混凝土的变形课件

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。

——裂缝治理专家王铁孟混凝土变形的类型分类：化学收缩塑性收缩Ⅰ非荷载作用下的变形干湿变形温度变形

Ⅱ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Ⅰ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+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形，

参数——混凝土的温度线膨胀系数为（1～1.5）×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大体积混凝土的内部降温管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（DryShrinkage）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(50～90)×10－5mm/mm左右，在工程设计时，混凝土的线收缩采用(15～20)×10-5mm/mm，即每m收缩0.15～0.20mm。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、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σ与应变ε比值成为一个变量，不能简单加以确定。

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1.75×104MPa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。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，70％～90％；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2～3年才趋于稳定。这种现象称为徐变。

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