混凝土早期变形对其耐久性的影响

    赵晓光　路秋兰　邵英

    [摘要]本文通过混凝土早期变形概述，早期变形对混泥土耐久性的影响以及提高混凝土耐久性措施三个方面进行混凝土早期变形对其耐久性的影响分析。

    [关键词]混凝土;早期变形;耐久性影响 文章编号：2095—4085（2019）08—0002—02

    在我国，随着经济增长的逐渐加快，各类工程建设正在如火如荼的展开。在各种工程建设中，混凝土的应用范围非常广泛，具有很多优势，例如组成材料易于就地取材，生产过程简单，易于机械操作等优点。但是，混凝土在得到广泛应用的同时也遇到了一些难题，其中混凝土早期开裂变形就是一个非常显著的问题，严重影响着混凝土结构的耐久性。基于此，笔者进行了混凝土早期变形对其耐久性影响的研究。

    1混凝土早期变形概述

    在混凝土浇筑的初期，由于水泥水化放出大量热量以及外部环境的影响等因素会使混凝土发生明显的体积变化，这些体积变化主要以收缩变形为主，但是某些特殊混凝土在早期时也会出现膨胀变形。

    沉降收缩是指混凝土拌合物在硬化过程中固体颗粒下沉，表面产生泌水而使混凝土的体积减小。化学收缩是指混凝土中的膠凝材料与水发生反应后，生成物质的总体积小于反应前各物质的总体积而产生的收缩。干燥收缩是指混凝土拌合物由于水分蒸发散失引起其体积的收缩变形。混凝土自收缩与干燥收缩一样，都是由于水分减少引起水分迁移，最终导致毛细孔内压力增加，从而使混凝土产生收缩。但不同的是，混凝土自收缩是由于水泥水化消耗掉了大量的水分。碳化收缩是水泥水化生成的氢氧化钙与空气中的二氧化碳发生反应而引起的收缩变形。温度变形是指由于温度的变化而引起的体积变形。水泥与水发生反应释放了大量热量，因此在混凝土水化初期，混凝土温度短暂升高，体积产生膨胀。但是随着水泥水化的不断进行，产生的热量会逐渐减少，温度也随之下降，混凝土产生收缩变形。

    此外，若混凝土在浇筑后处于受约束状态，则在混凝土内部存在弹性变形和塑性变形。

    2混凝土早期变形对耐久性的影响

    混凝土早期的变形是非常复杂的，是在多种因素的作用下发生的变形。在混凝土复杂的变形中，收缩变形占据了很大一部分。若混凝土的变形是自由伸缩而不被限制，则不会对混凝土产生危害。但是在实际工程中，混凝土工程通常受到很多约束，限制其变形的发展，所以当混凝土早期变形受到外部环境约束时，就有可能发生开裂。混凝土开裂后，各种侵蚀物质会进入到混凝土内部，使其性能劣化加速，最终影响混凝土结构的耐久性。

    混凝土的耐久性在很大程度上受到其孔隙率和内部裂缝的影响。混凝土早期的各种变形会导致混凝土内部产生各种微小裂缝。在沉降收缩过程中，固体颗粒下沉，浆体上浮，导致混凝土内部密实度较差，影响其耐久性。混凝土的碳化收缩生成大量的氢氧化钙，降低的混凝土的碱度，致使二氧化碳更加侵入到混凝土内部，降低其耐久性。对于大体积混凝土而言，由于内外温度下降不均匀，外部温度较低，混凝土收缩，而内部混凝土温度较高，混凝土膨胀，内部变形不一致不均匀，使得混凝土内部存在裂缝，降低了混凝土结构的耐久性。

    3改善混凝土耐久性的常见措施

    为了提高混凝土的耐久性，从而使混凝土结构更加安全持久的应用，可以采取以下几种措施。（1）良好的养护条件。良好的养护条件能够有效抑制混凝土裂缝的出现。在混凝土中加入内养护材料，使水泥水化更加充分，抗裂性能越强。（2）在混凝土中掺入适量的掺合料和外加剂。混凝土收缩很大一部分原因是由于水泥水化引起的，因此掺入其他胶凝材料，减少水泥用量，从而达到提高抗裂性能的效果。试验证明，粉煤灰和矿渣均有提高混凝土抗裂性的效果。掺入膨胀剂可以抵消混凝土的收缩变形，从而提高混凝土的耐久性。（3）掺入纤维材料。纤维的加人能够显著改善混凝土的抗裂性能。例如钢纤维，玄武岩纤维和聚丙烯纤维均有很好地效果。纤维可以提高混凝土早期的弹性模量，有效抑制混凝土早期的塑形收缩变形，改变约束混凝土内部的传力方式，减少变形，延迟混凝土裂缝的出现，最终达到提高耐久性的效果。（4）在施工过程中，加强混凝土的搅拌控制，使混凝土搅拌更加均匀，同样可以提高混凝土的耐久性。

    随着建筑结构越来越复杂，对混凝土的耐久性有了更高的要求。因此，需要采取有效措施减小混凝土早期收缩变形，从而更好地保证建筑结构的耐久性。