水泥混凝土在非荷载作用下的变形

1．化学收缩
由于水泥水化产物的总体积小于水化反应前的总体积，这种由于水化反应而产生的体积变形称为化学收缩。化学收缩是不可恢复的，收缩量随混凝土龄期的延长而增长，一般在混凝土成型后40d内增长较快，以后逐渐趋于稳定。化学收缩量很小（小于1%）​，对混凝土结构没有破坏作用，只是在混凝土内部产生细微裂纹。

2．干湿变形
混凝土因周围环境的湿度发生变化，会产生干燥收缩和潮湿膨胀，统称为干湿变形。混凝土在水中硬化时，由于凝胶体中的胶体离子表面的吸附水膜增厚，使得胶体粒子间距增大，引起混凝土产生微小的膨胀，即为湿涨。混凝土在干燥过程中，其内部的水分蒸发。气孔内自由水的蒸发并不会引起混凝土的收缩；但毛细孔水的蒸发，使毛细孔形成负压，随着空气湿度的降低，负压逐渐增大，产生收缩力，导致混凝土收缩。此外，水泥凝胶体颗粒的吸附水也发生部分蒸发，由于分子引力作用，粒子间距离变小，也会使混凝土产生收缩。混凝土的这种体积收缩，在重新吸水后大部分可以恢复，但不能完全恢复，残余收缩为收缩量的30%～60%。混凝土的湿涨变形量很小，对混凝土无损害作用。但干缩变形对混凝土危害较大，一般条件下，混凝土的极限收缩值达（50～90）×10-5mm/mm，能使混凝土表面出现拉应力而导致开裂，严重影响混凝土的耐久性。干缩主要是由水泥石引起的，因此，降低水泥用量，减小水灰比是减小干缩的关键。

3．温度变形
同其他材料一样，在温度发生变化时，混凝土也会产生热胀冷缩。温度每升降1℃，每m混凝土涨缩0.01～0.015mm。混凝土的温度变形，除了受温度升降影响外，还有混凝土内外温差的影响。在混凝土硬化初期，水泥水化放出大量的热，而混凝土又是热的不良导体，散热较慢，在混凝土内部的温度就比外部的高，有时温差可达50～80℃，这将使内部混凝土的体积产生较大膨胀，而外部混凝土却随气温降低而收缩。内部膨胀和外部收缩相互制约，在外层混凝土中将会产生很大拉应力，严重时会使混凝土产生裂缝。为了防止温度变形带来的危害，大体积混凝土施工时，需采取一些措施来减小混凝土内外层温差，目前常用的方法有以下几种：①采用低热水泥，尽量减少水泥用量，以减少水泥水化热；②在混凝土中掺入缓凝剂和掺合料，降低水泥水化速度，使水泥水化热不至于在早期过分集中放出；③预先冷却骨料，用冰块代替水，以抵消部分水化热；④在混凝土中预埋冷却水管，向管子内注入冷水，将混凝土内部的水化热带出；⑤对混凝土结构合理分缝、分块、减轻约束。

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