混凝土早期抗裂性能測試方法綜述

曹立學，郭君華，張 磊，高春勇

(1.天津城建大學材料科學與工程學院，天津 300384；2.中國建筑材料科學研究總院有限公司，北京 100024)

0 引 言

早期抗裂性能是衡量混凝土體積穩定性的主要因素之一，如何對其早期抗裂性能進行測試與評價，并根據測試結果指導混凝土的制備與養護，以保證各混凝土結構在服務于各種環境中時，均能滿足規定的建筑使用要求，已成為國內外許多國家混凝土材料領域中的研究熱點。

混凝土裂縫的產生包含兩個方面：一方面是混凝土本身固有性質的限制，如彈性模量、收縮、抗拉強度等；另一方面則是外部因素的影響，如結構構件的構造、環境條件以及所受約束等[1]。基于上述裂縫成因并根據混凝土成型的形狀，目前混凝土早期抗裂性能測試方法可分為三種：平板法、圓環法和單軸約束法。平板法成型的混凝土試件呈板狀，通過提供四周約束、刀口誘導等方式，加速混凝土開裂；圓環法成型的混凝土試件呈圓環狀，通過內部的剛性構件約束混凝土，加速其開裂；單軸約束法成型的混凝土試件呈軸狀，通過兩端施加約束，加速開裂。本文以上述三種方法為基礎，對用于混凝土早期抗裂性能檢測的實驗方法進行了綜合評述，并對今后測試方法的研究進行了展望。

1 混凝土早期抗裂性能檢測實驗方法

1.1 平板法

四周約束型的平板開裂實驗法最早是由美國的Kraai[2]在1985年提出的，后來在Kraai設計的實驗裝置基礎上，國內外研究人員對這種方法進行了改進，目前被廣泛使用的實驗模具如圖1所示。模具主要包括用于混凝土成型的底板、鋼制框架，用于提高模具穩定性的加固肋、螺栓以及用于提供約束的螺桿。

圖1 平板法示意圖——四周提供約束[2]Fig.1 Sketch of plate method—constraints around[2]

試驗過程中，混凝土在碘鎢燈、風扇共同作用下進行養護。此時混凝土表面水分蒸發速度增加，混凝土收縮增大，混凝土早期干燥收縮與蒸發速率的關系如圖2所示，而螺桿約束了混凝土的收縮，因此螺桿周圍的混凝土容易出現裂縫，且裂縫的出現和擴展在試件表面均能得以體現。平板法的表征參數包括初始開裂時間、裂縫開裂面積、單位面積上的裂縫數量、單位面積上的開裂總面積等。其計算方法如式(1)～(3)所示。

圖2 混凝土早期干燥收縮與蒸發速率的關系[3]Fig.2 Relationship between drying shrinkage and evaporation rate of concrete[3]

裂縫開裂面積S(mm2)計算公式：

(1)

式中：N代表裂縫總條數；Wi代表第i條裂縫的最大寬度，mm；Li代表第i條裂縫的長度，mm。

單位面積上的裂縫數量X(piece/m2)計算公式：

(2)

式中：A為平板的面積，m2。

單位面積上的開裂總面積Y(mm2/m2)計算公式：

(3)

周茗如等[4]在此評價方法上建立了抗裂效果評定標準，使得平板法評價纖維混凝土早期抗裂性能更為直觀，抗裂性能劃分等級如表1所示。

表1 抗裂性能劃分等級[4]Table 1 Crack resistance division level[4]

李麗[5]分析認為混凝土裂縫是客觀存在的，且混凝土在實際應用中是帶裂縫工作的，因此在對高性能混凝土的開裂規律研究中，通過統計不同寬度下裂縫的數量，對裂縫寬度對應的權重值進行了定義，如表2所示。賦予權重值后的計算表達式即在式(1)后乘以每條裂縫對應的權重值ωi，如式(4)所示。

表2 裂縫權重值和最大列寬對應表[5]Table 2 Corresponding table of crack weight and maximum column width[5]

(4)

美國的Dr. Soroushian等[6]研究了一種彎起鋼板作為底部約束的平板實驗裝置。這種底部帶肋的實驗裝置尺寸如圖3所示，它利用底部三角形鋼肋結構限制混凝土的收縮以加速混凝土開裂。該方法被ICBO(International Conference of Building Officials)的合成纖維混凝土標準收錄，認為這種實驗裝置能很好地測試和評價混凝土的開裂性能。因此，這種方法又稱ICBO標準法。Combrinck等[7]利用這種方法研究了混凝土塑性沉降和塑性收縮的聯合作用對混凝土裂縫產生的影響。

