2000混凝土的自收缩及其研究进展
混凝土的自缩及其控制措施
混凝土的自缩及其控制措施混凝土是一种广泛使用于建筑工程中的材料，其自缩性能对建筑物的结构和使用寿命有着重要的影响。
混凝土自缩是指混凝土在固结过程中由于水分的蒸发和反应产物的转化而引起的体积变化现象。
这种体积变化对混凝土的强度、抗龟裂性、性能稳定性以及外观美观度都会造成一定的影响，因此需要采取控制措施来减小其负面影响。
混凝土的自缩类型混凝土的自缩可分为两种类型：收缩性和膨胀性。
收缩性自缩是指混凝土在固结过程中由于水分的蒸发而引起的收缩。
一般来说，混凝土的收缩性自缩会导致混凝土龟裂，影响其性能。
因此，需要采取控制措施来控制混凝土的收缩性自缩。
膨胀性自缩是指混凝土中水泥的水化反应所产生的化学反应产物和自由水所引起的膨胀。
一般来说，膨胀性自缩可以改善混凝土的性能，不过过度的膨胀也会对混凝土的强度和性能稳定性产生负面影响。
混凝土自缩的控制措施对于混凝土自缩，我们需要采取一系列的控制措施来减小其负面影响。
下面介绍常见的混凝土自缩控制措施：1. 控制水灰比混凝土的水灰比是混凝土中水与水泥重量之比。
增加混凝土的水灰比可能会增加混凝土的自缩，因此需要控制水灰比在合理的范围内。
一般建议水灰比控制在0.4~0.5之间，以减小混凝土的自缩。
2. 减少混凝土配料中的膨胀材料混凝土中的膨胀材料如石膏、膨胀土等，会增加混凝土的自缩。
因此在配料的过程中，要尽可能减少膨胀材料的含量，减小混凝土的自缩。
3. 加入膨胀剂如果需要利用膨胀性自缩来改善混凝土的性能，可以向混凝土中加入膨胀剂。
膨胀剂通过控制混凝土水灰比、改善混凝土配料、抑制其自缩等方法来控制混凝土的自缩，从而改善混凝土的性能。
4. 添加缓凝剂混凝土中的水泥水化反应会产生膨胀，而添加缓凝剂可以控制这种膨胀。
添加缓凝剂后，混凝土可以适当延长时间来进行水泥的水化反应，这样可以减小混凝土的自缩。
5. 采用隔离层和防龟裂措施龟裂是混凝土自缩的常见影响之一，因此需要采取隔离层和防龟裂措施来减小其负面影响。
高性能混凝土的自收缩机理研究
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Content of cement + SF/
( kg·m - 3) 500 + 0 450 + 50 500 + 0 450 + 50 500 + 0. 450 + 50 500 + 0 450 + 50 500 + 0 450 + 50
表 1 混凝土配合比和性能 Table 1 Mix proportions and properties of concrete
Y ang Q uanbi ng (College of Materials Science and Engineering , Tongji Universi2 ty , Shanghai 200433)
混凝土自收缩是指混凝土在不与外界发生水分交换条 件下产生的收缩 , 它随着混凝土水灰比 m ( w) / m (c) 的降 低 , 以及硅灰的掺入而增大. 水灰比高时 , 自收缩现象不是 混凝土收缩的主要方面 , 然而随着混凝土 m (w) / m (c) 的不 断降低 , 自收缩在混凝土收缩中的权重越来越大 , 对它的研 究也愈受重视[1～3 ] . 由于混凝土的自收缩现象同时伴随着 混凝土内部湿度降低 , 因此也称为自干燥现象[4 ] .
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采用常规混凝土收缩测定试件的初始长度 , 然后试件放置 在恒温 (20 ±1) ℃恒湿 (65 % ±2 % ,相对湿度 RH) 室 , 继续 测定长度变化. 1. 2. 2 内部湿度 用于混凝土内部湿度测定的试件为长 30 cm , 直径为6 cm的圆柱体. 到预定测定龄期后 , 迅速从 圆柱体中切取约 2 cm 的薄片 , 然后快速用锤子把薄片敲成 小于 1 cm 的碎块 , 立刻装入 50 ml 的玻璃试管中 , 并用橡皮 塞塞紧. 一定时间后 , 打开橡皮塞 , 把露点湿度仪 (型号为 Protimeter) 插入试管中测定湿度 , 试验在恒温恒湿室内进 行. 1. 2. 3 可蒸发水 湿度测完后 , 试件用于测定混凝土的 可蒸发水量. 105 ℃下试件的失水量定义为混凝土总可蒸发 水量βe ; 3. 3 kPa 的真空度下抽 6 h 后试件的残余可蒸发水 量定义为无效蒸发水 βr . βe 和 βr 由下式计算
混凝土自缩的分析及技术措施
混凝土自缩的分析及技术措施王贺欣(牡丹江市宏达工程建设监理有限公司，黑龙江牡丹江157000)喃翮本文主要阐述了混凝土的自缩及产生积理、影响混凝土自缩的因素和控制自缩的方法等问题。
鹾莲露阃混凝土；自缩；分析；技术措施近年来，随着混凝土科学的发展，尤其是高效减水剂和矿物掺合料在混凝土中的广泛应用，混凝土的7J v-炙比(或水胶比)大大降低。
这种低水灰比的渥凝土有很高的强度和很低的渗透性，在不发生裂缝的前提下是十分耐久的。
但在低水灰比的情况下，强烈的水化会促使混凝土中毛细管弯月面快速向内推进和相对湿度的很快下降，在混凝土中出现自干燥现象。
混凝土的白干燥必将引起混凝土宏观体积的减小，这种现象被称为混凝土的自缩。
在低水灰比的情况下，混凝土在硬化的早期就会产生很大的自缩。
在实际的混凝土工程中，混凝土又不可避免地受到约束的作用。
在约束存在的情况下，这种高自缩的混凝土发生开裂的可能性大大增加。
由于混凝土的自缩与混凝土的早期开裂现象关系紧密，因此，有必要对混凝土的自缩性能加以研究和实践。
1混凝土的自缩及产生机理混凝士的自缩是指混凝土硬化阶段，在恒温、与外界无水分交换的条件下混凝±宏观体积的减小。
自缩和干缩不同，它在混凝土体内相当均匀地发生，而不仅仅在混凝土表面发生。
混凝土自缩是混凝土中水泥水化形成的混凝土内部空隙产生的毛细管张力造成的。
其具体过程如下：水泥和水发生水化作用时，所形成的水化产物的体积小于水泥和水的总体积，在混凝土具有较大流动性时，混凝土通过宏观体积的减小来补偿水泥水化产生的体积变化，随着水泥水化的进行，混凝土的流动性逐渐嘲氏，混凝土不能完全靠宏观体积的减小来补偿水泥水化产生的体积变化，这时混凝土通过形成内部空隙和宏观体积减小两种形式补偿水泥水化产生的体积变化。
随着水泥水化的进一步发展，混凝土产生一定的强度，这时混凝士主要通过形成内部空隙来补偿水泥水化产生的体积变化。
在混凝土终凝以后，虽然水泥水化产生的体积变化主要通过形成内部空隙来补偿，但由于内部空隙的形成而产生的毛细管张力将使混凝土的宏观体积收缩。
混凝土收缩理论的研究与发展
Ｐ ｎ ｌ 出 的 Ｂ 式 等 ，而在 我 国 目前 采 ａｕ 提 ａ Ｐ
的 不断 研 究和 实践 经验 积 累 ，人 们 在 对
混凝 土 收 缩 的认 识 （ 括 收 缩对 结 构 影 包
用 中 国建筑 科 学研 究 院 《 混凝 土收 缩 与 徐 变 试验 研 究 》专题 协 作 组 提 出 的多 函
同 时测 试 方 法 的滞 后 则直 接 影 响 到测 试
结果 的； 隹确 性 。 在 ２ ０ 年 ＲＬ Ｍ 召 开 ００ Ｉ Ｅ
Ｓ ｒ ｋｇ ｏ Ｃｏ ｃｅ ｅ ０ ０国 际 会 议 ｈｉ ａ ｅ ｆ ｎ ｒｔ２ ０ ｎ
