混凝土在硬化和使用过程中，由于受到物理、化学和力学等因素的作用，常发生各种变形。由物理、化学因素引起的变形称为非荷载作用下的变形，包括化学收缩、干湿变形与干缩变形、碳化收缩及温度变形。

1.化学收缩

由于水泥水化生成物的体积比反应物的总体积小，从而引起混凝土的收缩称为化学收缩。收缩量随混凝土硬化龄期的延长而增加，一般在混凝土成型后40d内增长较快，以后逐渐趋于稳定。化学收缩不会对混凝土结构造成明显的破坏作用，混凝土的化学收缩是不可恢复的。

2.干湿变形与干缩变形

混凝土因环境湿度变化，会产生干燥收缩和湿胀，统称为干湿变形。

混凝土在水中硬化时，由于凝胶体中的胶体粒子表面的吸附水膜增厚，胶体粒子间距离增大，混凝土产生微小的膨胀，即湿胀，湿胀对混凝土无危害。混凝土在空气中硬化时，首先失去自由水，继续干燥时，毛细孔水蒸发，毛细孔中形成负压产生收缩，再继续干燥则吸附水蒸发，引起凝胶体失水而紧缩。以上这些作用的结果导致混凝土产生干缩变形。

混凝土的干缩变形在重新吸水后大部分可以恢复，但不能完全恢复。在一般条件下，混凝土极限收缩值可达5×10－4~9×10－4 mm/mm，在结构设计中混凝土干缩率取值为1.5×10－4~2.0×10－4 mm/mm，即每米混凝土收缩0.15~0.20mm。由于混凝土抗拉强度低，所以很容易产生干缩裂缝。

混凝土中水泥石是引起干缩的主要组分，集料起限制收缩的作用，孔隙的存在会加大收缩。因此，减少水泥用量，减小水胶比，加强振捣，保证集料洁净和级配良好是减少混凝土干缩变形的关键。另外，混凝土的干缩主要发生在早期，前三个月的收缩量为20年收缩量的40%~80%。由于混凝土早期强度低，抵抗干缩应力的能力弱，因此加强混凝土的早期养护，延长湿养护时间，对减少混凝土干缩裂缝具有重要作用(但对混凝土的最终干缩率无显著影响)。

水泥的细度及品种对混凝土的干缩也产生一定的影响。水泥颗粒越细，干缩越大；掺入大量混合材料的硅酸盐水泥配制的混凝土，比用普通水泥配制的混凝土干缩率大，其中火山灰水泥混凝土的干缩率最大，粉煤灰水泥混凝土的干缩率较小。

3.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在湿度适宜的条件下发生化学反应，生成CaCO3和H2O的过程，也称为中性化。

混凝土的碳化会引起收缩，这种收缩称为碳化收缩。碳化收缩可能是由于在干燥收缩引起的压应力下，因Ca(OH)2晶体应力释放和在无应力空间CaCO3的沉淀引起。碳化收缩会在混凝土表面产生拉应力，导致混凝土表面产生微细裂纹。观察碳化混凝土的切割面，可以发现细裂纹的深度与碳化层的深度相近。但是，碳化收缩与干燥收缩总是相伴发生，很难准确划分。(www.daowen.com)

4.温度变形

混凝土同其他材料一样，也会随着温度的变化而产生变形。混凝土的温度膨胀系数为0.7×10－5℃－1~1.4×10－5℃－1，一般取1.0×10－5℃－1，即温度每改变1℃，1m混凝土将产生0.01mm膨胀或收缩变形。

混凝土是热的不良导体，传热很慢，在大体积混凝土(截面最小尺寸大于1m的混凝土，如大坝、桥墩和大型设备基础等)硬化初期，由于水化热而内部积聚较多热量，造成混凝土内外层温差较大(可达50℃~80℃)。这将使内部混凝土产生较大热膨胀，而外部混凝土与大气接触，温度相对较低，产生收缩变形。内部膨胀与外部收缩相互制约，在外表混凝土中将产生很大拉应力，严重时使混凝土产生裂缝。

大体积混凝土施工时，需采取一些措施来减小混凝土内外层温差，以防止混凝土温度裂缝。目前常用的方法有以下几种。

(1)采用低热水泥(如矿渣水泥、粉煤灰水泥、大坝水泥等)和尽量减小水泥用量，以减少水泥水化热。

(2)在混凝土拌合物中掺入缓凝剂、减水剂和掺合料，降低水泥水化速度，使水泥水化热不至于在早期过分集中放出。

(3)预先冷却原材料，用冰块代替水，以抵消部分水化热。

(4)在混凝土中预埋冷却水管，从管子的一端注入冷水，从另一端排出，将混凝土内部的水化热带出。

(5)在建筑结构安全许可的条件下，将大体积混凝土化整为零施工，减轻约束和扩大散热面积。

(6)表面绝热，调节混凝土表面温度下降速率。

对于纵长和大面积混凝土工程(如混凝土路面、广场、地面和屋面等)，常采用每隔一段距离设置一道伸缩缝或留设后浇带来防止混凝土温度裂缝。监测混凝土内部温度场是控制与防范混凝土温度裂缝的重要工作内容。过去多采用点式温度计来测试，这种方法布点有限，施工工艺复杂，温度信息量少；现在一些大型水利水电工程(如三峡大坝)，通过在混凝土内埋设光纤维，利用光纤传感技术来监测内部温度场，该方法具有测点连续、温度信息量大、定位准确、抗干扰性强、施工简便等优点。