随着我国经济的飞速发展,对基础设施的投入不断加大,大型、特大型工程日益增多,混凝土结构随处可见。但是由于混凝土材料自身特性以及设计、施工单位的良莠不齐,建筑物总会或多或少的出现质量问题,其中,混凝土开裂问题是影响建筑物质量的一个很重要的因素。因为混凝土开裂会引起建筑物出现渗漏,特别是地下空间以及海工混凝土结构,混凝土开裂后,腐蚀性的离子通过裂缝通道侵蚀混凝土中的钢筋,导致钢筋生锈,将会大大降低建筑物的安全性以及耐久性。关于混凝土裂缝问题,一直是众多学者和工程单位研究的重要课题,取得了不少成果。这其中主要包括在施工中采取技术措施以及严格控制混凝土材料中各组分的质量两方面措施,对混凝土开裂进行控制。混凝土裂缝种类很多,有地基不均匀沉降引起的裂缝、荷载引起的裂缝、混凝土收缩产生的裂缝、混凝土受到外界约束产生的裂缝以及温度裂缝等等。本文主要围绕如何降低混凝土受到的外界约束应力进行讨论,使混凝土变形受到尽量小的约束,最终将其自身受到的拉应力控制在极限抗拉强度范围内,降低其开裂风险。因此,针对新旧混凝土的浇筑,引入了砂浆缓冲层概念,通过在新旧混凝土浇筑界面铺设砂浆缓冲层降低约束应力,设置砂浆缓冲层的材料和工艺参数,约束应力降低率可达到50%以上,裂缝数量可减少50%以上。本文的主要研究内容有以下几点:1在普通砂浆中掺入可再分散乳胶粉以及乳化沥青等聚合物,形成聚合物水泥砂浆,通过聚合物对砂浆的改性作用,开发出一种低弹性模量、性能良好的聚合物砂浆。2在得到性能良好的聚合物砂浆基础上,研究砂浆缓冲层的工艺参数对界面力学性能的影响,其中砂浆缓冲层厚度分别为0cm、3cm、5cm,新旧混凝土间隔龄期分别为7d、14d、28d。3在得到性能良好的聚合物砂浆基础上,研究砂浆缓冲层对界面耐久性能的影响。其中界面类型分别为HNB(一次成型的混凝土)、SJ0(分两次成型的混凝土,界面处无砂浆层)、SJ3(分两次成型的混凝土,界面处砂浆层厚度3cm)、SJ5(分两次成型的混凝土,界面处砂浆层厚度5cm)。4研究砂浆缓冲层厚度对混凝土约束度的影响。5研究砂浆缓冲层与新混凝土间隔时间对混凝土约束度的影响。6研究新旧混凝土间隔龄期对混凝土约束度的影响。聚合物砂浆试验结果表明,随着可再分散乳胶粉以及乳化沥青掺量的增加,砂浆的抗压强度以及抗折强度均逐渐降低。但是砂浆的抗折强度相较抗压强度降低速度要慢,即随着聚合物掺量的增加,砂浆的压折比减小,砂浆的脆性降低,韧性增强,抗裂性提高。由于所采用的聚合物属于一种高分子化合物,对砂浆内部孔洞具有填充作用,从而改变了砂浆内部孔洞分布以及孔径大小,降低了砂浆的干缩率。关于砂浆缓冲层对界面力学性能以及耐久性能的影响,试验结果表明,当砂浆缓冲层厚度为5cm时,整个混凝土试件的破坏面位于最薄弱的砂浆层,混凝土的抗折强度最低;当砂浆缓冲层厚度为3cm时,试件的破坏面位于混凝土层,混凝土抗折强度与未铺设砂浆缓冲层的混凝土试件的抗折强度相当,对混凝土试件力学性能基本无不利影响。随着砂浆缓冲层厚度增大,混凝土界面的电通量值逐渐增大,因为砂浆材料相较于混凝土材料,密实度较低,从而抗侵蚀性较差,在保证混凝土界面耐久性无不利影响,必须严格控制砂浆缓冲层厚度。关于砂浆缓冲层对混凝土约束度的影响,试验结果表明,砂浆缓冲层铺设于新旧混凝土浇筑界面处,有利于降低新混凝土受到的外界约束应力,避免了新浇筑的混凝土在发生收缩变形时,内部产生过大的约束拉应力。当砂浆缓冲层厚度为3cm,砂浆缓冲层与新混凝土间隔时间为6h、新旧混凝土间隔龄期为14d时,新混凝土受到的外界约束程度最小,28d的收缩变形为171.2με,达到自由状态下混凝土收缩变形的84%,此时新浇筑混凝土的约束度为0.16。本文的研究成果具有比较重要的工程实践价值,提出了降低混凝土约束度的技术措施,从而达到对混凝土裂缝进行控制的目的,进一步的完善了目前建筑工程中混凝土裂缝控制体系,为今后类似工程提供借鉴。