以普遍采用化学外加剂和工业废渣为特征的现代混凝土，降低了资源消耗，提高了材料耐久性，满足了现代土木工程设计和施工的性能要求，为基础设施建设的蓬勃发展提供了强力支撑。然而，工程实践却发现，混凝土结构的早期开裂问题愈发凸显，由此导致的混凝土性能劣化速率加快，对构筑物的长期耐久性能和服役寿命埋下了巨大隐患。

现代混凝土技术的核心是其高耐久性，重大工程的寿命设计达到了上百年甚至更久。然而，实验室精心设计且经过耐久性试验验证的高性能混凝土，在交付工程使用后却因开裂问题导致了更早的破坏。混凝土结构的服役环境复杂多样，裂缝的产生给混凝土的耐久性和结构安全带来了极大的隐患。

虽然存在少数可见裂缝的混凝土结构在荷载作用下仍能继续运行，但混凝土一旦出现裂缝，其抵抗介质传输的能力将大幅降低，从而对混凝土长期耐久性产生严重损害。裂缝不仅会降低混凝土自身抵抗水分侵入的能力，还为气体、离子等侵蚀性介质侵入提供了通道，造成混凝土结构耐久性不足。同时，裂缝的长度、宽度、深度等形态参数均会影响介质在其中的传输。

相较于荷载裂缝，收缩裂缝在数量和空间上分布的范围更广。工程实践表明，在约束条件下由于收缩引起的拉应力而诱发的开裂约占开裂总数的80%以上，因此，抑制混凝土早期收缩开裂对于保障混凝土的长期耐久性能和服役寿命意义重大。

鉴于收缩开裂影响因素多，涉及环节多，抑制现代混凝土的收缩开裂需要从设计、材料、施工、检测、管理等方面建立一整套关键技术，实现混凝土抗裂性可设计、可控制、可检验的目标。

抗裂性设计。团队经过多年的研究积累，针对现代混凝土复杂的胶凝材料体系，以胶凝材料水化程度作为基本状态参数，量化描述了混凝土的早期性能演变，以及材料与环境温湿度之间复杂的交互作用，实现温湿度变化条件下多种收缩的耦合计算；在此基础上，建立了水化—温度—湿度—约束耦合作用下的结构混凝土收缩开裂风险评估模型，提出了基于可靠度的开裂风险系数控制阈值。基于上述理论模型，提出了针对超长、大体积、强约束、高强等典型结构或工况的混凝土抗裂性设计方法，根据实际工程结构特征、环境条件、材料性能和施工工艺，评估混凝土收缩开裂风险，量化关键影响因素，进而从混凝土材料和实体结构双重角度提出抗裂性关键控制指标，以全过程控制结构混凝土收缩开裂风险系数不超过阈值。

混凝土塑性阶段收缩开裂抑制技术。针对混凝土凝结硬化前的塑性阶段，即浇筑之后的数小时时间段，因水分蒸发而产生的塑性收缩开裂，团队开发了混凝土塑性阶段水分蒸发抑制剂，通过引入双亲性分子结构，在高盐、高碱的混凝土表面泌水层上实现自组装，并形成稳定单分子膜。在温度40℃、相对湿度30%和风速5m/s的条件下，可以降低混凝土塑性阶段水分蒸发75%以上，减少塑性收缩50%以上，有效地抑制了极端干燥环境下混凝土的表面结壳、起皮和塑性开裂现象。

混凝土硬化阶段收缩开裂抑制技术。对于结构超长、厚度较大且底板—侧墙—顶板分部位浇筑的隧道主体结构，轨道交通地下车站结构以及高强、大体积、分节浇筑的桥梁主塔等结构，混凝土温升高、温降收缩大、温降收缩与自收缩叠加、所受内外约束强，极易在施工期就产生贯穿性收缩裂缝，进而导致严重的渗漏或耐久性能劣化问题。降低混凝土结构温升、减少温降收缩和自收缩，是解决地铁、隧道、桥梁等超长、大体积结构混凝土收缩开裂问题的重要途径。

团队从水泥水化放热历程调控角度出发，率先开发出了基于生物基多糖的缓释吸附来实现水化放热速率调控的混凝土水化温升抑制剂。恒温条件下，水化温升抑制剂能够降低水泥水化放热速率峰值50%以上。水化温升抑制剂通过显著降低水泥水化加速期水化速率峰值，减少了混凝土早期水化集中放热，从而能够在同等的散热条件下，有效地降低混凝土结构的温峰，进而也降低了混凝土后期温降幅度，减少了混凝土温降收缩和温度开裂风险。

针对墙体混凝土早期温升快、温降速率大、约束强、开裂问题突出的现状，团队提出了水化温升和膨胀历程协同调控的抗裂技术，一方面通过调控温度场，降低结构温峰；另一方面通过膨胀历程的调控，提升温降阶段的膨胀效能，补偿温降收缩，有效抑制了早期温度“剧升快降”条件下的强约束结构混凝土收缩开裂现象。

在上述抗裂性设计和关键技术开发的基础上，针对工程建设的具体工况条件，从原材料品质控制、混凝土配合比优化、合适的抗裂功能材料选取、施工工艺优化、抗裂性监测等方面提出了裂缝控制措施，形成了集设计、材料、施工、监测于一体的收缩裂缝控制成套技术方案。