圖3 平板法示意圖——底板提供約束[6]Fig.3 Sketch of plate method—bottom constraint[6]

這種實驗方法的原理與四周提供約束的方法類似，約束混凝土收縮的構件為底板上彎起的肋，當混凝土收縮時，底部結構會約束混凝土的收縮，沿肋方向上容易出現裂縫。但是這種方法所使用的模具深度只有80 mm，因此不適用于大骨料粒徑的混凝土。對于這種測試方法，前文提到的裂縫計算方法依然適用，但是不易建立等級評價體系。

由于這種底部約束的局限性，中國建材院自行研制了多道應力誘導平板開裂的實驗裝置，如圖4所示，在平板試模中等間距平行排布裂縫誘導器[8]。

圖4 平板法示意圖——刀口誘導開裂[8]Fig.4 Sketch of plate method—induced cracking by edge[8]

對任一裂縫誘導器做力學角度的分析可以發現，混凝土收縮會使得誘導裝置的AB、C兩個面分別對混凝土產生垂直于作用面的反作用力F、F′，將反作用力F、F′進行分解，得到縱向分力F1、F′1，和橫向分力F2、F′2(如圖5所示)[8]。

圖5 單道應力誘導器受力分析圖[8]Fig.5 Stress analysis diagram of single channel stress inducer[8]

F=F1+F2

(5)

(6)

因此，當混凝土發生收縮時，A點處的混凝土同時受到縱向向上的作用力F1、F′1和橫向作用力F2、F′2(如圖6所示)。因此，誘導裝置頂端A點處的混凝土在F2、F′2作用下最容易出現裂縫。而且任一裂縫誘導器頂端的混凝土在水平力作用下產生的誘導裂縫走向均沿著裂縫誘導器的平行直線方向，方便對裂縫進行觀察和測量[8]。

圖6 A點受力分析圖[8]Fig.6 Stress analysis diagram of point A[8]

結合混凝土開裂原理的分析，這種誘導開裂方法的優勢在于能誘導混凝土試件更快產生裂縫，且裂縫位置可提前預測，便于觀察。開裂程度同樣可以通過裂縫結果評定標準進行評價，做到一定程度的量化。

肖建莊等[9]在研究再生粗骨料取代率及粉煤灰、礦粉的摻量對再生混凝土早期抗開裂性能的影響時應用了這種刀口誘導開裂的平板法。并引入了裂縫變異系數的概念，裂縫變異系數δ按式(7)、(8)計算，裂縫變異系數可以反映時間早期的裂縫分布的離散性，離散性越大說明混凝土的收縮越不均勻。

(7)

(8)

鄭建嵐等[10]設計了一種隔板誘導開裂的實驗裝置，如圖7所示。通過數值模擬和試驗驗證發現這種試驗裝置能避免混凝土裂縫出現位置的隨機性，加快裂縫發展速度，裂縫出現時間提前且易于觀測，降低了實驗誤差，提高了實驗結果的可靠性。

圖7 平板法示意圖——隔板誘導開裂[10]Fig.7 Sketch of plate method—induced cracking by baffle[10]

但是目前針對隔板大小、位置、厚度、數量對實驗結果的影響還沒有系統的分析。并且，由于出現裂縫的數量少，且裂縫長度也受限，因此評價混凝土抗裂性能的因素僅包括開裂時間、開裂面積和最大裂縫寬度。這種評價方法過于局限，不能形成量化的評價標準，僅能用于定性的分析比較，目前應用較少。

對于四種不同的平板實驗方法，將它們實驗原理、評價方法及在相關領域內的推廣應用情況進行總結，如表3所示。平板法的優勢包括：模具中成型的混凝土呈板狀，表面面積大，開裂速度較快，開裂敏感性高；能在一定程度上反映工程實際中混凝土板的早期開裂；評價體系相對完善，可通過裂縫開裂面積、單位面積的裂縫數量、單位面積上的開裂總面積等指標進行對比分析，還可以結合賦值權重和裂縫變異系數進行更科學的量化。其劣勢包括：實驗的外部環境因素難以控制，由于試塊須在碘鎢燈和風扇的作用下加速開裂，但不同研究人員進行實驗時，風速和溫度很難做到一致；混凝土在模具中的受力不均勻，很難從理論上對平板法實驗進行分析。