首 先 ，大量 的研 究 工作 仍 然停 留在
宏 观 表 象 的层 次 上 ， 因此 所得 出的 结论
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面ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ，都 取 得 了很 大 的成 果 ，并且 在 不 断
过 水泥 石 的抗 拉 极 限 而造 成 的 。但 由于 干燥 收缩 是 从混 凝 土 表面 开 始 的 ，其 表
发展 进步 。
其 次 ，关于 各 种 收缩 的定 义 尚未完 的标 准 ，制 约 了该 领 域 研 究 的进 一 步发 展 。 以往 人 们 最 为 关注 的 是 干燥 收 缩 ， 关 于 干燥 收缩 形成 了 比较 统一 而 明 确 的 概 念 ，尽 管 如 此 ，各国 的 标准 干 燥 试验
上 ，一 个 重 要 的议 题 即是 ．怎 样； 地 隹确
力 理 论 （ｓ ｉｉ ｒｓｕｅ。 各 理 论 均 ｄ ｊｎ ｇｐｅ ｓ ｒ） ｉｏ ｎ 在 一 定范 围 内适 用 于 干缩 变形 的描 述 ， 而 其 中又 以毛 细管 张 力理 论 应 用 更 为广 泛 。 该理 论认 为 ：干燥 收缩 的张 力是 由
混凝土的自缩及其控制措施
混凝土的自缩及其控制措施1. 简介混凝土的自缩是指在混凝土浇筑成型后，由于混凝土内部的荷载和水分迁移，而引起的体积缩小现象。
自缩会引起混凝土内部的应力变化，过大的应力变化会引起裂缝的产生，从而降低混凝土的强度和耐久性。
因此，混凝土的自缩及其控制措施已成为混凝土结构设计和施工中的重要问题之一。
2. 自缩的原因混凝土的自缩是由于混凝土内部的水分逐渐蒸发引起的。
当混凝土内部的水分逐渐从孔隙中排除时，混凝土的干燥收缩会引起混凝土的体积缩小现象。
此外，混凝土在利用水泥水化反应产生的水分的同时，也会生成钙矾土胶体等物质，这些物质的形成也会引起混凝土的体积缩小。
3. 自缩的影响混凝土的自缩会导致混凝土内部的应力变化，从而引起混凝土的裂缝。
混凝土的裂缝会严重影响混凝土的强度和耐久性。
此外，混凝土的自缩还会引起混凝土结构的变形，从而影响混凝土结构的使用功能。
4. 自缩的控制措施为了控制混凝土的自缩，可以采取以下措施：4.1 控制混凝土配合比合理的配合比可以降低混凝土的自缩率。
通常可以通过减少水灰比或使用减水剂等方式控制混凝土的自缩。
4.2 使用混合材料使用混合材料如矿渣粉、粉煤灰、棕榈油渣等可以控制混凝土的自缩。
这些混合材料能够调节混凝土的水泥胶体及钙矾土胶体的生成，从而降低混凝土的自缩率。
4.3 加强养护充分的养护可以降低混凝土的自缩率。
养护期间，应保持混凝土的湿度和温度，避免混凝土过早干燥。
4.4 选择合适的混凝土材料选择合适的混凝土材料可以降低混凝土的自缩率。
选择粒径适中的骨料和合适的水泥等混凝土材料可以控制混凝土的自缩。
4.5 控制施工条件施工条件的控制也可以降低混凝土的自缩率。
如在高温季节控制混凝土的温度，避免早拆模。
5. 结论混凝土的自缩是混凝土结构设计和施工中必须重视的问题。
选择合适的控制措施可以降低混凝土的自缩率，保证混凝土结构的强度和耐久性，从而提高混凝土结构的使用性能。
混凝土的自缩及其控制措施
混凝土的自缩及其控制措施混凝土是建筑、道路、桥梁、水利工程等基础设施建设中不可或缺的重要材料，其性能指标直接影响工程的质量和寿命。
在混凝土的使用过程中，由于各种因素的影响，容易出现自缩现象，导致混凝土的开裂和变形，影响工程的安全和使用寿命。
为了有效控制混凝土的自缩问题，本文将从自缩的原因、影响、控制措施等方面进行探讨。
一、混凝土的自缩原因混凝土自缩，是指混凝土在硬化过程中，由于内部水分的减少和固化物质间自然收缩，导致体积缩小的现象。
混凝土的自缩原因主要有以下几点：1.水分含量：混凝土中水分含量的多少，直接影响混凝土的自缩。
当水分含量较大时，混凝土的自缩量也越大。
2.水泥熟化度：水泥的熟化度越高，混凝土的自缩量越大。
这是因为水泥的熟化度高，表示水泥中熟料反应已达到一定程度，而这个过程产生了大量的膨胀热，同时水泥的骨架已形成，原来间隙处也形成了结晶，导致混凝土自缩量比较大。
3.外界环境温度：当温度较高时，混凝土的自缩也会比较大。
这是因为温度升高能促进混凝土内部水分的蒸发和水泥的固化反应，导致混凝土体积缩小。
4.材料配合比：混凝土中石粉和粗骨料的比例、水泥熟料和矿物掺合料的比例以及水泥和水的用量等都会直接影响混凝土的自缩。
二、混凝土自缩的影响混凝土自缩会影响混凝土的使用寿命和工程质量，具体表现如下：1.开裂：混凝土自缩会导致混凝土内部应力的增加，一旦应力超过强度极限，就会引起裂缝的产生。
裂缝的产生不仅影响外观美观，还会加速混凝土的老化，对工程安全和使用寿命造成威胁。
2.变形：混凝土自缩会导致混凝土体积的变小，从而引起混凝土变形。
这种变形有时会导致混凝土结构变形失稳，从而影响建筑物的使用寿命。
3.耐久性下降：混凝土自缩会导致混凝土内部的开裂和变形，使混凝土的耐久性下降。
由于混凝土往往处于恶劣的使用环境，如大气污染、化学腐蚀等，一旦混凝土的耐久性下降，就很容易被外界环境破坏。
三、混凝土自缩控制措施为了控制混凝土自缩，保证混凝土的使用寿命和工程质量，需要采取相应的控制措施。
混凝土收缩的机理及控制方法
混凝土收缩的机理及控制方法混凝土收缩的机理及控制方法一、引言混凝土是一种常用的建筑材料，其性能直接影响着建筑物的质量和寿命。
在混凝土的使用过程中，会出现一些问题，如收缩现象。
混凝土收缩是指混凝土在硬化过程中体积缩小的现象，它会导致混凝土出现裂缝，影响建筑物的使用效果。
因此，混凝土收缩的机理及控制方法是混凝土研究的重要方向之一。
二、混凝土收缩机理1.水化反应引起的收缩混凝土的硬化过程是一个水化反应的过程，水化反应会释放出热量，并且使混凝土体积发生收缩。
这是混凝土收缩的主要原因之一。
2.干燥收缩混凝土在干燥过程中，水分会从混凝土中蒸发出去，导致混凝土体积缩小，这也是混凝土收缩的原因之一。
3.温度影响混凝土在受到温度影响时，也会发生收缩现象。
当混凝土受到低温影响时，其体积会缩小，反之则会膨胀。
4.内部应力引起的收缩混凝土内部存在着一些应力，如冷却后的收缩应力、干燥时的收缩应力、硬化时的收缩应力等，这些应力会导致混凝土体积缩小。
5.材料的影响混凝土的材料也会影响混凝土的收缩。
例如，使用不同的水泥、砂、骨料等材料，会导致混凝土的收缩程度不同。
三、混凝土收缩控制方法1.控制混凝土材料的选择混凝土的材料会直接影响混凝土的收缩程度，因此，在混凝土制作过程中，应选择适合的材料，并控制其使用量，以达到控制混凝土收缩的目的。
2.控制混凝土的水灰比混凝土的水灰比对混凝土收缩也有很大的影响。
如果控制水灰比合理，可以减少混凝土的收缩程度。
3.控制混凝土的硬化温度混凝土在硬化过程中，温度的影响也很大。
控制混凝土的硬化温度，可以减少混凝土的收缩程度。
4.使用收缩剂收缩剂是一种可以减少混凝土收缩的化学物质。
在混凝土制作过程中，添加适量的收缩剂，可以有效地控制混凝土收缩。
5.使用膨胀剂膨胀剂是一种可以增加混凝土体积的化学物质。
在混凝土制作过程中，添加适量的膨胀剂，可以降低混凝土的收缩程度。
