試驗員培訓(xùn)第二講

1、第二講第二講 混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)2.12.1混凝土拌合物的和易性混凝土拌合物的和易性2.2 2.2 混凝土強度混凝土強度2.3 2.3 混凝土變形混凝土變形2.4 2.4 混凝土耐久性混凝土耐久性混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)混凝土的性質(zhì)包括混凝土拌合物的和易性，混凝土強度、變形及耐久性等。 混凝土各組成材料按一定比例攪拌后尚未凝結(jié)硬化的材料稱為混凝土拌合物。 2.1.1 和易性概念和易性概念和易性又稱工作性，是指混凝土拌合物在一定的施工條件下，便于各種施工工序的操作，以保證獲得均勻密實的混凝土的性能。和易性是一項綜合技術(shù)指標，包括流動性(稠度)、粘聚性和保水性

2、三個主要方面。 2.1 混凝土拌合物的和易性混凝土拌合物的和易性(1)流動性 是指拌合物在自重或施工機械振搗作用下，能產(chǎn)生流動并均勻密實地填充整個模型的性能。流動性好的混凝土拌合物操作方便、易于搗實和成型。(2)粘聚性 是指拌合物在施工過程中，各組成材料互相之間有一定的粘聚力，不出現(xiàn)分層離析，保持整體均勻的性能。 (3)保水性 是指拌合物保持水分，不致產(chǎn)生嚴重泌水的性質(zhì)?；炷涟韬衔锏牧鲃有浴⒄尘坌院捅Ｋ匀呒然ハ嗦?lián)系，又互相矛盾。 施工時應(yīng)兼顧三者，使拌合物既滿足要求的流動性，又保證良好的粘聚性和保水性。普通混凝土拌合物性能試驗方法(GB/T 500802002)規(guī)定采用坍落度及坍落擴展度

3、試驗和維勃稠度試驗進行評定。 (1)坍落度及坍落擴展度試驗 將混凝土拌合物分3次按規(guī)定方法裝入坍落度筒內(nèi)，刮平表面后，垂直向上提起坍落度筒。拌合物因自重而坍落，測量坍落的值(mm)，即為該拌合物的坍落度(如圖2.1)。 2.1.2 2.1.2 和易性測定和易性測定根據(jù)坍落度大小，可將混凝土拌合物分成4級，見表2.1。 混凝土拌合物的坍落度應(yīng)在一個適宜的范圍內(nèi)。其值可根據(jù)工程結(jié)構(gòu)種類、鋼筋疏密程度及振搗方法按表2.2選用。 對于干硬性混凝土，和易性測定常采用維勃稠度試驗。 (2)維勃稠度試驗 維勃稠度試驗需用維勃稠度測定儀(見圖2.2)。 透明圓盤的底面被水泥漿布滿所需要的震動時間(以秒計)，稱

4、為該混凝土拌合物的維勃稠度。維勃稠度值越大，說明混凝土拌合物越干硬?；炷涟韬衔锔鶕?jù)維勃稠度大小分為4級，見表2.3。 圖2.1 坍落度測定 表表2.1 混凝土拌合物按坍落度分級混凝土拌合物按坍落度分級 級別名稱坍落度(mm)允許偏差(mm)T1T2T3T4 低塑性混凝土塑性混凝土流動性混凝土大流動性混凝土 10405090100150160 10203030表表2.2 混凝土澆筑時的坍落度混凝土澆筑時的坍落度 項次結(jié)構(gòu)種類坍落度(mm)1基礎(chǔ)或地面等的墊層、無筋的厚大結(jié)構(gòu)(擋土墻、基礎(chǔ)或厚大的塊體等)或配筋稀疏的結(jié)構(gòu) 10302板、梁和大型及中型截面的柱子等30503配筋密列的結(jié)構(gòu)(薄壁、斗

5、倉、筒倉、細柱等)50704配筋特密的結(jié)構(gòu)7090圖2.2 維勃稠度儀 級別名稱維勃值(s)允許偏差(s)V0V1V2V3 超干硬性特干硬性 干硬性 半干硬性 3131212011105 6643表表2.3 混凝土按維勃稠度的分級混凝土按維勃稠度的分級 (1)水泥漿的數(shù)量 在水灰比不變的條件下，增加混凝土單位體積中的水泥漿數(shù)量，能使骨料周圍有足夠的水泥漿包裹，改善骨料之間的潤滑性能，從而使混凝土拌合物的流動性提高。但水泥漿數(shù)量不宜過多，否則會出現(xiàn)流漿現(xiàn)象，粘聚性變差，浪費水泥，同時影響混凝土強度。 2.1.3 2.1.3 影響混凝土和易性的主要因素影響混凝土和易性的主要因素(2)水泥漿的稠度

