混凝土收缩

在混凝土凝结初期或硬化过程中出现的体积缩小现象

混凝土收缩是指在混凝土凝结初期或硬化过程中出现的体积缩小现象。一般分为塑性收缩(又称沉缩)，化学收缩(又称自身收缩)，干燥收缩及碳化收缩，较大的收缩会引起混凝土开裂。

简介

高强混凝土一般收缩较大，是需要注意的问题。

混凝土在干燥条件下会引起体积缩小；在潮湿条件（或在水中）体积会膨胀。这一现象早在波特兰水泥出现不久就为人们所注意。但如何来解决这－现象，却直到今天仍然是一个争论不休的问题。

长期以来，为了解释混凝土收缩的原理，很多国家的学者虽提出各种不同的理论，较有名的有弗列意新涅和别洛夫等人的毛细管理论，雷日密特和甘光等人的凝胶理论，以及综合这两种理论的谢意金理论等。但基于这些理论，可以概括地认为，混凝土收缩是混凝土在硬化过程中，由于各种原因引起的随时间变化而发生的体积缩小。或者从力学观点看，可以称之谓在零应力状态下混凝土的徐变。

混凝土收缩可以分为：沉缩、化学收缩、干燥收缩和碳化收缩。

混凝土碳化：混凝土碳化是环境中的二氧化碳与水泥中的氢氧化钙作用，生成碳酸钙和水。碳化使混凝土的碱度降低，削弱混凝土对钢筋的保护作用，易导致钢筋锈蚀；碳化显著增加混凝土的收缩，使得混凝土产生细微裂缝，加速钢筋锈蚀；另外使得混凝土的抗压强度增大，但抗拉和抗折强度降低。

分类

混凝土的收缩主要有五种：塑性收缩(plastic shrinkage)、温度收缩(temperature shrinkage)、碳化收缩(carbonation shrinkage)、自生收缩(autogenousshrinkage)和干燥收缩(drying shrinkage)。引起各种收缩的原因和机理可以解释为：

(1)塑性收缩(凝缩)是由于混凝土终凝前水化反应激烈，分子链逐渐形成，出现的体积减缩现象。塑性收缩都发生在混凝土拌和后约3～12h以内，因为发生时混凝土仍处在塑性状态，因此把这种凝缩叫塑性收缩。凝缩的大小约为水泥绝对体积的l%，随混凝土用水量、水灰比增大而增大。

(2)温度收缩是混凝土由于温度下降(在0℃以上)而发生的收缩变形，又叫冷缩。对于大体积混凝土，裂缝主要是由温度变化引起的。

(3)碳化收缩是混凝土中水泥水化物与空气中的C02(在有水分的条件下，真正的媒介是H2C03)发生化学反应的结果。碳化收缩的主要原因在于水泥水化物中的Ca(OH)2结晶体碳化成为CaCO3沉淀。碳化收缩的速度取决于混凝土的含水率、环境相对湿度和构件的尺寸，当空气中相对湿度为100%或小至25%时，碳化收缩停止。碳化收缩相对发展得较晚，而且一般只局限于混凝土表面。

(4)干燥收缩是混凝土干燥时的体积改变，是由于混凝土中水分在新生成的水泥石骨架中的分布变化、移动及蒸发引起的。结构收缩计算主要是针对干燥收缩。国内外有关文献对混凝土的干燥收缩机理进行了分析，认为干燥收缩是由于混凝土内部毛细水分的扩散消失所致。

(5)自生收缩是指混凝土在密封(与外界无水分交换)条件下，因水泥水化反应而产生的自身体积变形。干燥收缩则是混凝土暴露在空气中时因为空隙水散失而引起的体积变形。我们一般所说的收缩是两者之和，即全收缩。根据H．E．Davis等的研究，普通混凝土的极限自收缩应变最大仅为100×10～，因此从实用角度出发可忽视其影响(只有在大体积混凝土中考虑)，而只需考虑干燥收缩的作用。然而高强混凝土因为水灰比小、水泥用量大，表现出的自收缩更早、更快、更明显。有关文献中证实高强混凝土的干燥收缩远小于自生收缩(大约为3：7)，而高强混凝土的自收缩在初始阶段急剧增加，尔后随时间慢慢增大，90%以上的自生收缩都发生在前28d，故其影响不可无视。因此对于干燥条件下的高强混凝土必须同时考虑自生收缩和干燥收缩。

影响因素

用水量影响收缩

混凝土在水中永远呈微膨胀变形,在空气中永远呈收缩变形;

水灰比越大,收缩越大;

泌水量大,表面含水量高,表面早期收缩大;

混凝土含水量越高,表现为水泥浆量越大,坍落度大,收缩越大;

尽早回填土,尽早封闭和装修可减少收缩.

水泥影响收缩

水泥活性越高,颗粒越细,比表面积越大,收缩越大;

矿渣水泥收缩比普通水泥收缩大,粉煤灰水泥及矾土水泥收缩较小;快硬水泥收缩较大,矿渣水泥及粉煤灰水泥的水化热比普通水泥低,故应根据构件厚度决定水泥品种.

水泥用量较少且采用中低强度等级配制的混凝土收缩完成时间约为一年,用量较多且较细的水泥配制混凝土约为二~三年

集料等因素影响收缩