6.控制混凝土的施工条件混凝土在施工过程中，施工条件也会对混凝土的收缩产生影响。
混凝土自由收缩试验方法的研究及应用
混凝土自由收缩试验方法的研究及应用一、引言混凝土是建筑结构中广泛使用的一种材料，但在使用过程中，混凝土常常出现收缩现象，这会给建筑结构的稳定性造成影响。
因此，混凝土的自由收缩试验方法的研究及应用十分重要。
本文旨在对混凝土自由收缩试验方法进行详细的研究和分析，以期为混凝土工程师提供优质的参考。
二、混凝土自由收缩的原因混凝土自由收缩是由于混凝土内部的水分蒸发和混凝土龄期增长而导致的。
混凝土中的水分在混凝土硬化后会逐渐蒸发，从而导致混凝土体积缩小。
此外，混凝土龄期增长也会导致混凝土自由收缩。
三、混凝土自由收缩试验方法1.试验设备混凝土自由收缩试验需要使用到的设备包括：测量仪器（如应变计、变形计等）、试验机、样品制备设备等。
2.试验方法混凝土自由收缩试验主要包括两种方法：干燥收缩试验和自由收缩试验。
其中，干燥收缩试验是将混凝土试样在常温下干燥，测量试样的长度变化，以确定混凝土的干燥收缩系数。
自由收缩试验是将混凝土试样在一定湿度下放置，测量试样的长度变化，以确定混凝土的自由收缩系数。
3.试验标准混凝土自由收缩试验的标准主要包括：GB/T 50082-2009《混凝土结构工程施工质量验收规范》、GB/T 50081-2002《混凝土结构设计规范》等。
四、混凝土自由收缩试验方法的应用混凝土自由收缩试验方法在混凝土工程中具有重要的应用价值。
其应用主要表现在以下几个方面：1.确定混凝土的收缩量，从而为混凝土结构的设计和施工提供依据。
2.评估混凝土的质量，检查混凝土的收缩量是否符合国家标准。
3.研究混凝土自由收缩规律，为混凝土的材料研究提供参考。
4.指导混凝土维修和加固工作，提高混凝土结构的使用寿命。
五、混凝土自由收缩试验方法存在的问题及解决方法混凝土自由收缩试验方法在实践中存在一些问题，主要包括：1.试验结果误差大，影响了混凝土结构的设计和施工。
2.试验周期长，增加了工程周期。
3.试验方法不够标准化，导致试验结果的可靠性不高。
混凝土自收缩测量方法的进展
膨 胀现象 。
【 关键词 】 混凝土 ； 自收缩 ； 测量方法
【 中图分 类号 】 Ｔ ５８０ Ｕ ２．
【 文献标识码 】 Ｂ
【 文章编号 】 １０ — ８４ ２ １ ） ００ — ３ ０ １ ６６ （００ １ ０７ ０ ０—
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混凝土的自缩及其控制措施
混凝土的自缩及其控制措施混凝土是一种常用的建筑材料，它具有结构坚固、耐久性强、抗压性能好等优点。
但是，随着混凝土在施工过程中不可避免地遇到自缩问题，这不仅影响混凝土结构的质量，还会使施工过程中出现一些质量问题。
因此，进行混凝土自缩的控制十分重要，本文将从自缩的原因、影响以及控制措施三方面进行探讨。
一、自缩的原因混凝土在施工中会发生自缩，主要原因有下面三点。
1、水分的挥发：混凝土的制备需要大量的水分，一方面是为了保证混凝土的流动性和密实度，另一方面是在混凝土固化后，水分会逐渐蒸发，从而形成孔隙和空气。
孔隙和空气会导致混凝土的密实度降低，甚至影响混凝土的强度。
2、混凝土内部温度差：混凝土的温度是影响自缩的重要因素之一，当混凝土中心部位的温度高于表面温度时，混凝土会产生自缩。
这是因为温度高的混凝土中含有的水分更多，自缩程度也就更大。
3、活性矿物引起的自缩：混凝土中的活性矿物质，包括硬化矿物和半硬化矿物质，这些矿物质在混凝土中固化后会产生结晶反应，从而引起自缩。
二、自缩的影响混凝土自缩会对混凝土结构的强度和密实度产生影响，同时还会导致一些其他的质量问题。
1、空鼓和裂缝：混凝土自缩之后，混凝土结构的内部混凝土与混凝土之间的附着力减弱，同时混凝土内部空气孔隙的增多会导致混凝土出现空隙和空鼓，长期累积会引起混凝土的裂缝。
2、表面开裂：由于混凝土自缩导致的表面破裂和开裂，这将对混凝土的耐久性、防水性和美观度造成重大影响，导致建筑物的功能和外观受影响。
三、控制措施为了控制混凝土自缩的影响，需要采取有效的控制措施，包括以下方面。
1、粉煤灰的使用：粉煤灰在混凝土中能够起到弥补水泥体积收缩（自缩）的作用，这样可以减少混凝土自缩的程度。
此外，对于有活性矿物的混凝土，在掺入粉煤灰时需要控制矿物质的配比，以降低其对混凝土自缩的影响。
2、添加合适的膨胀剂：合适的膨胀剂对混凝土自缩的防止和控制都有一定的作用，可以协调混凝土中水泥水化反应的速度，减少混凝土自缩的程度。
混凝土的自缩性研究
价值工程
混凝 土 的 自缩 性研 究
ＴｈｅＲｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｌ－ｃ ｎｄｅ ａ ｉ ｈｒ ｎ ｇ ｆＣｏ ｒ ｔ ｓ ａ ｃ ｆｔ Ｓｅｆ ｏ ｈｅ ｎｓ ｔｏｎ Ｓ ｉ ｋａ ｅ ｏ ｎｃ ｅ ｅ
高 文 龙 Ｇａ ｅｌｎ ； 兴 刚 Ｚ ａ ｇＸ ｎ ｇ ｎ ｏＷ ｎｏ ｇ 张 ｈ ｎ ｉｇ ａ ｇ
文 献 标识 １（ ０ ００ － ２ ２ ０ １０ — ３ １２ １ ）４ ０ ０ － １
ｌ综述
小作用能保持很长时间： 其取代量为 １％时就对 自缩 有明显的减小 ０
近年来 ， 随着 混凝 土 科 学 的发 展 ， 其 是 高 效 减 水 剂 和 矿 物 掺 作用。（ ） 尤 ４ 其他 因素对 自缩 的影响。温度对水泥浆体 的自缩影响很 合 料在 混凝 土 中 的广 泛 应 用 ， 凝 土 的水 灰 比 （ 水 胶 比 ） 大 降 大 ， １～ ０ 混 或 大 在 ５ ４ ℃范 围 内 ， 泥 浆体 的 自缩 值和 自缩 速度 随温 度 的增 加 水 低。在低水灰比的情况下 ， 混凝土在硬化 的早期就会产生很大的 自 而增 加 。 灰 比对 自缩 值 的影 响 比较 大 ， 水 随水 灰 比减 小 ， 凝 土 的 自 混 缩 。 实 际 的混 凝 土工 程 中 ， 凝 土又 不可 避免 地 受 到 约 束 的作 用 。 缩值 和 自缩 速度 增大 。随养 护 龄 期 的增 加 ， 在 混 自缩值 逐 渐 增大 ， 早期 自 在约束存在的情况下 ， 这种高 自缩的混凝 土发生开裂的可能性大大 缩值 增 加 得 非 常 快 ， 以后 发 展 比较 缓 慢 。 混凝 土 中骨 料 的含 量 对 混 增加。 凝土 自缩值 的影响很大 ， 随着 骨料的含量增加 ， 混凝 土的 自缩值减 ２混 凝土 的 自缩及 产 生 机 理 小。骨料的种类对混凝土 的自缩也有影响 ， 人工轻骨料混凝土的 白 混凝 土 的 自缩 是 指 混 凝 土 硬 化 阶段 （ 凝 以后 ）在 恒 温 、 外 缩值 比普通混凝土小 ， 终 ， 与 且轻骨料混凝土的 自缩值随着轻骨料 的含湿 界 无水 分 交换 的条 件 下 混凝 土 宏 观体 积 的减 小 。 自缩 和 干缩 不 同 ， 量和干密度 的增加而减 小。 在混凝土中掺加 ６ ％体积分量的钢纤维 ， 它 在 混凝 土体 内相 当均 匀地 发 生 ， 不仅 仅 在 混 凝 土表 面 发 生 。 而 可 以降 低 自缩 值 ２ ％左 右 。 Ｏ 般认为， 混凝土 自缩是混凝土 中水泥水化形成 的混凝土内部 ３控 制 自缩 的方 法 空 隙产 生 的 毛 细 管 张 力造 成 的。 