表3 平板法抗裂試驗總結Table 3 Summary of plate method anti-cracking tests

1.2 圓環法

Carlson等[11]最早提出圓環式約束收縮開裂的實驗方法，用于測試水泥砂漿和混凝土早期抗裂性能。目前美國國家公路與運輸協會 (American Association of State Highway and Transportation Officials，AASHTO)[12]和美國實驗材料學會 (American Society for Testing and Materials，ASTM)[12]將圓環法作為一種評定混凝土早期抗裂性的標準實驗方法。此外，我國的《混凝土結構耐久性設計與施工指南》CCES01—2018也收錄了這種方法，將其定為測試混凝土早期抗裂性的標準方法之一。

《混凝土結構耐久性設計與施工指南》CCES01—2018尺寸如圖8所示，內徑41.3 mm，外徑66.7 mm，混凝土環厚度25.4 mm，高度25.4 mm。試驗時，在試件成型(24±1) h后拆去外模。對試件上下表面進行密封處理，試件連同芯模一起做恒溫恒濕養護，溫度控制在19.5～20.5 ℃之間，濕度控制在40%～60%之間。通過計算機每隔2 min采集一次應變數據，根據所得數據繪制應變曲線，當應變曲線發生突變時，即說明試件開裂。

圖8 圓環法示意圖Fig.8 Sketch of circle method

混凝土圓環在收縮時受到內側鋼圓環的限制，混凝土試件的內部應力情況如圖9所示，圖中σθ、σr分別為(r，θ)處混凝土環形試件的切向應力和徑向應力；ri、re分別為混凝土環的內徑和外徑；p為混凝土試件收縮時對鋼環產生壓力的反作用力[14]。金南國等[14]在彈性理論的基礎上，推導了受約束混凝土切向應力σ(t)計算式，如式(9)所示:

圖9 混凝土環內部應力[14]Fig.9 Internal stress of concrete ring[14]

(9)

式中:C為混凝土試件的尺寸參數，其計算方法如式(10)[13]所示;K(t，τ)為混凝土的松弛系數;ε(τ)為混凝土自由收縮應變;RS為約束度；E(τ)為彈性模量，t為時間。

(10)

式中:ν為混凝土環形試件的泊松比;rm為混凝土圓環內外徑的均值，rm=(re+ri)/2。

根據最大拉應力理論，當混凝土試件在t0時的切向應力σ(t0)超過混凝土在該時刻的抗拉強度時，混凝土開裂，混凝土開裂時間即為t0。

Moon等[15-16]研究表明，圓環法實驗使用側面干燥方式時，對于圓環厚度較小的試件與橢圓環試件可以忽略徑向濕度梯度的影響，混凝土環的收縮可以認為是均勻一致的，采用均勻溫度場分析混凝土環的性能從理論上是可行的。周小菲[17]分析認為混凝土環在實驗過程中，由于環外表面暴露，導致外側的干縮較大，內側的干縮較小，這導致在本實驗的干燥過程中有可能會出現表層混凝土受拉而內部混凝土受到外部混凝土的壓應力的情況(同時不排除內外均受拉的情況)，最終導致混凝土的開裂從表面開始并向內部發展。可能的受力示意圖如圖10所示，外層與空氣接觸的部分拉應力最大。Dong等[18]研究發現，對于圓環厚度較大的試件，采取環外表面干燥時，裂縫首先出現在混凝土環外圓周一側，裂縫出現的原因主要是徑向濕度梯度引起的不均勻收縮，此時混凝土環的應力變化情況更為復雜。而對于圓環厚度較小的試件，裂縫出現主要源自內鋼環對混凝土收縮的約束，使得混凝土試件內部出現切向拉應力，當切向拉應力超過抗拉強度極限時混凝土開裂。因此，對于圓環法而言，應盡量采用厚度較小的圓環進行實驗。

圖10 干燥不均勻時混凝土截面的應力分布[16]Fig.10 Stress distribution of concrete section when drying is uneven[16]

圓環法的主要評價指標包括混凝土環的初始開裂時間、初始裂縫寬度、初始裂縫長度、最終裂縫長度、最終裂縫寬度。并且，可以通過應力-應變曲線的變化趨勢分析混凝土的收縮開裂情況。其中裂縫寬度的觀測如圖11所示[19]，沿裂縫方向取5個數據點，將它們的均值作為裂縫寬度值。

圖11 環形約束混凝土試件裂縫觀測示意圖[19]Fig.11 Observation direction sketch of cracks in ring constrained concrete specimens[19]

