近年來(lái)，隨著(zhù)混凝土科學(xué)的發(fā)展，尤其是高效減水劑和礦物摻合料在混凝土中的廣泛應用，混凝土的水灰比（或水膠比）大大降低。這種低水灰比的混凝土（水灰比不大于0.40）有很高的強度和很低的滲透性，在不發(fā)生裂縫的前提下是十分耐久的。但在低水灰比的情況下，強烈的水化會(huì )促使混凝土中毛細管彎月面快速向內推進(jìn)和相對濕度的很快下降，在混凝土中出現自干燥現象（self-desiccation）?；炷恋淖愿稍锉貙⒁鸹炷梁暧^(guān)體積的減小，這種現象被稱(chēng)為混凝土的自縮|建設工程教育網(wǎng)|（self-desiccation shrinkage or autogenous shrinkage）。在低水灰比的情況下，混凝土在硬化的早期就會(huì )產(chǎn)生很大的自縮。在實(shí)際的混凝土工程中，混凝土又不可避免地受到約束的作用。在約束存在的情況下，這種高自縮的混凝土發(fā)生開(kāi)裂的可能性大大增加。由于混凝土的自縮與混凝土的早期開(kāi)裂現象關(guān)系緊密，因此有必要對混凝土的自縮性能加以研究。

　　1.混凝土的自縮及產(chǎn)生機理

　　混凝土的自縮是指混凝土硬化階段（終凝以后），在恒溫、與外界無(wú)水分交換的條件下混凝土宏觀(guān)體積的減小。自縮和干縮不同，它在混凝土體內相當均勻地發(fā)生，而不僅僅在混凝土表面發(fā)生。

　　一般認為，混凝土自縮是混凝土中水泥水化形成的混凝土內部空隙產(chǎn)生的毛細管張力造成的。其具體過(guò)程如下：水泥和水發(fā)生水化作用時(shí)，所形成的水化產(chǎn)物的體積小于水泥和水的總體積，在混凝土具有較大流動(dòng)性時(shí)，混凝土通過(guò)宏觀(guān)體積的減小來(lái)補償水泥水化產(chǎn)生的體積變化，隨著(zhù)水泥水化的進(jìn)行，混凝土的流動(dòng)性逐漸降低，混凝土不能完全靠宏觀(guān)體積的減小來(lái)補償水泥水化產(chǎn)生的體積變化，這時(shí)混凝土通過(guò)形成內部空隙和宏觀(guān)體積減小兩種形式補償水泥水化產(chǎn)生的體積變化。隨著(zhù)水泥水化的進(jìn)一步發(fā)展，混凝土產(chǎn)生一定的強度，這時(shí)混凝土主要通過(guò)形成內部空隙來(lái)補償水泥水化產(chǎn)生的體積變化。在混凝土終凝以后，|建設工程教育網(wǎng)|雖然水泥水化產(chǎn)生的體積變化主要通過(guò)形成內部空隙來(lái)補償，但由于內部空隙的形成而產(chǎn)生的毛細管張力將使混凝土的宏觀(guān)體積收縮。在水灰比較高的情況下，混凝土內部的毛細管較粗，由于內部空隙的形成而產(chǎn)生的毛細管張力很小，混凝土的自縮值也很小。但在水灰比很低的情況下混凝土中的毛細管很細，由于內部空隙的形成而產(chǎn)生的毛細管張力很大，混凝土的自縮值也將很大。在早期混凝土強度較低時(shí)，混凝土自縮的發(fā)展速度將很大。

　　2.影響混凝土自縮的因素

　　2.1.水泥對自縮的影響根據E.Tazawa等人的實(shí)驗結果，不同種水泥凈漿的自縮能力是不同的。鋁酸鹽水泥和早強水泥的自縮值較大，而中熱、低熱水泥的自縮值較小，礦渣水泥后期的自縮值較大（21d齡期時(shí)的自縮值大于普通水泥的自縮值）。水泥的細度對自縮值也有影響，較細的水泥在早期表現出較大的自縮速度。

　　2.2.外加劑對自縮的影響摻加高效減水劑來(lái)增大流動(dòng)度時(shí)，高效減水劑可稍微降低自縮值，但不同類(lèi)型、不同摻加量的高效減水劑對自縮的作用差別很小。干縮減少劑可減小自縮值50%，這可能與干縮減少劑可減小毛細水的表面張力有關(guān)。膨脹劑對自縮的作用取決于它的種類(lèi)，某些氧化鈣型的膨脹劑可以減小自縮；而其他類(lèi)型的膨脹劑雖在早期有膨脹，但隨后的收縮速度與空白樣相同。引氣劑對混凝土的自縮沒(méi)有影響口。