其 具体 过 程 如 下 ： 和 水 发 生水 水泥 综 上所 述 ， 混凝 土 的 自缩 是在 混凝 土 硬 化 阶段 中 由于 水泥 水 化 化作 用 时 ， 形 成 的 水 化产 物 的体 积 小 于 水 泥和 水 的 总体 积 ， 混 产生的毛细管张力作用的结果 ，自缩值 的大小受到原材料的种类、 所 在 凝土具有较大流动性时 ， 混凝土通过宏观体积 的减小来补偿水泥水 配合比以及外界条件 的影响。 综合水泥、 矿物掺合料对 自缩的影响， 化产生 的体积变化 ， 随着水泥水化 的进行 ， 混凝土的流动性逐渐 降 可将其影响分为材料 的活性和材料的细度两个方面 。 低， 混凝土不能完全靠宏观体积的减 小来补偿水泥水化产生 的体积 ３１ ． 材料细度的影响。 在材料活性相近的情况下 ， 同样龄期时较 变化， 这时混凝土通过 形成 内部空隙和宏观体积减 小两种形式补偿 细的材料引起的 自缩值较大 ， 正如较细的水泥或矿渣产生较大 的自 水 泥水 化 产 生 的体 积 变 化。 在 早 期 混凝 土 强度 较 低 时 ， 凝 土 自缩 缩 。这是由于 ：１ 较细的材料水化较快 ， 混 （） 产生较大的水 的消耗 ；２） （ 的 发展 速 度将 很 大 。 较 细 的 材 料使 毛 细 管 细化 ， 细 的毛 细 管 失水 时 产 生较 大 的 张 力。 较 影 响混凝 土 自缩 的因素 ：１ （ ）水泥 对 自缩 的影响 。根据 Ｅ・ ３２材料活性 的影响。在 材料细度相近 的情况下，在同样龄期 ． Ｔ ｚｗ 等 人 的 实验 结 果 ， 同种 水 泥 净 浆 的 自缩 能 力是 不 同 的 。铝 ａａ ａ 不 时， 活性较高的材料 引起较大的自缩。 不同品种的水泥而言， 就 铝酸 酸盐水泥和早 强水泥 的自缩值较大 ， 而中热 、 低热水泥 的自缩值 较 盐水泥和早强水泥的活性较普通硅 酸盐水泥大 ，其 自缩值也较大 ； 小 ， 渣水 泥 后 期 的 自缩 值 较 大 （ １ 期 时 的 自缩 值 大 于 普 通 水 矿 ２ ｄ龄 中热、 低热水泥 的活性较普通硅酸盐水泥小 ， 自缩值也较小。 其 泥 的 自缩 值 ）水 泥 的细 度 对 自缩值 也 有 影 响 ， 细 的水 泥 在 早 期表 。 较 就 比表面积相近的矿渣和粉煤灰矿物掺合料而言， 矿渣的活性 现 出较 大 的 自缩 速 度 。 ２） 加 剂 对 自缩 的影 响。 加 高 效减 水 剂 来 （ 外 掺 要大于粉煤灰 ， 因而掺加粉煤灰可 以减 少 自缩而掺加矿渣则 不能减 增大流动度时 ， 高效减水剂可稍微 降低 自缩值 ， 但不 同类型、 同掺 少 自缩 。 由于矿 渣 水 泥 中矿 渣 的颗 粒 很粗 ， 不 而 活性 较 小 ， 以矿 渣 水 所 加量 的高 效减 水 剂 对 自缩 的作 用 差 别很 小 。 干缩 减 少 剂 可减 小 自缩 泥 的自缩值小于普通硅酸盐水泥的 自缩值。 加入经防水处理 的粉末 值 ５ ％， ０ 这可能与干缩减 少剂可减 小毛细水的表 面张 力有关。膨胀 能 减 小 自缩 值 ， 其原 因可 能 有 以下 两 点 ： １这 种 憎 水 性 物质 的活 性 （） 剂对 自缩 的作 用 取 决 于 它 的种 类 ， 些氧 化 钙 型 的膨 胀 剂 可 以减 小 某 很低 ， 就相 当于加入 了惰性材料 ， 少 了活性材料 ；２） 物质 的 减 （ 这种 自缩 ； 其 他 类 型 的 膨 胀 剂 虽 在 早 期 有 膨 胀 ， 随后 的 收缩 速度 与 而 但 加 入 使 毛细 管 的管 径 变粗 。 空白样相同。 引气剂对混凝土的 自缩没有影响。 ３ 矿物掺合料对 自 （） ３３ 小混凝土 自缩 的方法。通过上述分析， ．减 从原材料 的种类、 缩 的影 响 。在 水 泥 中加 入 比表 面 积 在 ４ ０平 方米 ／ 克 以上 的矿 渣 ０ 千 配合比来综合考虑控制混凝土的 自缩 的方法。 减少混凝 土自缩的途 时， １０ 自缩值随矿渣的掺量（ 其 ２ ｄ的 不大于 ７ ％） 大而增大 ； ０ 增 而在 径 大 致 可 分 为 以 下 几 点 ：１ （ ）尽 量 避 免 使用 高 细度 的 水 泥和 矿 渣 。 水泥中加入 比表面积为 ３ ８ 方米／ ３平 千克的矿 渣时， １０ 其 ２ ｄ的自缩 （） ２ 硅灰和矿渣 的掺量不要太大 ； 使用偏高岭土做矿物掺合料时 ， 避 值不随矿渣的掺量（ 不大于 ７ ％） ０ 改变而增大。 在水泥 中掺加硅灰将 免使用 １％的取代量。（ 在混凝土中掺加一定量的粉煤灰作为矿 ０ ３） 使 混凝 土 的 自 值 增 大 ； 缩 硅灰 的掺 量 越 大 ， 泥 浆 自缩值 越 大。 凝 水 混 物掺合料。（ 考虑使用于缩
混凝土的收缩性能研究与控制
混凝土的收缩性能研究与控制混凝土是一种常用的建筑材料，其基本组成是水泥、骨料、粉料和适量添加剂，在施工过程中，混凝土会发生收缩现象，这对于结构的耐久性和安全性都会产生影响。
因此，研究混凝土的收缩性能及其控制方法具有重要的意义。
本文将对混凝土的收缩性能进行探讨，并提出有效的控制措施。
一、混凝土的收缩类型混凝土的收缩主要包括干缩、塑性收缩和硬化收缩三种类型。
1. 干缩干缩是指混凝土在干燥环境下水分流失所导致的收缩。
干缩是混凝土中最常见的收缩类型，其主要原因是水分蒸发和水泥基体的收缩。
在施工过程中，混凝土在浇筑后，由于水分流失，会出现表面龟裂、收缩裂缝等问题，从而影响混凝土的强度和耐久性。
2. 塑性收缩塑性收缩是指混凝土在初始凝固阶段由于水泥浆体的减少导致的收缩。
在混凝土浇筑后，由于水泥浆体的减少，会出现体积收缩现象，从而引起混凝土的收缩。
塑性收缩通常会在混凝土的早期阶段发生，通过合理的施工措施可以有效地控制其发生。
3. 硬化收缩硬化收缩是指混凝土在硬化过程中由于水化反应引起的收缩。
在混凝土中，水泥与水反应产生硬化过程，这个过程会伴随着水分的流失，从而引起混凝土的收缩。
硬化收缩是混凝土中最主要的收缩类型，也是对混凝土收缩性能进行研究和控制的重点。
二、混凝土收缩性能的研究方法为了研究混凝土的收缩性能，需要进行一系列的试验和测量。
1. 干缩试验干缩试验是研究混凝土干缩性能的常用方法之一。
试验过程中，将混凝土试样暴露在恒定温度和湿度下，通过测量试样的收缩量来研究混凝土的干缩性能。
通过干缩试验可以获取混凝土的收缩曲线，了解其收缩特性以及可能导致收缩的因素。
2. 塑性收缩试验塑性收缩试验是研究混凝土塑性收缩性能的常用方法之一。
试验过程中，将混凝土浆体充满压力室，在恒定温度下测量浆体的收缩量。
通过塑性收缩试验可以评估混凝土的流动性和凝结变形特性，为控制塑性收缩提供依据。
3. 硬化收缩试验硬化收缩试验是研究混凝土硬化收缩性能的常用方法之一。
自密实混凝土收缩性能影响因素的研究进展
自密实混凝土收缩性能影响因素的研究进展自密实混凝土是一种特殊的混凝土，通过添加外加剂或改变混凝土配合比，使其具有良好的流动性和自我充实能力。
自密实混凝土在建筑工程中被广泛应用，但其在硬化过程中存在一定的收缩问题。
混凝土收缩性能的研究对于提高混凝土的使用性能和延长其使用寿命具有重要意义。
本文将对自密实混凝土收缩性能的影响因素进行综述，并对未来的研究方向进行展望。
