1、论混凝土的干缩摘 要：混凝土处于未饱和空气中，由于水分散失而引起的体积收缩，称为混凝土的干燥收缩（干缩） ，本文讨论了混凝土的干缩问题。 关键词：混凝土；干缩；影响；因素 Abstract： Concrete is not saturated air volume due to the loss of water caused by contraction， known as drying shrinkage of concrete （shrinkage） ， the paper discusses the problem of shrinkage of concrete. Keywords：
2、 concrete； shrinkage； influence； Factors 混凝土处于未饱和空气中，由于水分散失而引起的体积收缩，称为混凝土的干燥收缩（干缩） 。干缩是一种体积效应，但在结构设计中，一般只考虑长度方向的变量。所以通常以干缩的线应变（称干缩率）表征干缩变形的大小。本文讨论了混凝土的干缩问题。 1.混凝土干湿行为特点 混凝土干燥后，产生收缩变形；若再放入水中或较高的湿度环境内，将发生膨胀；但并非全部初始干燥所产生的收缩，都能为膨胀所恢复，即使长期置于水中，也不可能全部恢复。因此，干缩可分为可逆收缩和不可逆收缩两部分。不可逆收缩部分，在继续干缩潮湿循环过程中不再产生。由于不可逆
3、收缩部分的存在，使经过第 1 次干燥一再潮湿后的混凝土的后期干燥收缩减少，改善了混凝土的体积稳定性。 2.混凝土干缩机理 混凝土干燥时的体积变化，不等于失散水的体积。混凝土干缩是由于其中硬化水泥浆中的毛细管失水及失去 C-S-H 凝胶内的物理吸附水时而造成的。据估算，完全干燥的硬化水泥浆体，干缩率可达 1000010-6，实际已测得值为 400010-6；混凝土中骨料可认为不产生干缩，混凝土的干缩率大约在（2001000）10-6 范围内。混凝土的干缩实际上是水泥石的干缩。 2.1 毛细管失水造成的水泥石收缩 干燥初期，大孔与大毛细管（r100nm）失水。在水泥石含水量减少的同时，体积不会减少
4、，即不收缩。这个干燥阶段相当于干燥恒速期。 大毛细孔内的水，除了孔壁上吸附结合水外，都是自由水。周围空气为任何相对湿度时，这些自由水都可以蒸发。因为半径大于 100nm 的毛细孔中的饱和蒸气压，实际上与平面上的饱和蒸气压没有差别。 2.2 水泥石中水化物失水造成的收缩 如前面所述，产生弯月面的毛细管中的水，随着干燥，弯月面半径变小，毛细管压力增大，从而产生收缩变形。但是，当相对湿度低于40%45%时，弯月面已不稳定，毛细管压力不能继续存在，不再产生由此引起的收缩变形。空气相对湿度小于 45%时，失去水化硅酸钙晶体结构层间水。托勃莫来石凝胶的层间水蒸发，使水泥石大大收缩。空气相对湿度越小，温度越
5、高，托勃莫来石凝胶层间水失去越多，水泥石的收缩也越大。 3.影响混凝土干缩的因素 3.1 水泥组成和细度 A.M.内维尔在混凝土的性能一书中指出：由波特兰水泥、高铝水泥以及磨细的纯单矿物铝酸钙制得的浆体均有基本相同的收缩。这就是说，收缩的基本原因必须从胶凝体的物理结构，而不是化学组成和矿物成分的特征去说明。水泥的组成对混凝土的收缩影响很小。 水泥的细度的影响：试验证明粒径大于 75m 的较粗水泥颗粒，不易水化，起着微骨料的作用，能抑制水泥浆体收缩。较细水泥颗粒也不会提高混凝土的干缩。 3.2 混凝土用水量的影响 可由拌合物的用水量预估出收缩的量级，但是用水量本身并不认为是主要因素。用水量对收缩
6、的影响主要是指它减小了骨料的体积，从而减少了对干缩的抑制作用。 3.3 骨料的影响 对混凝土干缩的影响，最重要的是骨料。 （1）骨料用量的影响 （2）不同水灰比下骨料含量的影响 试验表明：不同 W/C 混凝土中骨料含量对收缩影响为：水灰比0.4的高性能混凝土，砂、碎石的体积含量 60%时，混凝土的干缩值100010-6。 （3）骨料最大粒径的影响 如果将骨料最大粒径由 6.3mm 增至 152mm，骨料的体积含量由 60%提高至 80%，收缩将减小至 1/3。 （4）骨料品种和弹性模量的影响 （5）轻骨料对混凝土收缩的影响 轻骨料通常导致较高收缩，主要因为这种骨料的弹性模量较低，因而对水泥浆固
7、有收缩的抑制作用减弱之故。那些含有较大比例细颗粒（小于 75m 筛孔，NO200 号筛）的轻骨料，其收缩就要更大一些，原因是细颗粒导致较高的空隙含量。 4.养护和放置条件的影响 潮湿养护混凝土的干缩蒸养混凝土干缩蒸压养护混凝土干缩。延长潮湿养护期限，可以延长干缩进程，但对混凝土最终干缩影响甚小。 收缩是长期持续进行的，甚至在 28 年之后还能观测到变化。但收缩的速率随时间而急剧降低。2 周内的收缩、3 个月内的收缩和 1 年内的收缩分别为 20 年收缩的 14%34%、40%80%和 66%85%。 参考文献 1 张明征.高性能混凝土的配置与应用.M.中国计划出版社，2003. 2 冯乃谦.高性能混凝土结构.机械工业出版社，2004. 3 吴中伟、廉慧珍.高性能混凝土.中国铁道出版社， 1999. 【文章编号】1006-2688（2014）03-0010-02 【作者简介】陈善江（1973-） ，男，浙江新昌人，新昌县栖光生态古建工程有限公司工程师，研究方向：建筑工程施工管理。
