影響混凝土收縮的主要因素

高強(qiáng)混凝土一般收縮較大，是需要注意的問題。

混凝土在干燥條件下會(huì)引起體積縮小；在潮濕條件（或在水中）體積會(huì)膨脹。這一現(xiàn)象早在波特蘭水泥出現(xiàn)不久就為人們所注意。但如何來解決這－現(xiàn)象，卻直到今天仍然是一個(gè)爭(zhēng)論不休的問題。

長(zhǎng)期以來，為了解釋混凝土收縮的原理，很多國(guó)家的學(xué)者雖提出各種不同的理論，較有名的有弗列意新涅和別洛夫等人的毛細(xì)管理論，雷日密特和甘光等人的凝膠理論，以及綜合這兩種理論的謝意金理論等。但基于這些理論，可以概括地認(rèn)為，混凝土收縮是混凝土在硬化過程中，由于各種原因引起的隨時(shí)間變化而發(fā)生的體積縮小?；蛘邚牧W(xué)觀點(diǎn)看，可以稱之謂在零應(yīng)力狀態(tài)下混凝土的徐變。

混凝土收縮可以分為：沉縮、化學(xué)收縮、干燥收縮和碳化收縮。

混凝土碳化：混凝土碳化是環(huán)境中的二氧化碳與水泥中的氫氧化鈣作用，生成碳酸鈣和水。碳化使混凝土的堿度降低，削弱混凝土對(duì)鋼筋的保護(hù)作用，易導(dǎo)致鋼筋銹蝕；碳化顯著增加混凝土的收縮，使得混凝土產(chǎn)生細(xì)微裂縫，加速鋼筋銹蝕；另外使得混凝土的抗壓強(qiáng)度增大，但抗拉和抗折強(qiáng)度降低。

混凝土的收縮主要有五種：塑性收縮(plastic shrinkage)、溫度收縮(temperature shrinkage)、碳化收縮(carbonation shrinkage)、自生收縮(autogenousshrinkage)和干燥收縮(drying shrinkage)。引起各種收縮的原因和機(jī)理可以解釋為：

(1)塑性收縮(凝縮)是由于混凝土終凝前水化反應(yīng)激烈，分子鏈逐漸形成，出現(xiàn)的體積減縮現(xiàn)象。塑性收縮都發(fā)生在混凝土拌和后約3～12h以內(nèi)，因?yàn)榘l(fā)生時(shí)混凝土仍處在塑性狀態(tài)，因此把這種凝縮叫塑性收縮。凝縮的大小約為水泥絕對(duì)體積的l%，隨混凝土用水量、水灰比增大而增大。

(2)溫度收縮是混凝土由于溫度下降(在0℃以上)而發(fā)生的收縮變形，又叫冷縮。對(duì)于大體積混凝土，裂縫主要是由溫度變化引起的。

(3)碳化收縮是混凝土中水泥水化物與空氣中的C0₂(在有水分的條件下，真正的媒介是H₂C0₃)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果。碳化收縮的主要原因在于水泥水化物中的Ca(OH)₂結(jié)晶體碳化成為CaCO₃沉淀。碳化收縮的速度取決于混凝土的含水率、環(huán)境相對(duì)濕度和構(gòu)件的尺寸，當(dāng)空氣中相對(duì)濕度為100%或小至25%時(shí)，碳化收縮停止。碳化收縮相對(duì)發(fā)展得較晚，而且一般只局限于混凝土表面。

(4)干燥收縮是混凝土干燥時(shí)的體積改變，是由于混凝土中水分在新生成的水泥石骨架中的分布變化、移動(dòng)及蒸發(fā)引起的。結(jié)構(gòu)收縮計(jì)算主要是針對(duì)干燥收縮。國(guó)內(nèi)外有關(guān)文獻(xiàn)對(duì)混凝土的干燥收縮機(jī)理進(jìn)行了分析，認(rèn)為干燥收縮是由于混凝土內(nèi)部毛細(xì)水分的擴(kuò)散消失所致。

