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浅析混凝土干燥收缩 　　摘 要：干燥收缩是水泥混凝土中常见的一种变形，而干缩变形又是引起水泥混凝土材料开裂的最主要原因之一。因此研究混凝土的干燥收缩机理，对减小混凝土结构的收缩和提高混凝土结构的耐久性有非常重要的意义。 　　关键词：混凝土；干燥收缩；机理 　　中图分类号：TU528.1 文献标识码：A 　　 　　Drying shrinkage of concrete 　　Li-jing 　　Abstract：Drying shrinkage of cement concrete is a common deformation. Shrinkage of concrete and other cement-based materials often are at the origin of crack formation. Therefore, it is important to study the shrinkage mechanism in order to be able to minimize shrinkage. It also has the important meaning to extend service life of reinfored concrete structures. 　　Keyword: concrete; drying shrinkage; mechanism 　　1. 引言 　　 干燥收缩简称干缩，是指混凝土停止养护后，在不饱和的空气中失去内部毛细孔和凝胶孔中的吸附水而发生的不可逆收缩。 　　 近年来随着高强混凝土(HSC)的广泛应用，因干燥收缩而引起混凝土结构的裂缝更为普遍。根据国内外高强混凝土配合比研究和应用资料，与普通混凝土相比较，高强混凝土配合比的特征是：（1）高水泥标号，（2）高水泥用量，（3）低水灰比，(4)掺加矿物掺和料。高强混凝土的水泥用量比普通混凝土高，在高强混凝土中水泥石的含量占混凝土的总体积一般为35%~40%，故其产生干缩的可能性也大[1]。 　　 工程中因收缩而引起的混凝土结构开裂的现象非常多，图1-1为工程中常见的干缩裂缝示意图： 　　 　　 图1-1 干缩裂缝示意图 　　 以上列举的各种干缩裂缝可谓是混凝土的“通病”，有的并不致影响结构构件的承载力，但却影响其耐久性，所以也成为工程界极为关注的重要问题[2]。 　　2. 裂缝的成因 　　 由于混凝土的湿度梯度是表层湿度小、内部湿度大，混凝土的干缩由表面逐步扩展到内部，出现了混凝土表层收缩大、内部收缩小的不均匀收缩，致使混凝土表层承受拉，内部承受压，当混凝土表层所受的拉应力超过其抗拉强度时，混凝土表面便产生裂缝，拉应力也因此消除，这一过程如图2-1所示。这种现象在混凝土刚拆模后表现尤为明显，因为这时混凝土的强度很低，干燥收缩却非常大，且混凝土拆模后和空气接触，使周围空气温度上升，导致周围空气的湿度降低，进一步加大混凝土干燥收缩。 　　 　　图2-1 裂缝成因 　　3．干燥收缩机理 　　 对于混凝土干燥收缩的解释有很多学说，普遍认同的学说有以下几种： 　　毛细管张力理论 　　 毛细管张力学说[3]认为混凝土的干燥收缩与干燥过程中毛细管水的弯液面有关。由于干燥，毛细管内部的水面下降，弯液面的曲率变大，从而导致表面张力增大，这种表面张力对毛细管管壁产生压力。因此，在毛细管水蒸发过程中，混凝土处于不断增强的压缩状态中，导致混凝土外观体积的缩小[4]。 　　 这一过程可以通过图3-1 加以比较清晰的描述。从图3-1（a） 中可以看到，混凝土处于干燥环境下时，泌出的水分在混凝土表面被蒸发，当表层水分的蒸发较快，内部水分迁移来不及补充时，在气液界面的外表面(气相)形成毛细孔负压，即毛细孔内溶液表面蒸汽压与液压(水压)的压力差△P(图3-1（c）)，由于这一压力差的存在，促使凝胶颗粒间产生一个气液弯月面，如图3-1（c）所示。这一弯月面在毛细孔负压与固(凝胶颗粒)液(毛细孔水溶液)界面处的表面张力的共同作用下形成短暂的动态平衡。随着水分的继续蒸发，内部水分向外迁移的速度越来越慢，从而毛细孔负压越来越大，弯月面的受力平衡被打破，导致液面整体不断下降，这也使得弯月面的曲率随之增大(曲率半径即毛细孔液面处的孔半径随之减小)，固液表面的接触角θ随之减小，使得表面张力的竖向分力增大(图3-1（b）)，于是弯月面再次受力平衡，如此反复。 　　 　　 图3-1 干燥作用时混凝土收缩拉力形成机理示意图 　　（2）拆散压力理论 　　开始干燥时所损失的自由水并不引起硬化水泥浆体的收缩，干燥收缩的主要原因是吸附水的消失，因为水泥浆体中胶凝质点间的距离小于10个水分子的厚度时，则吸附在其间的