圓環法的優勢在于對初始開裂時間的檢測和記錄更為精確，并且通過對應力、應變的記錄能夠更加真實地反映混凝土在收縮被約束時，混凝土內部的應力發展情況；內部圓環對混凝土的約束是均勻分布的(如圖9所示)，這有利于通過數值模擬對實驗進行分析和擬合。圓環法的劣勢在于圓環法裂縫出現位置隨機，測試時間長，敏感性差。試件往往需要較長時間才會開裂，甚至因敏感性差出現混凝土不開裂的情形。

針對圓環法開裂敏感性差，裂縫隨機不易觀測的問題，有學者提出用橢圓環代替圓環進行約束混凝土收縮實驗，橢圓環實驗裝置如圖12所示。實驗結果表明，相比圓環法實驗，橢圓環實驗提高了約束度，縮短了開裂時間，并能預測裂縫位置。

圖12 橢圓環法示意圖[20]Fig.12 Sketch of ellipse method[20]

董偉等[20]分析了混凝土環、鋼環的厚度和彈性模量對橢圓環實驗裝置約束度的影響，并擬合了橢圓環實驗約束度ψ計算表達式，如式(11)所示。

(11)

式中:E′c為混凝土的有效彈性模量;Es為鋼環的彈性模量；νc、νs分別為混凝土環以及鋼環的泊松比；ROS、RIS分別為鋼環長軸方向的外側半徑和內側半徑；ROC、RIC分別為混凝土環長軸方向的外側半徑和內側半徑。

通過計算，董偉等[20]將60%、90%兩種約束度下圓環法與橢圓環法鋼環厚度的選用范圍進行了劃分，如圖13所示。圖中各曲線下方區域表示實驗約束度大于該曲線對應的值，從圖中可以看出對于90%約束度，橢圓環實驗滿足約束度要求所需要的鋼環厚度較小，試件整體較輕，便于實驗操作,而對于60%約束度，圓環試驗和橢圓環實驗作用效果相當。

圖13 約束度與鋼環厚度的關系[20]Fig.13 Relationship between confinement and ring thickness[20]

胡芯國[21]、李浩然[22]針對圓環法開裂敏感性差，收縮裂縫隨機分布的問題，提出了外方內圓偏心約束實驗方法，實驗裝置如圖14所示。其中，鋼圓柱會為混凝土提供約束分布荷載以限制混凝土試件的收縮，由于試件不是軸對稱結構，因此約束荷載是非均勻分布的，但混凝土試件在這種荷載作用下是受力平衡的。因此李浩然[22]假設了試件內部荷載的分布如圖15所示,從試件的受力平衡上分析，圖15中鋼圓柱約束力在水平方向的合力為0，并且由于試件存在一個對稱軸，沿此對稱軸切開試件，其內約束力如圖16所示，在水平方向的約束力依然是平衡的，即水平分力H=0，而豎直分力Q≠0,通過推導，建立了基于約束分布荷載假設的表達式，如式(12)所示。

圖14 外方內圓偏心約束實驗裝置[22]Fig.14 Eccentric restraint experimental device of outer square inner circle[22]

圖15 試件承受的約束分布力[22]Fig.15 Constraint distribution force on specimens[22]

圖16 內約束力的分解[22]Fig.16 Decomposition of internal constraints[22]

(12)

式中：σα表示任意截面的法相應力；q(α)是分布荷載關于角度α的函數；t1、t2分別為長短偏心距；L為截面長度；r為鋼圓柱半徑。

由式(12)可知，混凝土試件的徑向截面越長，截面受到的環向應力越小，反之受到的環向應力越大，所以可推斷混凝土試件在偏心距最狹窄區域發生開裂。通過驗證實驗發現，混凝土試件的開裂敏感度增加，試件的開裂速度加快，進而縮短了實驗的周期。開裂位置雖沒有嚴格出現在預期位置，但偏差較小，可能是由于混凝土本身的不均勻性導致個別區域本身存在缺陷較多，開裂更快。

對于三種不同的圓環實驗法，將它們實驗原理、評價方法及推廣應用情況進行總結，如表4所示。圓環法的優勢包括：實驗過程中，受外部環境影響小，易于統一控制；內部限制圓環對混凝土的約束均勻，易于進行理論層面的分析。其劣勢包括：當混凝土環厚度小時，混凝土中的骨料粒徑不宜過大;而當混凝土環厚度大時，存在開裂時間長甚至難以開裂的問題，影響對混凝土早期抗裂性能的判定；另外，對實驗結果的評價方法相對單一，僅適用于對混凝土抗裂性能的定性分析，很難做到定量比較。