1.外加剂的影响：自密实混凝土中常使用的外加剂包括减水剂、粘结剂和填充剂等。
这些外加剂的添加量和特性对混凝土的收缩性能有重要影响。
例如，添加适量的高效减水剂可以改善混凝土的流动性和控制水胶比；添加微粉煤灰等填充剂可以有效减少混凝土的收缩变形。
2.水胶比的影响：水胶比是混凝土中水和水泥胶体的比例。
水胶比的增加会导致混凝土的收缩性能的恶化。
因此，在自密实混凝土中控制适当的水胶比是减少混凝土收缩的重要手段之一3.骨料的影响：骨料是混凝土中占据主导地位的成分，其大小、形状和表面性质对混凝土的收缩性能有重要影响。
较粗的骨料可以减少混凝土中的干缩和湿缩变形，而较细的骨料对混凝土的收缩性能则具有不利影响。
4.温度的影响：温度是混凝土收缩的主要驱动力。
高温会加速混凝土的干缩和湿缩变形。
因此，在自密实混凝土的设计和施工过程中，要合理控制施工温度，并采取相应的温度控制措施。
在目前的研究中，对自密实混凝土收缩性能的影响因素进行了大量的实验和理论研究。
然而，目前的研究仍然存在一些不足之处。
首先，现有研究主要关注混凝土的干缩和湿缩变形，对于其他类型的收缩变形如热收缩和徐变收缩的研究相对较少。
其次，对于不同类型的自密实混凝土，在外加剂、水胶比和骨料等因素的影响下，其收缩性能也存在差异。
目前的研究主要关注了其中一种类型的自密实混凝土，缺乏对不同类型混凝土的比较和分析。
未来的研究可以从以下几个方面展开。
首先，可以进一步研究不同类型混凝土的收缩性能，在不同环境条件下进行试验研究。
混凝土自由收缩原理剖析
混凝土自由收缩原理剖析一、前言混凝土作为一种重要的建筑材料，其在建筑工程中的应用越来越广泛。
在混凝土的使用过程中，会出现自由收缩的现象，这是由于混凝土中的水分逐渐蒸发引起的。
本文将对混凝土自由收缩的原理进行剖析，以帮助读者更好地理解这一现象。
二、混凝土自由收缩的概念混凝土自由收缩是指混凝土在没有外力作用下，由于水分逐渐蒸发而产生的收缩现象。
混凝土中的水分主要来自于混凝土制备过程中加入的水和混凝土中原有的水分。
在混凝土制备过程中，水和水泥混合后会产生水化反应，形成硬化的混凝土。
同时，混凝土中的水分也会逐渐蒸发，导致混凝土的自由收缩。
三、混凝土自由收缩的原理1. 混凝土中水分的蒸发混凝土中的水分主要来自于混凝土制备过程中的加水和混凝土中原有的水分。
在混凝土制备过程中，加入的水和水泥混合后会形成水化产物，同时也会产生副产物，如氢氧化钙等。
这些副产物会与混凝土中的水分反应，形成新的硬质物质，从而使混凝土硬化。
但是，混凝土中的水分并非全部参与水化反应，还有一部分水分未参与反应，称为游离水。
同时，混凝土中的水分也会逐渐蒸发，导致混凝土的自由收缩。
2. 混凝土中水分的排列混凝土中的水分不仅参与水化反应，还会影响混凝土的物理性能。
在混凝土中，水分会与水泥颗粒和骨料颗粒之间形成一定的接触，从而影响混凝土的强度和密实性。
同时，混凝土中的水分还会影响混凝土的收缩性能。
在混凝土中，水分的排列方式会影响混凝土的体积稳定性。
当混凝土中的水分逐渐蒸发时，水分排列方式的变化会导致混凝土自由收缩。
3. 混凝土中的干缩和湿缩混凝土的收缩分为干缩和湿缩两种类型。
干缩是指混凝土在初次凝固后，在没有外力作用下，由于水分的蒸发而产生的收缩。
干缩是混凝土自由收缩的主要类型，其发生时间一般为混凝土浇注后的头几天。
湿缩是指混凝土中的水分在混凝土硬化后，由于水分的蒸发而产生的收缩。
湿缩是混凝土自由收缩的次要类型，其发生时间一般为混凝土硬化后的数周至数月。
混凝土自由收缩和干缩原理
混凝土自由收缩和干缩原理一、前言混凝土作为一种重要的建筑材料，在建筑中扮演着重要的角色。
混凝土的自由收缩和干缩是混凝土在硬化后发生的一种物理现象。
混凝土的自由收缩和干缩是由于混凝土内部孔隙水分的蒸发和混凝土的自身性质所引起的。
混凝土的自由收缩和干缩不仅会影响混凝土的性能，还可能导致混凝土的开裂，从而影响混凝土的使用寿命和安全性能。
本文将从混凝土的自由收缩和干缩的原理入手，对其进行详细介绍。
二、混凝土自由收缩原理1.混凝土的水泥水化反应过程混凝土的自由收缩主要是由于水泥水化反应过程中释放的水分蒸发所引起的。
水泥水化反应是指水泥与水在一定时间内发生的一系列化学反应，其中最主要的是硅酸三钙（C3S）和硅酸二钙（C2S）与水发生反应生成水化硬化产物钙硅石凝胶（C-S-H）和钙羟基石灰石（CH）。
水泥水化反应过程中，水化硬化产物C-S-H和CH所占比例不同，且CH的水化速度比C-S-H的水化速度快，因此水泥水化反应过程中会产生两个阶段的收缩：早期收缩和后期收缩。
2.早期收缩早期收缩是指混凝土在浇筑后短时间内发生的收缩。
早期收缩主要是由于水泥水化反应过程中蒸发的水分引起的。
早期收缩的主要原因是混凝土中水泥水化反应过程中释放的水量大于混凝土中孔隙中的水量，导致混凝土中的孔隙水分蒸发，从而引起混凝土的收缩。
3.后期收缩后期收缩是指混凝土在浇筑后一段时间内发生的收缩。
后期收缩主要是由于混凝土中的水分逐渐从表面向内部扩散，导致混凝土中的孔隙水分逐渐蒸发，从而引起混凝土的收缩。
后期收缩的时间较长，一般在混凝土浇筑后3个月左右开始发生，直到混凝土完全干燥。
三、混凝土干缩原理1.混凝土的物理性质混凝土的干缩主要是由于混凝土的物理性质所引起的。
混凝土是一种孔隙结构材料，其中含有大量的孔隙和毛细孔，这些孔隙和毛细孔中含有的水分会随着时间的推移逐渐蒸发，从而引起混凝土的干缩。
2.混凝土的干燥过程混凝土在干燥过程中，水分从混凝土的表面开始向内部扩散，当水分含量降低到一定程度时，表面和内部的水分蒸发速度将逐渐趋于平衡。
混凝土自由收缩与束缚收缩原理
混凝土自由收缩与束缚收缩原理一、引言混凝土自由收缩与束缚收缩是混凝土中不可忽视的因素之一。
混凝土作为一种复杂的材料，其内部结构和性质对其自身性能和使用寿命有着重要的影响。
因此，了解混凝土自由收缩与束缚收缩的原理，对于掌握混凝土的性能和使用寿命有着重要的意义。
二、混凝土自由收缩原理混凝土在硬化过程中，水泥石体积缩小，导致混凝土整体收缩。
混凝土自由收缩是指混凝土在没有任何限制和约束的情况下，由于水泥石体积缩小而发生的收缩。
混凝土自由收缩的主要原因是水泥石体积缩小，而水泥石体积缩小的主要原因是水泥水化反应。
水泥水化反应是指水泥中的矿物质在水的作用下发生化学反应，生成水泥胶体和一定量的水。
水泥胶体的生成是伴随着水泥水化反应的进行而发生的，其体积缩小是水泥水化反应的主要原因之一。
此外，水泥水化反应还伴随着热量的释放，热膨胀会使水泥石体积增大，但其作用相对较小，不足以抵消水泥石体积缩小的影响。
混凝土自由收缩的大小与水泥水化反应程度有关。
水泥水化反应的程度受到水泥中矿物质的种类和含量、水灰比、温度等多种因素的影响。
因此，在混凝土的配合设计和施工过程中，应当合理控制水泥用量、水灰比和温度等因素，以减小混凝土自由收缩的影响。
三、混凝土束缚收缩原理混凝土束缚收缩是指混凝土在受到约束或限制的情况下，由于水泥石体积缩小而发生的收缩。
混凝土束缚收缩的主要原因是混凝土内部的约束应力。
混凝土在浇筑后，由于其本身的重力和周围环境的影响，会发生一定的变形。
当混凝土中的水泥石体积缩小时，由于混凝土本身的刚度和周围环境的限制，混凝土中会产生一定的约束应力。
这些约束应力会阻止混凝土的收缩，并产生一定的内部应力，从而导致混凝土发生束缚收缩。
