于裂缝增多的几方面因素[5]，都反映了整体论方法控制收缩开裂的重要性。控