表4 圓環法抗裂試驗總結Table 4 Summary of circle method anti-cracking tests

1.3 單軸約束法

德國學者Springenschmid等[23]根據實際工程建設的需求，開發了開裂實驗架，用于測量混凝土的熱應力。開裂實驗架是固定夾頭的單軸約束實驗機(如圖17所示)，主要由機械構架和溫控系統兩部分組成。其中，機械構架包括固定夾頭和縱向支架。整個實驗架是鋼制的，縱梁以熱膨脹系數約1.0×10-6K-1的合金制成。試件的末端通過設計成兩個梯形固定在夾頭中。在縱向支架上貼有應變片，可以通過應變計連續記錄支架的應變。此外，為了模擬實際過程中大體積混凝土中的溫升，實驗使用了溫度可調節的絕熱模板。絕熱模板與外部溫度控制系統相連接，該系統可以檢測熱應力以及模擬混凝土溫度發展歷程。這種開裂實驗架又被稱為第一代單軸約束實驗裝置，為混凝土提供了較高卻不可控的約束度。

圖17 開裂實驗架結構示意圖[23]Fig.17 Structural sketch of rigid cracking frame[23]

Riding等[24]給出了開裂實驗架中混凝土試件的約束度計算，如式(13)所示：

(13)

式中:kR為約束度；Ec為混凝土的彈性模量；Ac為混凝土截面面積；Es為縱向支架彈性模量；As為縱向支架截面面積。由式(13)可知，隨著混凝土水化反應的進行，彈性模量逐漸增大，其約束度從100%逐漸降低。因此開裂實驗架對混凝土約束度一般在70%到100%之間。

開裂實驗架實驗主要研究在固定的約束狀態下，混凝土在可控的溫度場和自生體積變形作用下的應力、應變的發展情況。實驗結果能夠綜合反映彈性模量、徐變與應力松弛、熱膨脹系數等因素對混凝土開裂敏感性的影響[25-26]。

Breitenbucher[27]研究了混凝土中的水泥用量、水泥強度、水泥種類等因素對混凝土開裂趨勢的影響，通過開裂實驗架對350組不同的混凝土進行了試驗，分析了不同工藝參數對早期混凝土約束應力和熱裂縫的影響；還對某工程實際中混凝土的開裂行為進行了觀測。分析發現混凝土在該工程中的開裂現象與實驗室中混凝土表現出的規律具有良好的一致性。

Byard等[28]通過開裂實驗架研究了礦物摻合料、水灰比、澆筑溫度條件對橋面混凝土早期開裂特性的影響。實驗表明澆筑溫度和固化溫度對混凝土的開裂有顯著影響；粉煤灰與磨細的高爐礦渣可以有效降低橋面混凝土的發熱和剛度擴展速度，從而顯著降低約束應力，延遲早期開裂的發生；水灰比降低會加速混凝土的早期開裂。

開裂實驗架的主要不足在于其約束度是相對固定的，因此，Springenschmid等[29]開始對開裂實驗架進行改進，并于1984年開發了溫度-應力實驗機(Temperature-Stress Testing Machine，TSTM)。相較于開裂實驗架的約束程度取決于實驗架和混凝土的剛度(如式(13)所示)，改進后的裝置可以通過步進電機實現試件夾頭位置的調整，對混凝土施加不同程度的約束，進而模擬混凝土結構的受力狀態。溫度應力實驗機的結構示意圖如圖18所示。試件截面尺寸為150 mm×150 mm×1 500 mm，位移控制精度為2 μm，測量精度為0.2 μm。

圖18 溫度-應力實驗機結構示意圖Fig.18 Structural sketch of temperature-stress testing machine

實驗機在設計之初僅有一根約束試件，后來經過改進，增加了一根自由試件，自由試件的溫度調節系統與約束試件同步，形成了閉環計算機控制系統(如圖19所示)，實現了在0%～100%約束度可變情況下的混凝土早期抗裂相關性能的測試[30]。

圖19 閉環計算機控制系統[30]Fig.19 Closed loop system controlled by computer[30]

根據現有的溫度-應力試驗機可以測得的數據包括：室溫應力、開裂應力、應力儲備、澆筑溫度、溫升時間、出現應力時間、最大壓應力、第一零應力溫度、第一零應力溫度時間、第二零應力溫度、第二零應力溫度時間、開裂溫度等。

