干缩概念-机理

水泥混凝土路面板在硬化过程中，由于水分逐渐蒸发，面板体积收缩产生干缩，其线性收缩指数为(1.0~2.0) x10-4,即每米收缩0.1~0.2 mm;而温度变化产生的线胀缩指数为1.0x10 5,即温度每升降1.0 0C，每米变形0.01 mm。前者在水泥混凝土面板硬化过程中发生，后者在硬化中和硬化后的整个过程中发生。当气温骤变，如夏季夜间下雨、冬季昼夜温差大、加之刮风的影响，混凝土表面水分蒸发加快，特别是气温升降达到10 0C以上时，面板硬化、干缩和温度变化胀缩的叠加，混凝土面板如未及时拆模、养护、切缝，产生裂缝断板是必然的。

水泥混凝土路面的收缩变形有以下儿种方式:除温度收缩外，发生施工完成初期的塑性收缩、终凝后的干燥收缩、自生收缩和大气中CO2:引起的碳化收缩。若混凝土抗拉强度不足以抵抗因收缩引起的约束所产生的应力时，混凝土表面就会发生开裂，产生裂缝。

下面简单分析儿种混凝土收缩的作用机理。首先，混凝土的塑性收缩是施工完成后，在硬化前山于表面水的蒸发以及集料、基层或模板材料对水分的吸收，当水分的散失速率超过了混凝土泌水的上升速率时，会造成毛细管负压，新拌混凝土表面会迅速干燥而产生塑性收缩。若此时的混凝土强度尚不足以抵抗因约束而引起的拉应力时，表面即会产生开裂，此种情况往往在施工以后的儿个小时内就会发生。其次，混凝土产生干缩变形的主要原因是山于饱和的水泥浆露置于低湿度的环境中，水泥浆体中的水化硅酸钙(C-S-I}因毛细孔和胶孔中的水分蒸发而失去物理吸附水所导致的收缩应变。对于混凝土的碳化收缩，是指大气中的二氧化碳在存在水分的条件下与水泥水化产物氢氧化钙发生反应生成碳酸钙和水。碳化过程是二氧化碳山混凝土表面向内部逐渐扩散深入，碳化引起水泥石化学组成及组织结构的变化，二氧化碳不仅与水泥石中的氢氧化钙发生反应，而且山于氢氧化钙浓度的降低，将要侵蚀和分解水泥石中所有的水化产物，形成硅胶和铝胶，从而产生收缩。有研究表明，通过观察碳化混凝土的切割面，细裂纹的深度与碳化层的深度是一致的。细裂纹的产生将导致混凝土的抗拉、抗折强度的降低。在实际工程中，碳化收缩往往与干燥收缩相伴发生。

在混凝土组成中，水泥石或水泥浆是产生干缩的主要因素。水泥石是山凝胶体、结晶体、未水化的水泥残渣和水结合在一起的多孔密集体，其中包含着气孔、毛细孔、凝胶孔。在这些孔隙中均存在着水分，混凝土在干燥过程中，首先发生气孔水和毛细孔水的蒸发，气孔水的蒸发并不引起混凝土的收缩。毛细孔水的蒸发，使毛细孔内水面后退，弯月面的曲率变大，在表面张力的作用下，水的内部压力比外部压力小，其压力差为:

随着空气湿度的降低，毛细孔中的负压逐渐增大，产生收缩力，使混凝土收缩。当毛细孔中的水蒸发完后，如继续干燥，则凝胶体颗粒的吸附水也发生部分蒸发。失去水膜的凝胶体颗粒，山于分子引力的作用，使粒子间的距离变小甚至发生新的化学结合而收缩。因此，水泥浆量是决定混凝土干缩变形大小的主要因素，强度等级低的混凝土中水泥浆用量小于强度等级高的混凝土，因此，其干缩值也小。

在相同水灰比下，不同养护条件下的混凝土干缩变形也有明显差别，随着湿养护天数的增加，混凝土的干缩变形在减小，湿养护1d的干缩变形最大，湿养

护28 d的干缩变形最小。可见，早期的湿养护环境可以有限的减缓混凝土干缩

的速度，使达到相同变形量所用时间延长。

养护并不能控制混凝土自身硬化收缩，而如果混凝土处于良好的养护状态，则可以减小这种收缩的量值或延缓收缩的时间，为混凝土强度增长而提高抗裂性

提供一定的余地。如果养护不及时或养护条件差，那么混凝土的自身硬化收缩和

干缩相叠加，很容易导致混凝土开裂。

对于南方多雨潮湿环境下的水泥混凝土路面养护可以采用常规的覆盖养护方式，

而对于北方一些地区，风大、昼夜温差大、蒸发量大的气候条件下，必须采用二次养护的方式。在水泥混凝土路面施工中，必须重视养护这个环节，而养护的“及时性”是关键。在混

凝土抹面拉麻之后，应立即喷洒液体养护剂进行养护，加强养护剂喷洒效果的控制，确保均

匀喷洒。混凝土初凝后，应覆盖节水保湿养护膜等材料继续进行养护。并且，养护周期越长

越好，不能少于14 d。

认为是砂浆或浆体在恒温及相对湿度的情况下，因为水分的散失导致混凝土结构的体积

随着龄期的增大而减小的现象[fl’Zl。目前关于混凝土干燥收缩的解释包括:毛细管液面下降、渗透压或表面张力变化等。当混凝土相对湿度小于平衡湿度时都将产生收缩

对于大体积混凝土，水泥凝结硬化早期的水化热导致的温度

应力是产生裂缝的主要原因。但是，混凝土的干缩、自收缩、温度收缩和塑性收缩所产生的应力的叠加，也加剧了开裂程度。自身收缩与干缩一样，是由于水的迁移而引起。但它不是由于水向外蒸发散失，而是因为水泥水化时消耗水分造成凝胶孔的液面下降，形成弯月面，产生所谓的自干燥作用，混凝土体内的相对湿度降低，体积减小。按现行方法测量的混凝土收缩值是不可靠的，因为将脱模之后的试件尺寸作为基准值，恰恰忽略了试件在第一天或前几天所发生的主要收缩。可见，对于大体积混凝土的开裂，仅仅从温度应力这个因素来考虑是

不够的，还要考虑混凝土材料在水化与凝结过程中自身结构的变化。对于研究混土各力学性能间相互影响关系，如弹性模量、徐变与龄期的关系等。