混凝土的變形性能

1、.6.5 混凝土的變形性能混凝土的變形包括非荷載作用下的變形和荷載作用下的變形。非荷載下的變形，分為混凝土的化學(xué)收縮、干濕變形及溫度變形；荷載作用下的變形，分為短期荷載作用下的變形及長期荷載作用下的變形徐變。 一、非荷載作用下的變形（一）化學(xué)收縮（自生體積變形）在混凝土硬化過程中，由于水泥水化物的固體體積，比反應(yīng)前物質(zhì)的總體積小，從而引起混凝土的收縮，稱為化學(xué)收縮。特點：不能恢復(fù) ，收縮值較小，對混凝土結(jié)構(gòu)沒有破壞作用，但在混凝土內(nèi)部可能產(chǎn)生微細裂縫而影響承載狀態(tài)和耐久性。 （二）干濕變形（物理收縮） 干濕變形是指由于混凝土周圍環(huán)境濕度的變化，會引起混凝土的干濕變形，表現(xiàn)為干縮濕脹。 1.產(chǎn)生

2、原因混凝土在干燥過程中，由于毛細孔水的蒸發(fā)，使毛細孔中 形成負壓，隨著空氣濕度的降低，負壓逐漸增大，產(chǎn)生收縮力，導(dǎo)致混凝土收縮。同時，水泥凝膠體顆粒的吸附水也發(fā)生部分蒸發(fā)，凝膠體因失水而產(chǎn)生緊縮。當(dāng)混凝土在水中硬化時，體積產(chǎn)生輕微膨脹，這是由于凝膠體中膠體粒子的吸附水膜增厚，膠體粒子間的距離增大所致。2.危害性 混凝土的干濕變形量很小，一般無破壞作用。但干縮變形對混凝土危害較大，干縮能使砼表面產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力而導(dǎo)致開裂，降低混凝土的抗?jié)B、抗凍、抗侵蝕等耐久性能。 3.影響因素 （1）水泥的用量、細度及品種 水灰比不變：水泥用量愈多，砼干縮率越大；水泥顆粒愈細，砼干縮率越大。（2）水灰比的影響

3、水泥用量不變：水灰比越大，干縮率越大。（3）施工質(zhì)量的影響延長養(yǎng)護時間能推遲干縮變形的發(fā)生和發(fā)展，但影響甚微 ；采用濕熱法處理養(yǎng)護砼，可有效減小砼的干縮率 。 （4）骨料的影響 骨料含量多 的混凝土，干縮率較小。 （三）溫度變形 溫度變形是指混凝土隨著溫度的變化而產(chǎn)生熱脹冷縮變形?；炷恋臏囟茸冃蜗禂?shù) 為（11.5）10-5 / ，即溫度每升高1，每1m脹縮0.010.015mm。溫度變形對大體積混凝土、縱長的砼結(jié)構(gòu)、大面積砼工程極為不利，易使這些混凝土造成溫度裂縫?？刹扇〉拇胧椋翰捎玫蜔崴?，減少水泥用量，摻加緩凝劑，采用人工降溫，設(shè)溫度伸縮縫，以及在結(jié)構(gòu)內(nèi)配置溫度鋼筋等，以減少因溫度變形

4、而引起的混凝土質(zhì)量問題。 二、荷載作用下的變形 （一）混凝土在短期作用下的變形 混凝土是一種由水泥石、砂、石、游離水、氣泡等組成的不勻質(zhì)的多組分三相復(fù)合材料，為彈塑性體。受力時既產(chǎn)生彈性變形，又產(chǎn)生塑性變形，其應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系呈曲線，如圖。卸荷后能恢復(fù)的應(yīng)變彈是由混凝土的彈性應(yīng)變引起的，稱為彈性應(yīng)變；剩余的不能恢復(fù)的應(yīng)變塑，則是由混凝土的塑性應(yīng)變引起的，稱為塑性應(yīng)變?；炷恋膹椥阅Ａ浚涸趹?yīng)力應(yīng)變曲線上任一點的應(yīng)力與其應(yīng)變的比值，稱為混凝土在該應(yīng)力下的變形模量。影響混凝土彈性模量的主要因素有混凝土的強度、骨料的含量及其彈性模量以及養(yǎng)護條件等。圖6.5.1 混凝土在壓力作用下的應(yīng)力應(yīng)變曲線（二）砼在長

5、期荷載作用下的變形徐變（Creep） 混凝土在持續(xù)荷載作用下，除產(chǎn)生瞬間的彈性變形和塑性變形外，還會產(chǎn)生隨時間增長的變形，稱為徐變。如圖6.5.2。圖6.5.2 徐變變形與徐變恢復(fù)1.徐變特點：在加荷瞬間產(chǎn)生瞬時變形，隨著時間的延長，又產(chǎn)生徐變變形。荷載初期，徐變變形增長較快，以后逐漸變慢并溫度下來。卸荷后，一部分變形瞬時恢復(fù)，其值小于在加荷瞬間產(chǎn)生的瞬時變形。在卸荷后的一段時間內(nèi)變形還會繼續(xù)恢復(fù)，稱為徐變恢復(fù)。最后殘存的不能恢復(fù)的變形，稱為殘余變形。2.徐變對結(jié)構(gòu)物的影響有利影響：可消除鋼筋混凝土內(nèi)的應(yīng)力集中，使應(yīng)力重新分配，從而使混凝土構(gòu)件中局部應(yīng)力得到緩和。 對大體積混凝土則能消除一部分由于溫度變形所產(chǎn)生的破壞應(yīng)力。 不利影響：使鋼筋的預(yù)加應(yīng)力受到損失（預(yù)應(yīng)力減?。?，使構(gòu)件強度減小。 3.影響徐變因素混凝土的徐變是由于在長期荷載作用下，水泥石中的凝膠體產(chǎn)生粘性流動，向毛細孔內(nèi)遷移所致。影響混凝土徐變的因素有水灰比、水泥用