　　2.3.礦物摻合料對自縮的影響在水泥中加入比表面積在400平方米/千克以上的礦渣時(shí)，其120d的自縮值隨礦渣的摻量（不大于70%）增大而增大；而在水泥中加入比表面積為338平方米/千克的礦渣時(shí)，其120d的自縮值不隨礦渣的摻量（不大于70%）改變而增大。在水泥中摻加硅灰將便混凝土的自縮值增大；硅灰的摻量越大，水泥漿自縮值越大。|建設工程教育網(wǎng)|混凝土的自縮值隨粉煤灰摻量的增大而降低，特別是早期自縮值降低得非常明顯。3d齡期后摻加粉煤灰混凝土的自縮增長(cháng)速度高于空白混凝土。粉煤灰摻量超過(guò)20%后，減小自縮的效果并不顯著(zhù)。在水泥中加入偏高嶺土，在偏高嶺土（比表面積為12平方米/克）含量為10%時(shí)，水泥漿（水膠比為0.55）的自縮值最大。在水泥中加入經(jīng)過(guò)防水處理的粉末，可以減少自縮。經(jīng)過(guò)防水處理的偏高嶺土對自縮的減小作用在后期消失了；而經(jīng)過(guò)防水處理的硅質(zhì)粉末對自縮的減小作用能保持很長(cháng)時(shí)間，其取代量為10%時(shí)就對自縮有明顯的減小作用。

　　2.4.其他因素對自縮的影響溫度對水泥漿體的自縮影響很大，在15～40℃范圍內，水泥漿體的自縮值和自縮速度隨溫度的增加而增加。水灰比對自縮值的影響比較大，隨水灰比減小，混凝土的自縮值和自縮速度增大。隨養護齡期的增加，自縮值逐漸增大，早期自縮值增加得非?？?，以后發(fā)展比較緩慢引?；炷林泄橇系暮繉炷磷钥s值的影響很大，隨著(zhù)骨料的含量增加，混凝土的自縮值減小。骨料的種類(lèi)對混凝土的自縮也有影響，人工輕骨料混凝土的自縮值比普通混凝土小，且輕骨料混凝土的自縮值隨著(zhù)輕骨料的含濕量和干密度的增加而減小。在混凝土中摻加6%體積分量的鋼纖維，可以降低自縮值20%左右。

　　3.控制自縮的方法

　　綜上所述，混凝土的自縮是在混凝土硬化階段中由于水泥水化產(chǎn)生的毛細管張力作用的結果，自縮值的大小受到原材料的種類(lèi)、配合比以及外界條件的影響。綜合水泥、礦物摻合料對自縮的影響，可將其影響分為材料的活性和材料的細度兩個(gè)方面。

　　在材料活性相近的情況下，同樣齡期時(shí)較細的材料引起的自縮值較大，正如較細的水泥或礦渣產(chǎn)生較大的自縮。這是由于：

　?。?）較細的材料水化較快，產(chǎn)生較大的水的消耗；

　?。?）較細的材料使毛細管細化，較細的毛細管失水時(shí)產(chǎn)生較大的張力。

　　在材料細度相近的情況下，在同樣齡期時(shí)，活性較高的材料引起較大的自縮。就不同品種的水泥而言，鋁酸鹽水泥和早強水泥的活性較普通硅酸鹽水泥大，其自縮值也較大；中熱、低熱水泥的活性較普通硅酸鹽水泥小，其自縮值也較小。

　　就使用的礦物摻合料而言，|建設工程教育網(wǎng)|硅灰和偏高嶺土均屬于特細的材料，其中硅灰更細一些，若二者的活性相近，硅灰的自縮值應更大一些。但由于偏高嶺土中含有大量鋁的氧化物，其活性遠高于硅灰。因此，在10%偏高嶺土取代量的情況下，普通硅酸鹽水泥的水化和偏高嶺土的火山灰反應能達到匹配，達到最大自縮值；而摻加硅灰時(shí)的自縮值則隨其摻量的增加而增大。

　　就比表面積相近的礦渣和粉煤灰礦物摻合料而言，礦渣的活性要大于粉煤灰，因而摻加粉煤灰可以減少自縮而摻加礦渣則不能減少自縮。而由于礦渣水泥中礦渣的顆粒很粗，活性較小，所以礦渣水泥的自縮值小于普通硅酸鹽水泥的自縮值。加入經(jīng)防水處理的粉末能減小自縮值，其原因可能有以下兩點(diǎn)：

　?。?）這種憎水性物質(zhì)的活性很低，就相當于加入了惰性材料，減少了活性材料；

　?。?）這種物質(zhì)的加入使毛細管的管徑變粗。

　　通過(guò)上述分析，從原材料的種類(lèi)、配合比來(lái)綜合考慮控制混凝土的自縮的方法。減少混凝土自縮的途徑大致可分為以下幾點(diǎn)。

　?。?）盡量避免使用|建設工程教育網(wǎng)|高細度的水泥和礦渣。

　?。?）硅灰和礦渣的摻量不要太大；使用偏高嶺土做礦物摻合料時(shí)，避免使用10%的取代量。

　?。?）在混凝土中摻加一定量的粉煤灰作為礦物摻合料。

　?。?）考慮使用于縮減少劑或經(jīng)防水處理的硅質(zhì)粉末。

　?。?）考慮使用有吸水性的人工或天然骨料，并在使用前吸足水分。

　?。?）在情況許可的情況下，適當加大骨料的含量以及水膠比。