6、水泥漿的稠度主要取決于水灰比(1m3混凝土中水與水泥用量的比值)大小。水灰比過大，水泥漿太稀，產(chǎn)生嚴重離析及泌水現(xiàn)象；過小，因流動性差而難于施工，通常水灰比在0.400.75之間，并盡量選用小的水灰比。 (3)砂率(S) 砂率是指混凝土內(nèi)砂的質(zhì)量占砂、石總量的百分比。 選擇砂率應(yīng)該是在用水量及水泥用量一定的條件下，使混凝土拌合物獲得最大的流動性，并保持良好的粘聚性和保水性；或在保證良好和易性的同時，水泥用量最少。此時的砂率值稱為合理砂率(如圖2.3、圖2.4)。合理砂率一般通過試驗確定，在不具備試驗的條件下，可參考表2.4選取。 (4)原材料的性質(zhì) 水泥品種 在其他條件相同時，硅酸鹽水泥和普通

7、水泥較礦渣水泥拌制的混凝土拌合物的和易性好。 骨料 如其他條件相同，卵石混凝土比碎石混凝土流動性大，級配好的比級配差的流動性大。 (5)其他因素 外加劑拌制混凝土?xí)r，摻入少量外加劑，有利于改善和易性 溫度混凝土拌合物的流動性隨溫度的升高而降低。 時間隨著時間的延長，拌和后的混凝土坍落度逐漸減小。 圖2.3 砂率與坍落度關(guān)系 (水及水泥用量不變) 圖2.4 砂率與水泥用量關(guān)系 (坍落度不變) 表表2.4 混凝土砂率混凝土砂率(%) 水灰比(W/C) 卵石最大粒徑(mm) 碎石最大粒徑(mm) 1020401020400.400.500.600.70 2632303533383641 253129

8、3432373540 2430283331363439 3035333836413944 2934323735403843 2732303533383641 小例題2.1坍落度小于20mm的新拌混凝土，采用維勃稠度儀測定其工作性。W2.2影響混凝土流動性的因素有膠凝材料的用量 W2.3（ ）是指混凝土拌合物在自重或機械力作用下，能產(chǎn)生流動，并均勻地填滿模板的性能。A.泌水性 B.粘聚性 C.保水性 D.流動性 2.4關(guān)于水灰比對混凝土拌合物特性的影響，說法不正確的是（ ）。A.水灰比越大，粘聚性越差 B.水灰比越小，保水性越好 C.水灰比過大會產(chǎn)生離析現(xiàn)象 D.水灰比越大，坍落度越小 2.5關(guān)

9、于合理砂率對混凝土拌合物特性的影響，說法不正確的是（ ）。A.流動性最小 B.粘聚性良好C.保水性良好 D.水泥用量最小 2.6、下列關(guān)于混凝土用骨料（砂、石）敘述正確的是（ ）。A.要求骨料空隙率小、總表面積小。B.配制低于C30的混凝土用砂，其含泥量應(yīng)不大于3.0%C.壓碎指標可用來表示細骨料的強度D.當(dāng)粗骨料中夾雜著活性氧化硅時，有可能使混凝土發(fā)生堿骨料破壞2.2.1 混凝土立方體抗壓強度混凝土立方體抗壓強度普通混凝土力學(xué)性能試驗方法(GB/T 500812002)規(guī)定，制作150mm150mm150 mm的標準立方體試件(在特殊情況下，可采用150mm300mm的圓柱體標準試件)，在標

10、準條件(溫度202，相對濕度95%以上或在溫度為202的不流動的Ca(OH)2飽和溶液中）養(yǎng)護到28d，所測得的抗壓強度值為混凝土立方體抗壓強度，以fcu表示。 2.2 混凝土強度混凝土強度試驗條件對試驗結(jié)果的影響（加載速度、試件表面吐不涂油、尺寸、齡期、養(yǎng)護環(huán)境）當(dāng)采用非標準尺寸的試件時，應(yīng)換算成標準試件的強度。換算方法是將所測得的強度乘以相應(yīng)的換算系數(shù)(見表2.5)?；炷翉姸鹊燃壊捎梅朇與立方體抗壓強度標準值表示。普通混凝土通常劃分為C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60等12個強度等級(C60以上的混凝土稱為高強混凝土)。 表

