混凝土早期变形的基本特征及影响因素

混凝土早期变形（自收缩、塑性收缩）的基本特征及影响因素

（1）塑性收缩机理及影响因素。

在混凝土浇筑数小时后，其表面开始沉降，常出现水平的小裂缝，这种在塑性阶段出现的体积收缩常称为塑性收缩。塑性收缩开裂在路面和平板的水平面最普遍，水在这些面上有可能快速蒸发，裂缝出现将破坏表面完整性，降低耐久性。

机理：塑性收缩只要是由于两个方面的作用：一方面，混凝土浇筑密实后，由于混凝土原材料存在的密度、质量、形状等差异，在重力作用下必然要出现粗大的骨料下沉和密度较小的水上浮，即沉降和泌水同哦你是进行，对于大水灰比或明显泌水的混凝土，上表面的水分蒸发后，混凝土的体积比发生沉降和泌水前的体积有所减少；另一方面，但混凝土表面失水速率大于从混凝土内部泌出速率时，在混凝土的表面及一定深度内就会出现毛细孔，就会出现凹月面，根据Young 方程，混凝土就会受到很大的附加压力，又由于此时混凝土尚未硬化，弹性模量很低，因此开始出现塑性收缩。同时若混凝土表面的抗拉强度低于限制收缩导致的拉应力时，开始出现塑性收缩。

影响因素：导致塑性收缩的原因很多，包括泌水或沉降、基础或模板或骨料吸水、水分的快速蒸发、水泥浆体积的减小、模板的肿胀或沉陷等。

（2）自收缩及影响因素。

如果在养护期间除了拌合时所加的水之外没有补充水分，即使没有水分向四周散失，混凝土也将开始内部干燥，因为水分被水化所消耗。然而，体积收缩只有在低w/c（﹤0.3）的混凝土中出现，而且由于掺入活性火山灰（如硅灰）而增大。该现象称为自干燥并以自收缩（也称为化学收缩）的形式出现。

自干燥产生的所有结果常被形成的钙矾石或游离MgO水化引起的膨胀所掩盖。

影响因素：

（1）水泥：水泥水化是混凝土产生自收缩的最根本原因，水泥水化产生化学减缩，而水化反应消耗水分产生白干燥收缩。水泥熟料中各矿物水化反应时引

起的减缩各不相同，一般从大到小排序为：C

3A，C

3

S，C

2

S。水泥细度越细，化学

活性越高，水化速率越快，水化程度越高，水泥的自收缩越大.

（2）矿物掺和料：一般硅灰掺量越大，自收缩越大；由于掺入硅灰后，提高了水泥水化程度，使水化产物数量增加，混凝土中孔隙细化，因此掺入硅灰后不但增加了混凝土的干燥收缩，也大大增加了混凝土的自收缩。当矿渣粉细度小于400m2／kg时，对减小混凝土自收缩有利，随矿渣掺量的增大，自收缩减小；但当细度大于400m2／kg时，矿渣活性明显提高，引起自收缩增大，混凝土自收缩随其掺量的增大而增大；当掺量大于75％时，自收缩因胶凝材料活性减低而使得混凝土自收缩减小；粉煤灰、石灰石粉、憎水石英粉，随其掺量的增大，混凝土自收缩减小。

（3）胶凝材料含量：单位体积水泥用量加大，既增加了混凝土中产生自收缩的水泥石部分，又相应的减少了混凝土中限制收缩作用的骨料部分，因此单位体积水泥用量越多，混凝土各龄期的自收缩就越大，且自收缩的增加大于水泥用量的增加幅度。

（4）水胶比：混凝土自收缩随水胶比的减小和水泥石微结构的致密而增加。

（5）养护条件：养护温度对自收缩的影响规律如下：①不掺矿物掺和料的

普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800m2／kg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。40℃下自收缩在1周时就达到稳定状态，而15℃下自收缩随龄期稳步增长，到1个月后才达到稳定状态。充分水养护对减小高性能混凝土的自收缩非常有用，水养护不仅影响混凝土的自收缩，同样影响混凝土的力学性能与耐久性，充分的水养护对保证水分渗透是有益的。

（3）温度变形

温度变形主要是指混凝土浇筑后随着水泥水化放热而开始出现膨胀，峰温后的降温过程中产生的收缩。温度收缩又称冷缩，实际指的是混凝土随温度变化而发生的体积变化。

影响温度变形的因素对混凝土性能影响最大的温度变形主要是温度下降时产生的收缩变形。

1）水泥品种与用量：水泥品种与用量决定着水泥水化期的水化热。

2）骨料的种类：混凝土作为多孔的材料，其热膨胀性不仅取决于水泥石和骨料，而且还取决于孔隙中的含水状态。

3）浇筑温度：浇筑温度越低，达到峰温的时间越长，混凝土的结构发展越成熟，降温出现不利情况带来开裂的几率越小。

4）养护：养护对大体积混凝土温度变形问题最为重要，大体积混凝土温度开裂在很大程度上取决于养护，假如大体积混凝土能够整体均匀的升温或降温，就不会出现温度开裂问题。

5）约束度：混凝土的构件若能够自由移动，混凝土内部不会产生和温度变化相关的应力。