混凝土束缚收缩的大小与混凝土的约束程度有关。
混凝土的约束程度受到混凝土本身的刚度、周围环境的限制以及混凝土中的钢筋等因素的影响。
因此，在混凝土的设计和施工过程中，应当合理控制混凝土的刚度、约束条件和钢筋的布置等因素，以减小混凝土束缚收缩的影响。
混凝土自由收缩与束缚收缩原理
混凝土自由收缩与束缚收缩原理一、介绍混凝土是一种广泛应用于建筑工程中的材料，其主要成分为水泥、砂、石和水，在混合后经过固化形成结构强度较高的建筑构件。
在混凝土的使用过程中，其存在自由收缩和束缚收缩两种收缩现象，对于混凝土的使用和维护具有重要意义。
因此，本文将从混凝土自由收缩和束缚收缩原理两方面进行详细介绍。
二、混凝土自由收缩原理混凝土在硬化过程中，由于水泥水化反应所释放的水分向混凝土孔隙中渗透，同时由于混凝土的固结，使得水分分子之间的结构发生改变，从而导致混凝土体积发生变化。
这种体积变化就是混凝土自由收缩。
混凝土自由收缩的主要原因包括以下几个方面：1. 水泥水化产物的生成混凝土中的水泥在水化反应过程中会产生大量的水化产物，这些产物会向混凝土孔隙中渗透，并与孔隙中的水分子形成水化产物的凝胶体系，从而使得混凝土体积发生变化。
2. 水分向混凝土孔隙渗透在混凝土的固结过程中，水分子在混凝土孔隙中的运动受到混凝土内部的阻力，但是由于水分子的渗透压力，其仍然会向混凝土孔隙中渗透，从而导致混凝土体积发生变化。
3. 水泥胶体的收缩水泥胶体在水化反应过程中会发生收缩，这种收缩会导致混凝土体积发生变化。
4. 水分蒸发混凝土中的水分在施工过程中会逐渐蒸发，这种蒸发也会导致混凝土体积发生变化。
三、混凝土束缚收缩原理混凝土束缚收缩是指混凝土在固定的约束条件下发生收缩，其主要原因是混凝土在固定约束条件下的变形所导致。
混凝土束缚收缩的主要原因包括以下几个方面：1. 混凝土受到约束在混凝土的施工过程中，混凝土常常受到一定的约束，这种约束会使得混凝土在固定约束条件下发生收缩。
2. 混凝土内部的温度变化混凝土内部的温度变化也会导致混凝土束缚收缩。
在混凝土中存在着温度梯度，而这种温度梯度会导致混凝土内部的应力分布产生变化，从而导致混凝土束缚收缩。
3. 混凝土内部的湿度变化混凝土内部的湿度变化也会导致混凝土束缚收缩。
在混凝土中存在着湿度梯度，而这种湿度梯度会导致混凝土内部的应力分布产生变化，从而导致混凝土束缚收缩。
混凝土初始收缩原理及控制方法
混凝土初始收缩原理及控制方法一、前言混凝土是建筑材料中广泛使用的一种材料，它的强度、耐久性和耐久性在建筑工程中起着至关重要的作用。
然而，混凝土在固化过程中会发生收缩，这可能会导致混凝土的开裂和变形，从而影响其性能和寿命。
因此，混凝土的收缩问题是一个非常重要的问题。
本文将详细介绍混凝土初始收缩的原理和控制方法。
二、混凝土初始收缩原理混凝土初始收缩是指混凝土在固化过程中由于水分的蒸发而引起的收缩。
混凝土中的水分主要分为三种：自由水、吸附水和化学结合水。
自由水和吸附水是混凝土中的自由水，它们在混凝土中的空隙中存在，当混凝土固化过程中发生蒸发时，自由水和吸附水会逐渐减少，从而导致混凝土收缩。
而化学结合水是混凝土中由于水泥与水反应而形成的化学结合物，它们不会随着水分的蒸发而变化，因此不会对混凝土的收缩产生影响。
混凝土的初始收缩受多种因素的影响，例如水泥用量、水灰比、气候条件等。
水泥用量越大，混凝土中的化学结合水含量越高，从而导致混凝土的收缩越小；水灰比越小，混凝土中的自由水含量越低，从而导致混凝土的收缩越小；气候条件也会影响混凝土的收缩，例如在高温干燥的环境下，混凝土的收缩会更加明显。
三、混凝土初始收缩的控制方法为了控制混凝土的初始收缩，可以采用以下几种方法：1. 采用低收缩水泥低收缩水泥是一种特殊的水泥，它的化学成分和物理性能与普通水泥相似，但它的收缩率较低。
采用低收缩水泥可以降低混凝土的初始收缩，从而减少混凝土开裂的风险。
2. 混凝土中添加增塑剂增塑剂是一种化学物质，可以改善混凝土的流动性和可塑性。
在混凝土中添加适量的增塑剂可以降低混凝土的水灰比，减少混凝土中的自由水含量，从而降低混凝土的初始收缩。
3. 使用混凝土的早期强度混凝土在固化过程中会逐渐产生强度，早期强度越高，混凝土的收缩就越小。
因此，在混凝土固化过程中尽可能地利用混凝土的早期强度，可以有效地控制混凝土的初始收缩。
4. 加强混凝土的养护混凝土在固化过程中需要进行养护，以保持其湿润状态。
混凝土的自缩与控制措施(doc 5页)
混凝土的自缩与控制措施(doc 5页)混凝土的自缩及其控制措施摘要：本文通过总结近年来国际上对水泥净浆、砂浆和混凝土自缩性能的研究成果分析混凝土自缩的起因及影响因素，并总结一些减小混凝土自缩的途径。
关键词：混凝土自缩控制措施近年来，随着混凝土科学的发展，尤其是高效减水剂和矿物掺合料在混凝土中的广泛应用，混凝土的水灰比（或水胶比）大大降低。
这种低水灰比的混凝土（水灰比不大于0.40）有很高的强度和很低的渗透性，在不发生裂缝的前提下是十分耐久的。
但在低水灰比的情况下，强烈的水化会促使混凝土中毛细管弯月面快速向内推进和相对湿度的很快下降，在混凝土中出现自干燥现象（self-desiccation）。
混凝土的自干燥必将引起混凝土宏观体积的减小，这种现象被称为混凝土的自缩（self-desiccation shrinkage or autogenous shrinkage）。
在低水灰比的情况下，混凝土在硬化的早期就会产生很大的自缩。
在实际的混凝土工程中，混凝土又不可避免地受到约束的作用。
在约束存在的情况下，这种高自缩的混凝土发生开裂的可能性大大增加。
由于混凝土的自缩与混凝土的早期开裂现象关系紧密，因此有必要对混凝土的自缩性能加以研究。
1混凝土的自缩及产生机理混凝土的自缩是指混凝土硬化阶段（终凝以后），在恒温、与外界无水分交换的条件下混凝土宏观体积的减小。
自缩和干缩不同，它在混凝土体内相当均匀地发生，而不仅同掺加量的高效减水剂对自缩的作用差别很小。
干缩减少剂可减小自缩值50%，这可能与干缩减少剂可减小毛细水的表面张力有关。
膨胀剂对自缩的作用取决于它的种类，某些氧化钙型的膨胀剂可以减小自缩；而其他类型的膨胀剂虽在早期有膨胀，但随后的收缩速度与空白样相同。
引气剂对混凝土的自缩没有影响口。
2.3矿物掺合料对自缩的影响在水泥中加入比表面积在400平方米/千克以上的矿渣时，其120d的自缩值随矿渣的掺量（不大于70%）增大而增大；而在水泥中加入比表面积为338平方米/千克的矿渣时，其120d的自缩值不随矿渣的掺量（不大于70%）改变而增大。
