什么叫混凝土收缩应力

混凝土收缩应力，是指混凝土在硬化过程中由于水分蒸发、化学反应等因素引起的体积收缩，当这种收缩受到约束时，会在混凝土内部产生的拉应力。这一现象对混凝土结构的稳定性和耐久性有着重要影响。

1. 自身收缩

混凝土的自身收缩，又称化学收缩，是指在没有干燥和其他外界影响下，由水泥水化反应引起的体积收缩。这种收缩与水灰比密切相关，水灰比越小，水泥水化反应和凝胶吸水导致的内部孔隙失水干燥越严重，自身收缩也就越大。研究表明，当水灰比较小（≤0.40）时，高强混凝土容易因自缩产生开裂。

2. 干燥收缩

干燥收缩是指混凝土在干燥环境中因毛细孔水蒸发而产生的体积收缩。这种收缩在混凝土吸水后可以部分恢复，但通常会有残余变形。干燥收缩与水泥品种、水灰比、骨料用量和弹性模量及养护条件有关。采用矿渣水泥的混凝土收缩通常比普通水泥大，而良好的养护条件可以显著减少干燥收缩。

3. 温度变形引起的应力

混凝土具有热胀冷缩的性质，温度变化会引起混凝土的体积变化，从而产生温度应力。在硬化初期，由于水泥水化放热，大体积混凝土内部温度升高，与外部混凝土产生热变形不一致，导致外表混凝土中产生拉应力，严重时会引起开裂。

4. 荷载作用下的变形

在荷载作用下，混凝土会产生弹性变形和塑性变形。当混凝土承受的压应力超过一定限度时，内部微裂缝会发展并贯通，导致混凝土破坏。混凝土的应力-应变关系不再呈直线，而是表现出明显的塑性性质。

5. 塑性收缩

塑性收缩是混凝土在浇筑后几个小时内，由于表面水分蒸发速率大于内部而产生的收缩。这种收缩常导致混凝土表面开裂，尤其是在泵送施工中更为常见。塑性收缩裂缝多沿主筋或箍筋通长方向分布，对混凝土结构的耐久性构成威胁。

6. 碳化收缩

混凝土的碳化是指混凝土内水泥石中的Ca(OH)2与空气中的CO2发生化学反应，生成CaCO3和H2O的过程。这一过程会引起混凝土的碳化收缩，虽然碳化收缩率较小，但在限制应力下仍可能对混凝土结构产生破坏作用。

7. 强度与收缩应力的关系

混凝土的强度与其能承受的收缩应力密切相关。强度在C30以上的混凝土才能承受较大的收缩应力。在需要抵抗较大收缩应力的工程中，建议使用高强度混凝土。

8. 控制混凝土收缩应力的方法

为了控制混凝土收缩应力，可以采取多种措施，如设置伸缩缝、施加预应力、添加膨胀剂等。伸缩缝的设置可以将结构分成独立的温度区段，满足结构的自由伸缩长度要求；施加预应力可以在混凝土中产生预压应力，抵消收缩时产生的拉应力；添加膨胀剂则可以使混凝土产生适度膨胀，从而防止或减少收缩开裂。

9. 收缩对混凝土结构变形的影响

当混凝土不能自由收缩时，会在混凝土内部产生收缩应力。当收缩应力超过混凝土的抗拉强度时，会导致混凝土结构发生变形甚至裂缝。这些裂缝不仅会降低混凝土的强度和刚度，还会破坏结构的承载能力和耐久性。

混凝土收缩应力是混凝土在硬化过程中不可避免的一种现象。为了保证混凝土结构的稳定性和耐久性，我们需要从多个方面入手，采取有效措施来控制收缩应力的产生和发展。