混凝土收縮

高強混凝土一般收縮較大，是需要注意的問題。

混凝土在乾燥條件下會引起體積縮小；在潮濕條件（或在水中）體積會膨脹。這一現象早在波特蘭水泥出現不久就為人們所注意。但如何來解決這－現象，卻直到今天仍然是一個爭論不休的問題。

長期以來，為了解釋混凝土收縮的原理，很多國家的學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。但基於這些理論，可以概括地認為，混凝土收縮是混凝土在硬化過程中，由於各種原因引起的隨時間變化而發生的體積縮小。或者從力學觀點看，可以稱之謂在零應力狀態下混凝土的徐變。

混凝土收縮可以分為：沉縮、化學收縮、乾燥收縮和碳化收縮。

混凝土碳化：混凝土碳化是環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。碳化使混凝土的鹼度降低，削弱混凝土對鋼筋的保護作用，易導致鋼筋鏽蝕；碳化顯著增加混凝土的收縮，使得混凝土產生細微裂縫，加速鋼筋鏽蝕；另外使得混凝土的抗壓強度增大，但抗拉和抗折強度降低。

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

(1)塑性收縮(凝縮)是由於混凝土終凝前水化反應激烈，分子鏈逐漸形成，出現的體積減縮現象。塑性收縮都發生在混凝土拌和後約3～12h以內，因為發生時混凝土仍處在塑性狀態，因此把這種凝縮叫塑性收縮。凝縮的大小約為水泥絕對體積的l%，隨混凝土用水量、水灰比增大而增大。

(2)温度收縮是混凝土由於温度下降(在0℃以上)而發生的收縮變形，又叫冷縮。對於大體積混凝土，裂縫主要是由温度變化引起的。

(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)發生化學反應的結果。碳化收縮的主要原因在於水泥水化物中的Ca(OH)₂結晶體碳化成為CaCO₃沉澱。碳化收縮的速度取決於混凝土的含水率、環境相對濕度和構件的尺寸，當空氣中相對濕度為100%或小至25%時，碳化收縮停止。碳化收縮相對發展得較晚，而且一般只侷限於混凝土表面。

(4)乾燥收縮是混凝土乾燥時的體積改變，是由於混凝土中水分在新生成的水泥石骨架中的分佈變化、移動及蒸發引起的。結構收縮計算主要是針對乾燥收縮。國內外有關文獻對混凝土的乾燥收縮機理進行了分析，認為乾燥收縮是由於混凝土內部毛細水分的擴散消失所致。

(5)自生收縮是指混凝土在密封(與外界無水分交換)條件下，因水泥水化反應而產生的自身體積變形。乾燥收縮則是混凝土暴露在空氣中時因為空隙水散失而引起的體積變形。我們一般所説的收縮是兩者之和，即全收縮。根據H．E．Davis等的研究，普通混凝土的極限自收縮應變最大僅為100×10～，因此從實用角度出發可忽視其影響(只有在大體積混凝土中考慮)，而只需考慮乾燥收縮的作用。然而高強混凝土因為水灰比小、水泥用量大，表現出的自收縮更早、更快、更明顯。有關文獻中證實高強混凝土的乾燥收縮遠小於自生收縮(大約為3：7)，而高強混凝土的自收縮在初始階段急劇增加，爾後隨時間慢慢增大，90%以上的自生收縮都發生在前28d，故其影響不可無視。因此對於乾燥條件下的高強混凝土必須同時考慮自生收縮和乾燥收縮。 ^[1] 

混凝土在水中永遠呈微膨脹變形,在空氣中永遠呈收縮變形;

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,表現為水泥漿量越大,坍落度大,收縮越大;

儘早回填土,儘早封閉和裝修可減少收縮.

水泥活性越高,顆粒越細,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,故應根據構件厚度決定水泥品種.

水泥用量較少且採用中低強度等級配製的混凝土收縮完成時間約為一年,用量較多且較細的水泥配製混凝土約為二~三年

砂岩作骨料收縮大幅度增加;

粗細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,但配筋率過大則會增加混凝土的拉應力;

外加劑及摻合料選擇不當,嚴重增加收縮;

環境濕度越大,收縮越小;越乾燥收縮越大.

風速越大,收縮越大,注意高空現澆混凝土;

早期養護時間越長,收縮越小;早期不注意養護,收縮加大;

環境及混凝土温度越高,收縮越大;

混凝土暴露面越大,收縮越大,停工暴露時間長收縮增大.