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收稿日期:2000203206;修订日期:2000203226基金项目:混凝土材料研究国家重点实验室开放基金资助项目作者简介:李 悦(19722),男,河北人,同济大学博士后. 文章编号:100729629(2000)0320252206混凝土的自收缩及其研究进展李 悦, 谈慕华, 张 雄, 吴科如(同济大学混凝土材料研究国家重点实验室,上海200092)摘要:评述了有关混凝土自收缩的研究现状,重点分析了混凝土自收缩的作用机理、影响因素、自收缩应力及其评估和改善自收缩的方法,提出了今后研究中亟待解决的问题.关键词:自收缩;影响因素;自收缩应力;改善方法;研究进展中图分类号:TU 528.01 文献标识码:A 混凝土的自收缩现象早在60多年前就由Davis [1]和Lyman [2]提出,当时发现混凝土自身能够收缩,同时质量和温度没有任何变化.从20世纪90年代开始,随着高强混凝土的广泛应用,混凝土的自收缩现象越来越引起人们的关注.在工程实践中,发现高强混凝土、自密实混凝土和大体积混凝土的自收缩现象是非常显著的,比如混凝土在恒温水养的条件下仍然开裂,密封的高强混凝土的抗折强度随着养护龄期的增加而降低等[3].这些现象不能仅通过冷缩开裂或干缩开裂来解释,而只能通过自收缩来解释.研究表明,水胶比低于0.30的高强混凝土的自收缩率高达200×10-6～400×10-6[4];任何类型自密实混凝土的自收缩值都会随着单位体积中粉料量的增加而增加,单位体积粉料量为500kg/m 3自密实混凝土的自收缩值为100×10-6～400×10-6[5];含有大量磨细矿渣的大体积混凝土自收缩率可以达到100×10-6[6].因此对于具有低水胶比、高胶凝材料量或者磨细矿渣置换率较高的混凝土,考察它们的自收缩是非常重要的.本文总结了有关自收缩的研究成果,并提出了今后研究和应用中亟待解决的问题.1 与自收缩有关的现象及其作用机理1.1 自收缩及其产生的原因自收缩是指水泥基胶凝材料在水泥初凝之后恒温恒重下产生的宏观体积降低.自收缩不包括由于沉降、温度变化、遭受外力等原因所造成的体积变化.如果混凝土本身同时经受干缩或冷缩,那么实际得到的应变是在相应温度条件下包括自收缩的干缩应变或冷缩应变.化学收缩是指水化产物的绝对体积小于未水化之前水的体积和未水化水泥的体积之和,它是造成自收缩的主要原因.化学收缩和自收缩是不同的,前者是在有足够水供应的情况下观察到的,而后者是在没有足够水供应的情况下宏观体积的变化.化学收缩虽然是自收缩产生的主要原因,但两者之间没有直接关系[7].当认为硬化水泥石是由固相、气相和液相所组成时,化学收缩被认为是反应物绝对体积的降低,而自收缩被认为是固相体积形成后外观体积的降低,因此自收缩是远远小于化学收缩的.在没有水分蒸发和外部水源的条件下,自收缩和化学收缩的关系如图1所示[8].1.2 自收缩作用机理自收缩作用机理可以通过混凝土的自干燥现象得到很好的解释.随着水泥水化的进行,在硬化水泥石中形成大量微细孔,自由水量逐渐降低,水的饱和蒸气压也随之降低,即水泥石内部相对湿度降低,但同时水泥石质量没有任何损失,这种现象称为自干燥[9,10].许多试验结果都证实了混凝第3卷第3期2000年9月建 筑 材 料 学 报JOURNAL OF BU ILDIN G MA TERIAL S Vol.3,No.3Sep.,2000图1 化学收缩和自收缩的关系Fig.1 Relation between chemical shrinkage and autoge 2nous shrinkage [8]土内部能够产生自干燥现象[11～16].产生自干燥现象的结果是使毛细孔中的水由饱和状态变为不饱和状态,于是在毛细孔水中产生弯月面,造成硬化水泥石受负压的作用而产生收缩.自收缩作用机理类似于干缩机理,都是靠毛细管应力来说明问题的,但自收缩与干缩在相对湿度降低的机理上不同.造成干缩的原因是由于水分扩散到外部环境中,因此可以通过浆体密实化或者阻止水分向外扩散的方法来降低干缩,而自收缩是由于内部水分被水化反应所消耗而形成的,因此通过阻止水分扩散到外部环境中的方法来降低自收缩并不见效.然而在一点上它们是相同的:都造成了硬化水泥浆体内部相对湿度的降低.因此适用于干缩的一些机理,比如毛细管理论也同样适用于自收缩.1.3 与自收缩有关的其它类型体积变化图2 混凝土自收缩和干缩的相对关系Fig.2 Relation between drying shrinkage and autogenous shrinkage [17]m W m B ,m SF m B ,m SP m B : ●———0.40,0,0.001;▲———0.30,0,0.003;∀———0.23,0.10,0.015;●———0.17,0.10,0.022自收缩一般并不是单独出现的,它往往伴随着其它形式的体积变化,比如水化热产生的体积变化、干缩和湿膨胀等.对于大体积混凝土,自收缩应变和水泥水化产生的热应变几乎是同时产生的,热应变可以通过总的收缩应变减去自收缩应变而得到.在温度变化的条件下,混凝土的自收缩能够通过成熟度的概念进行评估(成熟度是指水化龄期由过去纯粹的时间改为水化时间与温度的乘积)[6].如果混凝土在干燥的环境下养护,那么干缩会和自收缩同时发生.密封条件下所测得的自收缩应变和干燥条件下所测得的干缩应变之间的相对关系如图2所示,所测试件尺寸为100mm ×100mm ×1200mm ,图中的百分数是指自收缩应变占干缩应变的相对比例[17].可以看出,随着水胶比的降低,自收缩对体积收缩的贡献率逐渐增加,当水胶比为0.17时,干缩值和自收缩值基本相当,这说明在干燥条件下,对于低水胶比的混凝土来说,造成收缩的主要原因不是水分的蒸发而是自收缩.普通混凝土在潮湿的条件下一般会发生体积膨胀,然而低水胶比或大尺寸的试体,尽管在水中养护,它们的长度还会减小[18].这是因为养护水仅能渗透到试样的外表面,试样内部仍然遭受自干燥作用的影响,在这种情况下,试样尺寸的变化受湿胀和自干燥作用的共同影响.2 影响自收缩的因素自收缩受水泥矿物组成和水化程度的影响[7,18],在水泥矿物组成中C 3A 和C 4AF 的含量对自收缩的影响最为显著,二者含量增高,自收缩值增加.含有硅灰和磨细矿渣的混凝土自收缩值与普通混凝土相比明显增加[19].另外,使用了粉煤灰、石灰石粉、憎水石英粉的混凝土的自收缩值会降低[20,21].掺加膨胀剂的混凝土也会发生自收缩现象,但最终的收缩值与不掺膨胀剂的试样相比明显降低[21].自收缩也受到混凝土配合比的影响,如水灰比、集料体积量等[22].养护条件同样影响自收缩,如养护温度、湿度等.养护温度对自收缩的影响规律大致如下[23]:(1)不掺矿物掺合料的普352 第3期李 悦等:混凝土的自收缩及其研究进展 452 建 筑 材 料 学 报第3卷 通混凝土在较高的环境温度下,自收缩值较低;(2)当普通混凝土中掺加比表面积为8000cm2/g 的磨细矿渣时,较高温度下的早期自收缩应变发展很快,而后期的自收缩应变要低于低温下的自收缩值;(3)当普通混凝土中掺加硅灰时,较高的环境温度将导致较高的自收缩值.3 自收缩应力及其评估影响自收缩应力的主要因素包括自收缩应变值、弹性模量和徐变.自收缩应力产生的原因可以认为是自收缩应变受到限制所致,这个机理与干缩应力和热应力在本质上是相同的.3.1 自收缩应变要进行自收缩应力分析,首先必须要预测自收缩应变.自收缩应变在低水胶比的高性能混凝土中是非常显著的,与此同时水化热产生的热应变也在发展,因此必须同时评估这两种应变以达到预测自收缩应力的目的.如果混凝土同时受到干燥影响,那么干缩应变也应同时考虑.影响自收缩应变的其它因素还有很多,比如水灰比、掺合料的种类和掺量、水泥类型和环境温度等.目前还没有建立能够把这些因素统统考虑进去的公式,Tazawa和Miyazawa提出了一个预测自收缩应变的经验公式,但在该公式中没有考虑自收缩与干缩在某一部分呈非线性分布的问题[24].3.2 自收缩应力自收缩应力的大小除了与自收缩应变有关外,还受混凝土力学性能的影响.