混凝土凝缩变形及碳化和温度变形的影响

（一）凝缩变形

混凝土拌和物浇注之后，由于其中固体颗粒的沉降而逐步密实。水泥开始水化，在胶凝粒子间内聚力的作用下，一部分水从混凝土中析出，混凝土逐步凝聚，并产生凝聚性体积收缩，这就是混凝土的凝缩变形。凝缩变形一般发生在混凝土拌和后3～12h以内，即在其终凝前比较明显。因为这种凝缩发生时混凝土仍处于塑性状态，故凝缩变形也叫塑性变形。

凝缩变形与混凝土的材料组成、成型振捣条件及温度等因素有关。水灰比大、水泥用量低者凝缩变形大；用高频振捣器振捣者凝缩变形小；温度低时凝缩变形大，且凝缩变形延续时间长。另外，混凝土表面因蒸发失水或因基底吸水引起的失水均能增加混凝土的凝缩变形，并且可能导致混凝土表面开裂。由于混凝土浇注后不久，从凝胶体析出的晶体不多，所以凝胶体粒子间主要是物理性接触，塑性变形能力较大。因此，只要加强初期养护，不使混凝土表面干燥，一般不会出现开裂。

（二）自生体积变形

混凝土在恒温绝湿条件下，由于胶凝材料水化作用引起的体积变形称为自生体积变形，也叫自变。详细内容见本章第五节。

（三）湿胀变形

水泥浆体或混凝土浸泡在水中，因外界水侵入到混凝土中而引起的体积膨胀称为湿胀变形。其数值为水中观测到的变形扣除自生体积变形，但实际上作法不统一，一般按自生体积变形为零考虑，在水中观测到变形就认为是湿胀变形。

水泥浆体的湿胀变形比混凝土大得多。前者100d可膨胀1300×10-6，1000d达2000×10-6；而后者180～365d膨胀仅100×10-6～150×10-6（水泥用量300kg/m3），且其后变化很小。因此，混凝土的湿胀仅为水泥浆体的1/20左右。(www.xing528.com)

（四）碳化收缩

碳化作用是指大气中的二氧化碳在有水分条件下（实际形成碳酸）与水泥的水化产物发生化学反应产生碳酸钙等，从而导致体积收缩和质量增加。由于这种碳化作用引起的混凝土体积收缩称为碳化收缩。碳化速度取决于混凝土的含水量及周围介质的相对湿度，它随空气中二氧化碳溶度的增加而加快，尤其是水灰比大的混凝土更是如此。碳化速度大体上与时间的平方根成正比，也就是说在1年与4年之间成倍增长。

干燥和碳化的次序对混凝土总收缩量有很大影响。干燥与碳化同时进行所产生的总收缩比干燥后再碳化的要小。研究表明：在中等相对湿度 （50%）条件下碳化作用可以提高收缩，而在100%和25%相对湿度下则不增加收缩。这是因为湿度低时水分不足，不能使二氧化碳形成碳酸；而湿度极高时，混凝土的孔隙中充满了水，二氧化碳扩散不进去，也不能形成碳酸，因此没有碳化作用发生所致。

（五）温度变形

混凝土与其他材料一样热胀冷缩。混凝土随温度升降而发生的膨胀或收缩变形称为温度变形。对大体积混凝土，裂缝主要是温度变化引起的。因此，如何尽量减小其温度变形是一个极为重要的问题。相关内容见本章第六节。

（六）干缩

置于不饱和空气中的混凝土因水分散失而引起的体积变形，称为干缩。严格来说，干燥收缩应为混凝土在干燥条件下实测的变形扣除相同温度下的自生体积变形。但考虑到干燥收缩变形与自生体积变形对工程的效应是相似的，为了方便起见，观测干燥收缩变形不再与自生体积变形分开，故观测结果反映了两者的综合结果。《水工混凝土试验规程》（DL/T 5150—2001）规定：试件成型2d观测结果为基准值，在温度为20℃，相对湿度为60%条件下观测变形。