1. 非荷载作用下的变形

混凝土在硬化和使用过程中，由于受物理、化学等因素的 作用，会产生各种变形，这些变形是导致混凝土产生裂纹的主要原因之一，从而进一步影响混凝土的强度和耐久性。

(1) 化学变形
混凝土在硬化过程中，由于水泥水化产物的体积小于反应物（水泥与水）的体积，导致混凝土在硬化时产生收缩，称为化学收缩。混凝土的化学收缩是不可恢复的，收缩量随混凝土的硬化龄期的延长而增加，一般在40 d内逐渐趋向稳定。

(2) 干湿变形
混凝土在环境中会产生干缩湿胀变形。水泥石内吸附水和毛细孔水蒸发时，会引起凝胶体紧缩和毛细孔负压，从而使混凝土产生收缩。当混凝土吸湿时，由于毛细孔负压减小或消失而产生膨胀。影响混凝土干湿变形有多种因素。

影响混凝土干缩变形的因素主要有：
①水泥用量、细度、品种
水泥用量越多，水泥石含量越多，干燥收缩越大。水泥的细度越大，混凝土的用水量越多，干燥收缩越大。高标号水泥的细度往往较大，故使用高标号水泥的混凝土干燥收缩较大。使用火山灰质硅酸盐水泥时，混凝土的干燥收缩较大；而使用粉煤灰硅酸盐水泥时，混凝土的干燥收缩较小。

②水灰比
水灰比越大，混凝土内的毛细孔隙数量越多，混凝土的干燥收缩越大。一般用水量每增加1％，混凝土的干缩率增加2％～3％。

③骨料的规格与质量
骨料的粒径越大，级配越好，则水与水泥用量越少，混凝土的干燥收缩越小。骨料的含泥量及泥块含量越少，水与水泥用量越少，混凝土的干燥收缩越小。针、片状骨料含量越少，混凝土的干燥收缩越小。

④养护条件
养护湿度高，养护的时间长，则有利于推迟混凝土干燥收缩的产生与发展，可避免混凝土在早期产生较多的干缩裂纹，但对混凝土的最终干缩率没有显著的影响。采用湿热养护时可降低混凝土的干缩率。

(3) 温度变形
对大体积混凝土工程，在凝结硬化初期，由于水泥水化放出的水化热不易散发而聚集在内部，造成混凝土内外温差很大，有时可达40～50℃以上，从而导致混凝土表面开裂（如图4.3.2-1）。

混凝土在正常使用条件下也会随温度的变化而产生热胀冷缩变形。混凝土的热膨胀系数与混凝土的组成材料及用量有关，但影响不大。混凝土的热膨胀系数一般为（0.6～1.3）×10－5/℃。

图4.3.2-1 混凝土时间-温度曲线

依据温度-时间曲线，较快的升温阶段，混凝土的弹性模量很小，拉应力不大，降温时混凝土的弹性模量较高，受到约束以后会产生较高的拉应力，进而导致混凝土开裂。

2. 荷载作用下的变形

①混凝土在短期荷载作用下的变形
混凝土是一种非均质材料属于弹塑性体。在外力作用下，既产生弹性变形，又产生塑性变形，即混凝土的应力与应变的关系不是直线而是曲线，表现出明显弹塑性。混凝土的塑性变形是内部微裂纹产生、增多、扩展与汇合等的结果。

混凝土弹性模量：根据GB/T 50081－2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》规定，取30%轴心抗压强度应力下的割线模量作为混凝土弹性模量值。

②混凝土在长期荷载作用下的变形——徐变
混凝土在长期不变荷载作用下，沿作用力方向随时间而产生的塑性变形称为混凝土的徐变。混凝土徐变的原因及影响因素。

混凝土生产徐变的原因，一般认为是由于在长期荷载作用下，水泥石中的凝胶体产生粘性流动，向毛细管内迁移，或者凝胶体中的吸附水或结晶水向内部毛细孔迁移渗透所致。

从水泥凝结硬化过程可知，随着水泥的逐渐水化，新的凝胶体逐渐填充毛细孔，使毛细孔的相对体积逐渐减小。在荷载初期或硬化初期，由于未填满的毛细孔较多，凝胶体的迁移较容易，故徐变增长较快。以后由于内部移动和水化的进展，毛细孔逐渐减小，徐变速度愈来愈慢。

混凝土的徐变和许多因素有关。水灰比较小或混凝土在水中养护时，同龄期的水泥石中未填满的孔隙较少，故徐变较小。水灰比相同的混凝土，水泥用量愈多，即水泥石相对含量愈大，其徐变愈大。混凝土所用集料弹性模量较大时，徐变较小。此外，徐变与混凝土的弹性模量也有密切关系。一般弹性模量大者，徐变小。混凝土徐变还与集料级配、粗集料最大粒径、养护条件、受荷应力种类、试件尺寸及试验时的温度等因素有关。