为了更准确地分析自收缩应力,必须建立高强混凝土力学性能模型,特别是早期模型.与正常强度的混凝土相比,目前几乎没有关于高强混凝土早期力学性能的报道.虽然欧洲混凝土委员会(CEB)和国际预应力混凝土联合会(FIP)在CEB2FIP Model code1990(MC90)中所提出的计算混凝土力学性能的公式得到了广泛应用,但它不适用于分析龄期低于1d的混凝土抗压强度和弹性模量等力学性能[25].为了准确评估自收缩应力,文献[8]提出了从终凝到28d的抗压强度和弹性模量的公式,同时结合CEB2FIP(MC90)公式对其进行修正,结果发现预测值与试验值之间具有较好的符合关系.目前分析混凝土自收缩应力较为理想的方法为step2by2step方法[23].这种方法能够评估应力的快速发展和徐变造成的应力松弛,对于高强混凝土自收缩应力分析是非常合适的.另外还有Increment方法[8],它是各个时间段应力发展的累计之和,常用于预测大体积混凝土的热应力.但是,这种方法不能评估应力松弛,还往往会高估应力发展速率,而且其分析结果和实际结果之间的拟合依赖于加荷龄期.3.3 温度变化对自收缩应力的影响温度变化包括水化热产生的温度变化和环境温度变化,目前对于水化热产生的温度变化可以按照日本工业标准J IS《限制条件下,干缩导致混凝土开裂的检测方法》进行评估,该标准认为从总的应力中减去热应力就等于自收缩应力.总应力、热应力和自收缩应力可以分别通过计算公式而得到[8].表1列出了按上述公式而得到的自收缩应力占总的收缩应力的比例,其中已经包括了水泥类型、矿物掺合料种类、水胶比和混凝土温度的影响.从该表可以看出,在低水灰比和密封条件下,自收缩应力占总的收缩应力的比值是相当高的.4 改善自收缩的方法高性能混凝土中存在的裂纹对其耐久性的影响要比普通混凝土重要得多,人们已经意识到了自收缩对混凝土结构裂纹的产生和发展具有非常重要的影响.自收缩产生的裂纹是较难控制的,因为混凝土密实化的方法,如降低水灰比、掺加粉煤灰或磨细矿渣等矿物掺合料是提高混凝土性能的一些根本方法,而这些方法恰恰是产生自收缩的主要原因.另外,养护对于降低自收缩的效果也不明显,因此也难以控制自收缩裂纹.根据产生自收缩的机理及其影响因素,现将已有的改善自收缩的方法归纳于表2.表1 变温条件下混凝土开裂时按JIS 标准所得的自收缩应力占总收缩应力的比值 T able 1 E ffect of autogenous shrink age stress in h ardening concrete subjected to temperature ch ange on crackingin accord ance with the draft of JISNo.Type of binder Water 2binder ratio Δt max /℃γ1OPC (ordinary Portland cement )0.2510.50.622OPC +SF (silica fume )0.259.00.653OPC +BS (blast 2furnace slag )0.25 6.00.574BC (belite 2rich cement )0.30 1.00.955BC +BS 0.30 1.00.956BC +SF 0.23 6.80.587SF +HC (high 2early strength Portland cement )0.239.70.72 Notes :Δt max ———Maximum temperature rise in concrete place at 20℃;γ———Ratio of autogenous shrinkage stress to total stress atcracking.表2 改善自收缩的方法归纳T able 2 Summing 2up of the methods for autogenous shrink age reductionMaterialCement Additives and admixturesFiber confinement Mix proportionModerate 2heat ,low 2heatPortland cement Expansive agent ;Gypsum ;Fly ash ;Water repellent ;Drying shrinkage reducingagent Fiber of high elastic modulus Increment of water to cement or binder ratio 从表2可以看出,自收缩的改善方法主要从材料和配合比设计两个方面来考虑.使用高C 2S 和低C 3A 或C 4AF 的硅酸盐水泥能够降低混凝土的自收缩,因此用中热或低热硅酸盐水泥制备的混凝土的自收缩值比普通硅酸盐水泥混凝土低得多.石膏含量增加会使水泥产生自膨胀作用,结果也降低了自收缩,但这种方法有时会对体积稳定性产生影响.使用膨胀剂的混凝土的自收缩值比普通混凝土要低[21].用部分粉煤灰替代水泥也可以明显降低自收缩[26].减少干缩用外加剂对于降低自收缩也是同样有效的,这种方法的作用原理主要是降低了毛细孔的表面张力,因此可在不改变硬化混凝土其它性质的条件下降低自收缩[21].憎水微粉和高弹性模量的纤维[27]也可以有效地降低混凝土的自收缩.在材料的配合比设计中,影响自收缩最显著的因素是水灰比,然而增加水灰比虽然可以有效地降低自收缩,但却不太切合实际,因为水灰比主要是由强度和耐久性所决定的.5 展望 对混凝土自收缩的研究虽然已经取得了丰富的成果,但也存在着许多亟待解决的问题.例如,对于零坍落度的混凝土,虽然这种混凝土的水灰比很低,但其单位体积中水泥浆体的用量也很低,所以它们的自收缩率的高低与否还有待进一步研究.目前混凝土中的含气量对自收缩的影响情况还没有弄清,膨胀剂水化产生的自收缩机理和膨胀剂类型对自收缩的影响情况也有待研究.混凝土成熟度的概念并不适用于掺加了一些矿物掺合料的混凝土,建议在该领域应该进行深入的研究.预测自收缩应变和应力的公式的适用性并不广泛和全面,还有许多影响因素尚未考虑进去,比如温度552 第3期李 悦等:混凝土的自收缩及其研究进展 652 建 筑 材 料 学 报第3卷 和矿物掺合料类型及掺量对收缩应变率及最终自收缩值的影响还未搞清楚.另外,目前还没有很好的改善自收缩的方法,这也需要材料工作者从该角度出发进行深入的研究.参考文献:[1] Davis H E.Autogenous volume change of concrete[A].Proceeding of the43th Annual American Society for Testing Materials[C].Atlantic city:ASTM,1940.110321113.[2] Lyman C G.Growth and movement in Portland cement concrete[M].London:Oxford University Press,1934.12139.[3] 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