我国水利水电工程建设正迎来新的高峰期，高坝大库建设高度关注混凝土的温度裂缝问题。本文结合我国水利水电工程建设对高抗裂混凝土的要求，针对现有混凝土综合抗裂性评价试验方法存在的不足，拟建立一种基于温度-应力试验的新型水工混凝土抗裂性评价方法与体系。　　通过国内外大量的温度-应力试验研究结果的调研，结合作者长期开展的温度-应力试验的经验，系统阐述了温度-应力试验法的特点和适用范围、温度-应力试验混凝土性能参数的涵义，并对温度-应力试验设备的结构组成和功能指标提出了系统的要求;建立了温度-应力试验的一般流程。采用温度-应力试验机开展温度-应力试验，部分混凝土采用B4Cast三维有限元分析软件模拟得到的温度曲线作为温度应力试验的温度匹配养护曲线。　　主要开展了以下的研究:　　1)水泥品种及掺合料掺量对水工混凝土抗裂性影响　　研究了低热水泥和中热水泥对C9060混凝土抗裂性能的影响。采用等强度设计原则进行配合比设计时，水泥品种对混凝土的轴拉性能的影响差别不大。低热水泥混凝土的绝热温升比中热水泥混凝土约低2℃。中热水泥混凝土的开裂温度比低热水泥混凝土的开裂温度高9℃～10℃、开裂温降低5℃～7℃，开裂应力约大0.4MPa，第二零应力温度高3℃～6℃，开裂时间早15 h～20h。低热水泥混凝土的综合抗裂性显著优于中热水泥混凝土。　　研究了粉煤灰掺量分别为20％、30％、40％、50％的C9050混凝土的抗裂性能。粉煤灰掺量越大，3d轴拉强度越低;粉煤灰掺量对混凝土的长期轴拉性能无明显影响。在30％～50％掺量范围，粉煤灰掺量每增加10％，开裂温降分别增大3.0℃、8.9℃;开裂温度依次减小，开裂应力依次增大。　　研究了5％和8％硅粉掺量对C9060、C9050混凝土抗裂性能的影响。随着硅粉掺量的提高，混凝土的轴拉弹模减小，极限拉伸值增大。在两种强度等级下，与8％硅粉掺量的混凝土相比，5％硅粉掺量混凝土的开裂温降大0.6℃～7.2℃。开裂应力高0.34MPa～0.39MPa，第二零应力温度低0.5℃～2.0℃，开裂时间晚3.8h～15.2h。5％硅粉掺量的混凝土的抗裂性较优。　　2)骨料品种对水工混凝土抗裂性的影响　　针对锦屏一级电站大坝混凝土原材料优选的工程需求，采用温度-应力试验，研究雅砻江流域水电开发所采用的正长岩、大理岩、玄武岩和砂岩4种骨料对大坝混凝土综合抗裂性的影响。　　骨料品种对混凝土的开裂温度有着显著的影响。骨料对混凝土的约束试件累积弹性变形、约束应力及徐变性能的影响主要与骨料的弹性模量、线膨胀系数有关;骨料对混凝土温升值影响不明显。　　温度-应力试验综合考虑了在实际的温湿度历史下混凝土的变形发展规律，温度-应力试验测得的不同阶段综合变形系数更能反映实际的大坝混凝土变形响应。　　利用温度-应力试验考察骨料品种对混凝土早龄期抗裂性的综合评价，以开裂温度作为评价指标，抗裂性排序依次为正长岩＞大理岩＞玄武岩＞砂岩。　　3)温度历程对水工混凝土抗裂性的影响　　采用绝热模式、温度匹配养护模式、恒温模式等三种温度控制模式进行混凝土的抗裂性能对比研究。在不同温度历程下，混凝土表现出来的抗裂性能是不同的。绝热模式高估了实际混凝土结构物的降温起始点、低估了混凝土的抗裂能力，夸大了不同混凝土之间抗裂性的差异;恒温养护模式下，压应力对抗裂性的有利影响得不到体现，抗裂性的差异源自混凝土本身的抗力差异，混凝土的轴拉性能和徐变性能起主导作用。温度匹配养护模式合理地体现了实际结构物的温度历程对应力和开裂温度的影响。　　4)抗裂剂对水工混凝土抗裂性的影响　　采用自主开发的抗裂剂，复合内部湿养护和补偿收缩技术，对比了两组不同水胶比和不同矿物掺合料掺量的掺抗裂剂混凝土的抗裂性能。　　抗裂剂中含有吸水高分子颗粒、膨胀组份及功能性组份。抗裂剂对新拌混凝土工作性影响不大。掺抗裂剂后混凝土的抗压强度略有降低、极限拉伸值有所提高。　　抗裂剂显著地改善了混凝土的综合抗裂性能，增大了混凝土升温阶段的压应力，降低了降温阶段拉应力发展速率，降低了混凝土的开裂温度，提高开裂温降10℃以上，延长了混凝土的开裂时间;同时，抗裂剂明显降低了混凝土的干燥收缩。　　5)施工工艺对水工混凝土抗裂性的影响　　以水工抗冲耐磨大体积混凝土为例，研究了不同施工工艺对水工混凝土抗裂性的影响。主要考察了强度等级为C9060、C9050的泵送与常态混凝土的抗裂性能。　　与常态混凝土相比，泵送混凝土的轴拉强度低、轴拉弹模低、极限拉伸值大、干缩值大、自生体积收缩变形值大。泵送混凝土的绝热温升值比常态混凝土平均高6.3℃，单方胶凝材料用量每增加10kg，绝热温升约升高1.4℃。　　在温度匹配试验模式下，与泵送混凝土相比，常态混凝土开裂温降增大3℃以上，开裂温度低8℃左右;同时，开裂时间延长，第二零应力温度降低。常态混凝土的综合抗裂性优于泵送混凝土。　　6)混凝土早龄期性能　　引入第一零应力时间作为有效变形的起测点，建立了基于等效龄期并考虑温度影响的混凝土自生体积变形的数学模型;实现了温度变形与自生体积变形的分离。提出了分两个阶段考虑混凝土热膨胀系数，在升温和降温阶段混凝土热膨胀系数均为常数。采用温度-应力试验机进行了早龄期混凝土弹性模量的测量。以等效龄期作为时间尺度，将在48h之前采用温度-应力试验测得的弹性模量值与在3d～28d龄期采用标准试验测得的弹性模量值结合起来，建立自第一零应力时间开始的弹性模量随时间发展的函数关系。