(5)自生收縮是指混凝土在密封(與外界無水分交換)條件下，因水泥水化反應(yīng)而產(chǎn)生的自身體積變形。干燥收縮則是混凝土暴露在空氣中時(shí)因?yàn)榭障端⑹Ф鸬捏w積變形。我們一般所說的收縮是兩者之和，即全收縮。根據(jù)H．E．Davis等的研究，普通混凝土的極限自收縮應(yīng)變最大僅為100×10～，因此從實(shí)用角度出發(fā)可忽視其影響(只有在大體積混凝土中考慮)，而只需考慮干燥收縮的作用。然而高強(qiáng)混凝土因?yàn)樗冶刃?、水泥用量大，表現(xiàn)出的自收縮更早、更快、更明顯。有關(guān)文獻(xiàn)中證實(shí)高強(qiáng)混凝土的干燥收縮遠(yuǎn)小于自生收縮(大約為3：7)，而高強(qiáng)混凝土的自收縮在初始階段急劇增加，爾后隨時(shí)間慢慢增大，90%以上的自生收縮都發(fā)生在前28d，故其影響不可無視。因此對(duì)于干燥條件下的高強(qiáng)混凝土必須同時(shí)考慮自生收縮和干燥收縮。

用水量影響收縮

混凝土在水中永遠(yuǎn)呈微膨脹變形,在空氣中永遠(yuǎn)呈收縮變形;

水灰比越大,收縮越大;

泌水量大,表面含水量高,表面早期收縮大;

混凝土含水量越高,表現(xiàn)為水泥漿量越大,坍落度大,收縮越大;

盡早回填土,盡早封閉和裝修可減少收縮.

水泥影響收縮

水泥活性越高,顆粒越細(xì),比表面積越大,收縮越大;

礦渣水泥收縮比普通水泥收縮大,粉煤灰水泥及礬土水泥收縮較小;快硬水泥收縮較大,礦渣水泥及粉煤灰水泥的水化熱比普通水泥低,故應(yīng)根據(jù)構(gòu)件厚度決定水泥品種.

水泥用量較少且采用中低強(qiáng)度等級(jí)配制的混凝土收縮完成時(shí)間約為一年,用量較多且較細(xì)的水泥配制混凝土約為二~三年

集料等因素影響收縮

砂巖作骨料收縮大幅度增加;

粗細(xì)骨料中含泥量越大收縮越大;

骨料粒徑越小,砂率越高,收縮越大;

配筋率越大,收縮越小,但配筋率過大則會(huì)增加混凝土的拉應(yīng)力;

外加劑及摻合料選擇不當(dāng),嚴(yán)重增加收縮;

環(huán)境及養(yǎng)護(hù)影響

環(huán)境濕度越大,收縮越小;越干燥收縮越大.

風(fēng)速越大,收縮越大,注意高空現(xiàn)澆混凝土;

早期養(yǎng)護(hù)時(shí)間越長(zhǎng),收縮越小;早期不注意養(yǎng)護(hù),收縮加大;

環(huán)境及混凝土溫度越高,收縮越大;

混凝土暴露面越大,收縮越大,停工暴露時(shí)間長(zhǎng)收縮增大.2100433B

硬化混凝土收縮率比，收縮率參照GBJ82，基準(zhǔn)混凝土試件應(yīng)在3D齡期（從攪拌混凝土加水時(shí)算起）從標(biāo)養(yǎng)室取出移入恒溫恒濕室內(nèi)3~4H測(cè)定初始長(zhǎng)度，經(jīng)90D后再測(cè)量其長(zhǎng)度。

收縮率參照GBJ82，基準(zhǔn)混凝土試件應(yīng)在3D齡期（從攪拌混凝土加水時(shí)算起）從標(biāo)養(yǎng)室取出移入恒溫恒濕室內(nèi)3~4H測(cè)定初始長(zhǎng)度，經(jīng)90D后再測(cè)量其長(zhǎng)度。受檢負(fù)溫混凝土，在規(guī)定條件養(yǎng)護(hù)7D，拆模后標(biāo)養(yǎng)3D，從標(biāo)養(yǎng)室取出后移入恒溫恒濕室內(nèi)3~4H測(cè)定初始長(zhǎng)度，經(jīng)90D后，再測(cè)量其長(zhǎng)度2100433B