無收縮水泥為什麼不會收縮

                         技術暨品保處品保中心 | 林宏熹高級主任 專文

前言

混凝土結構(含水泥砂漿)，經過長時間會持續發生龜裂，初期幾個月內就可能開始出現裂縫，有些可能是輕微不易見到的裂縫，有些則為明顯可見裂縫。

混凝土收縮主因

歸類上述裂縫，很多來自混凝土收縮，主要原因有下列幾個機制:

(1)【自體收縮】

混凝土整體中孔隙自由水因水化反應而漸漸消減，水泥膠結體內部微觀的孔隙空間，因水化失去水分，而漸漸生成真空狀態，將四周水泥硬化結晶架構，微微吸引引向內部，使整體體積縮小。

(2)【化學反應收縮】

因水泥水化反應化學式的變換轉換成不同物質，整體體積也是會縮小的。

(3)【乾燥收縮】

主要發生在混凝土與空氣接觸的外表，表面因毛細孔與孔隙中的水分散失，產生體積的變小。

針對自體收縮與化學收縮所造成的裂縫，可利用的現有方式

    如何控制收縮裂縫的產生，是混凝土耐久性研究中一個最棘手的問題，造成混凝土收縮開裂的原因又有上述多種，採取的因應措施也各不相同，現今針對自體收縮與化學收縮所造成的裂縫，可有什麼現有的方式可利用，以下繼續探討。

    如能將水泥收縮的量，透過膨脹的方式彌補，似乎可行，過去已有廠商開發水泥膨脹劑，主要透過水泥化學反應產生些微膨脹，使用成分有【硫鋁酸鈣】、【氧化鈣】等，額外添加到水泥中。

    水泥膨脹劑反應的機制，在加水後遇到水泥中的石膏，再與水泥本身起化學反應，生成針狀物質「鈣礬石（Ettringite）」，鈣礬石體積比原始水泥體積可膨脹約1.2倍，透過此機制，設計好添加量，在混凝土中進行等量或些微膨脹的體積補償，至於無收縮水泥砂漿，硬固後膨脹率規範要求在0~0.4 %。

    現階段在實際應用材料上，市面是常見無收縮水泥砂漿已是常見的產品，常用在機器底座灌漿，鋼柱底部與基礎版間隙填充，橋樑底座支撐或柱接頭填縫。

    除了市面上已有的無收縮砂漿料，至於混凝土要做到無收縮，達到低收縮量或要達微膨脹，如也利用膨脹劑用來補償收縮，抑制混凝土收縮，應也是很方便、有效的一種選擇，最近市面上已有廠商出品相關產品。

    自行添加膨脹劑於混凝土中，混凝土仍會受環境溫度、硬化速率、摻量與膨脹率的控制、養護等不同變數，變數相當多，仍要注意控制，才能確保結構的穩定與補償收縮效果。

原文同步刊登於《豐譽誌》Vol.028 - Mar, 2026