蔡躍波[31]、張國志[32]等認為最大壓應力、開裂應力等作為單獨評價標準過于片面，而開裂溫度則能夠綜合反映混凝土水化溫升、彈性模量、抗拉強度、線膨脹系數、自生體積變形等因素的影響。因此將開裂溫度作為綜合指標，將第二零應力溫度、室溫應力、開裂應力等作為輔助指標，他們認為這些指標可以有效代表混凝土的真實抗裂性能。

Kovler等[33]將拉應力的平均增長速率和拉伸凈時間之比(如式(14)所示)作為評價混凝土早期抗裂性能的指標，所求得的φ值越低，說明抗裂性能越好。Shen等[34-35]通過這項指標分別做了預濕輕集料內養護混凝土的早期拉伸徐變和抗裂性能的實驗以及不同水灰比混凝土的早期拉伸徐變和抗裂性能實驗。

(14)

式中:φ是反映開裂可能性的綜合標準，MPa/d2；VS是開裂時的拉應力速率，MPa/d；tcr是指在實驗中(開始干燥后的時間)1 d內的凈開裂時間。

彭文俊[36]提出在各項既定指標的基礎上，增加開裂敏感性的計算作為評價混凝土開裂性能的指標之一。計算公式為：

(15)

式中:CS表示混凝土開裂敏感性;σt表示混凝土齡期為t時的約束力，MPa;ft表示混凝土齡期為t時的抗拉強度，MPa。

江晨暉等[37]認為開裂溫度作為評價指標，其結果會受到試驗邊界條件的影響。單一的評價指標很難發揮其他指標的參考價值，且當研究人員選擇的評價指標不同時，在評價混凝土抗裂性能時出現的結果也會存在一定差異。因此提出利用層次分析法和矩陣運算法，運用式(16)對各項抗裂性能評價指標的具體數值加以無量綱化處理，然后根據式(17)計算各評價指標的加權平均值，并將該加權平均值視為抗裂性能評價綜合指標。

mi=|pi/∑pi|×100

(16)

M=∑mi·ηi

(17)

式中：pi為各項抗裂性能評價指標；mi為抗裂性能指標的無量綱值；M為抗裂性能評價綜合指標；ηi為抗裂性能評價指標的權值。

目前，溫度-應力實驗由于得到的數據較多，缺乏統一的評價標準，且各個實驗室使用的溫度-應力實驗機從設計理念到組成上都存在一定的差異，這些都會導致不能有效地對比不同研究者的實驗結果。同時，基于溫度-應力實驗的評價體系尚未完全系統建立，針對某些指標的研究仍存在較大不足，如開裂應力、零應力溫度等缺乏系統的研究和嚴密的邏輯推導。

雖然在評價體系的規范上存在不足，但溫度-應力實驗是目前測量評價早齡期混凝土抗裂性能較為有效的方法。除了能夠根據各項指標評價混凝土的抗裂性能外，還能對彈性模量、熱膨脹系數、徐變等進行數學分析和描述。隨著溫度-應力實驗評價方法的完善，將對早期混凝土開裂的研究起到推動作用。

對本文調研的測試方法的原理、側重點、表征參數等指標進行總結歸納，如表5所示。

表5 三種測試方法原理、側重點和表征參數的比較Table 5 Comparison of principle, emphasis and characterization parameters of three test methods

2 結 論

(1)平板法由于其測試方法操作相對簡單而應用范圍較廣，且評價體系的建立能使得平板法定量分析混凝土早期抗裂性能成為可能。但是，平板法實驗結果容易受到試件尺寸、環境條件、測試時間等因素的影響，不利于相互比較。且約束構件對混凝土的約束是不均勻的，不利于對實驗機理進行分析。

(2)圓環法因為其能為混凝土提供均勻的約束，表征結果簡單直接，被廣泛用于混凝土早期抗裂性能的定性分析中。并且研究人員針對圓環開裂敏感性不高的問題，提出了橢圓環實驗裝置和外方內圓偏心實驗裝置。但圓環法制備的試件厚度是有限的，不適用于大骨料粒徑的混凝土，因此還需要更多的實驗驗證。

(3)單軸約束法具有很高的精密性和科學性，能夠給出10余種指標，通過對不同指標的分析，既可以評價混凝土的早期抗裂性能，也可以分析混凝土的彈性模量、熱膨脹系數、徐變等參數。但由于不同研究人員所選指標的差異和實驗設備的不同，評價結果可能存在較大不同，因此，需要建立統一的評價體系。