混凝土的变形

1、混凝土的变形 80%以上的开裂都是由于混凝土变形所引起，只有很小一部分是由于承载力不足导致。 混凝土变形的类型分类： 化学收缩 塑性收缩 非荷载作用下的变形 干湿变形 温度变形 荷载作用下的变形 短期荷载作用下的变形 长期荷载作用下的变形徐变非荷载作用下的变形包括： 1、化学收缩 2、塑性收缩 3、干湿变形 4、温度变形化学收缩定义在混凝土硬化过程中，由于水泥水化生成物的体积比反应前物质的总体积小，从而引起混凝土的收缩，称为化学收缩。特点：化学收缩是不可恢复的。其收缩量是随混凝土硬化龄期的延长而增加，一般在混凝土成型后40天左右增长较快，以后逐渐趋于稳定。化学收缩值很小（小于1），对混凝土结构

2、没有破坏作用，但在混凝土内部可能产生微细裂缝。化学收缩+水泥水=水泥浆水泥+水水泥浆体=水泥浆体大水灰比小水灰比化学收缩示意图塑性收缩定义：混凝土成型后尚未凝结硬化时属于塑性阶段，在此阶段往往由于表面失水而产生收缩，称塑性收缩。原因：新拌混凝土若表面失水速率超过内部水分向表面迁移的速率时，会造成毛细管内部产生负压，因而使浆体中固体粒子间产生一定的引力，便产生了收缩。危害：如果引力不均匀作用于混凝土表面，则表面将产生裂纹。预防：降低混凝土表面失水速率、采取防风、降温等措施。最有效的方法是凝结硬化前保持表面的润湿，如在表面覆盖塑料膜、喷洒养护剂等。 温度变形定义混凝土随着温度的变化产生热胀冷缩的变

3、形， 参数混凝土的温度线膨胀系数为（11.5）10-5/，即温度升高1，每m膨胀0.01mm。危害温度变形对大体积混凝土及大面积混凝土工程极为不利，易使这些混凝土造成温度裂缝。热裂缝出现的机理在混凝土硬化初期，水泥水化放出较多热量，而混凝土又是热的不良导体，散热很慢，因此造成混凝土内外温差很大，有时可达5070，这将使混凝土产生内胀外缩，结果在外表混凝土中将产生很大的拉应力，严重时使混凝土产生裂缝。热裂缝的控制掺入粉煤灰等混合材料加大粗骨料粒径非常低的水泥用量预冷拌合物原材料限制浇注层高管道冷却三峡大坝混凝土的“外衣”大体积混凝土的内部降温管干湿变形定义由于混凝土周围环境湿度的变化，会引起混凝

4、土的干湿变形，表现为干缩湿胀。机理：混凝土在干燥过程中，由于毛细孔水的蒸发，使毛细孔中形成负压，随者空气湿度的降低负压逐渐增大，产生收缩力，导致混凝土收缩。凝胶体颗粒的吸附水也发生部分蒸发，凝胶体因失水而产生紧缩。干湿变形的特点可恢复性吸水膨胀；混凝土的湿胀变形量很小，一般无破坏作用。但干缩收缩（Dry Shrinkage）能使混凝土表面出现拉应力而导致开裂，严重影响混凝土的耐久性。一般条件下混凝土的极限收缩值为(5090)105mm/mm左右，在工程设计时，混凝土的线收缩采用(1520)10-5mm/mm，即每m收缩0.150.20mm。荷载作用下的变形1、短期荷载作用下的变形弹塑性变形。2

5、、长期荷载作用下的变形徐变。在短期荷载作用下的变形弹塑性变形混凝土的特点：混凝土是一种由水泥石、砂、石、孔隙等组成的不匀质的复合材料。它既不是一个完全弹性体，也不是一个完全塑性体，而是一个弹塑性体。受力时既产生弹性变形，又产生塑性变形，其应力与应变的关系不是直线，而是曲线，如下图。混凝土应力应变图混凝土的弹性模量混凝土弹性模量是反映混凝土结构或钢筋混凝土结构刚度大小的重要指标。在计算钢筋混凝土结构的变形，裂缝出现及受力分析时，都须用此指标。但在整个受力过程中，混凝土并非完全弹性变形，因此计算混凝土弹性模量对应的应力与应变比值成为一个变量，不能简单加以确定。 混凝土的弹性模量的测定根据普通混凝土

6、力学性能试验方法（GBJ85）中规定，采用150mm150mm300mm的棱柱体作为标准试件，取测定点的应力为试件轴心强度的40（即0.4fcp）,经三次以上反复加荷与卸荷后，测得的变形模量值，即为该混凝土的弹性模量。影响混凝土弹性模量的因素在匀质材料里，弹性模量和密度直接相关；而多相材料，例如混凝土中，主要组分所占体积及其密度和弹性模量，以及过渡区的特性决定弹性性质。混凝土的强度混凝土的强度越高，弹性模量越大，当混凝土的强度等级由C10增加到C60时，其弹性模量大致由1.75104MPa增加到3.60 104MPa。骨料的含量与弹性模量骨料的含量越多，弹性模量越大，混凝土的弹性模量越高。养护

7、条件等混凝土的水灰比较小，养护较好及龄期较长时，混凝土的弹性模量就较大。短期荷载作用下的变形 破坏特征共分为四个阶段。第一阶段，荷载与变形是直线关系，直至极限荷载的30；第二阶段，界面的裂缝数量、长度、宽度逐渐增大，界面借摩阻力继续承担荷载，此时变形增大的速度已超过荷载增大的速度，为极限荷载的3070；第三阶段，砂浆中出现裂缝，并将和相邻界面裂缝连接汇合。此时变形明显进一步加快，荷载与变形曲线弯向变形轴方向，7090；第四阶段，达到极限荷载，裂缝迅速发展，变形迅速增大，荷载变形曲线下降，混凝土最终破坏。 在长期荷载作用下的变形徐变定义混凝土在长期荷载作用下，沿着作用力方向的变形会随时间不断增长，即荷载不变，而变形随时间延长不断增长，一般可持续23年才趋于稳定。这种现象称为徐变。 徐变徐变示意图徐变示意图混凝土产生徐变的原因水泥石中的凝胶体在长期荷载作用下的粘性流动，并向毛细孔内迁移的结果。在混凝土的较早龄期加荷，水泥尚未充分水化，所含凝胶体较多，且水泥石中毛细孔较多，凝胶体易流动，所以徐变发展较快；在晚龄期，水泥继续硬化，凝胶体含量相对减少，毛细孔亦少，徐变发展愈慢。影响混凝土徐变的因素水灰比混凝土的水灰比较小或在水中养护时，徐变较小；水泥用量水灰比相同的混凝土，其水泥用量愈多，徐变愈大；骨料的性质混凝土所用骨料的弹性模量较大时，徐变较小；荷载所受应力越大，徐变