11、表2.5 強度換算系數(shù)強度換算系數(shù)(GB/T 500812002) 試件尺寸(mm )骨料最大粒徑(mm)強度換算系數(shù) 100100100150150150200200200 31.54063 0.9511.05小例題P2192.7某混凝土，取立方體試件一組，試件尺寸為150mm150mm150mm，標準養(yǎng)護28d所測得的抗壓破壞荷載分別為801kN、641kN、684kN。計算該組試件標準立方體抗壓強度值為（ ）MPa。A.29.5 B.28.4 C.29.8 D.30.42.8、某工地實驗室做混凝土抗壓強度的所有試塊尺寸均為100mm100mm100mm，經(jīng)標準養(yǎng)護28d測其抗壓強度值，問

12、如何確定其強度等級（ ）。A.必須用標準立方體尺寸150mm150mm150mm 重做B.取其所有小試塊中的最大強度值C.可乘以尺寸換算系數(shù)0.95D.可乘以尺寸換算系數(shù)1.05小例題2.9、采用強度等級32.5的普通硅酸鹽水泥、碎石和天然砂配制混凝土，制作尺寸為100mm100mm100mm試件3塊，標準養(yǎng)護7d，測得破壞荷載分別為140kN、135kN、142kN。該該尺寸混凝土7d立方體抗壓強度為（ ）MPa。A.13.6 B.13.9 C.12.1 D.14.4 小例題2.10、用統(tǒng)計法評定現(xiàn)澆混凝土強度時，試件組數(shù)不得少于10組。普通混凝土力學(xué)性能試驗方法(GB/T 50081200

13、2)規(guī)定，采用150mm150mm300mm的棱柱體作為標準試件，測得的抗壓強度為軸心抗壓強度fcp。 混凝土的軸心抗壓強度fcp與立方體抗壓強度fcu之間具有一定的關(guān)系，通過大量試驗表明：在立方體抗壓強度fcu為1055MPa的范圍內(nèi)，fcp=(0.70.8)fcu。 2.2.2 混凝土軸心抗壓強度混凝土軸心抗壓強度混凝土的抗拉強混凝土的抗拉強f ftktk比抗壓強度低得多比抗壓強度低得多。一般只。一般只有抗壓強度的有抗壓強度的1/201/201/101/10，f fcu,kcu,k越大越大f ftktk/ /f fcu,kcu,k值越小，值越小，混凝土的抗拉強度取決于水泥石的強度和水泥石與

14、混凝土的抗拉強度取決于水泥石的強度和水泥石與骨料的粘結(jié)強度。采用表面粗糙的骨料及較好的養(yǎng)骨料的粘結(jié)強度。采用表面粗糙的骨料及較好的養(yǎng)護條件可提高護條件可提高f ftktk值。值。軸心抗拉強度是混凝土的基本力學(xué)性能，也可軸心抗拉強度是混凝土的基本力學(xué)性能，也可間接地衡量混凝土的其他力學(xué)性能，如混凝土的抗間接地衡量混凝土的其他力學(xué)性能，如混凝土的抗沖切強度沖切強度。2.2.32.2.3混凝土的抗拉強度混凝土的抗拉強度f ftktk 500 150 15010016軸心受拉試驗劈拉試驗FaFlaFst2,混凝土強度主要取決于水泥石強度及其與骨料表面的粘結(jié)強度，而水泥石強度及其與骨料的粘結(jié)強度又與水泥

15、強度等級、水灰比及骨料的性質(zhì)有密切關(guān)系。同時，齡期及養(yǎng)護條件等因素對混凝土強度也有較大影響。 2.2.4 影響混凝土強度的主要因素影響混凝土強度的主要因素(1)水泥強度等級和水灰比 配合比相同時，水泥強度等級越高，混凝土強度也越大；在一定范圍內(nèi)，水灰比越小，混凝土強度也越高。試驗證明，混凝土強度與水灰比呈曲線關(guān)系，而與灰水比呈直線關(guān)系(見圖2.5)。其強度計算公式是：()cuacebCffW(2)粗骨料的顆粒形狀和表面特征粗骨料對混凝土強度的影響主要表現(xiàn)在顆粒形狀和表面特征上。當(dāng)粗骨料中含有大量針片狀顆粒及風(fēng)化的巖石時，會降低混凝土強度。碎石表面粗糙、多棱角，與水泥石粘結(jié)力較強，而卵石表面光滑

16、，與水泥石粘結(jié)力較弱。因此，水泥強度等級和水灰比相同時，碎石混凝土強度比卵石混凝土的高些。 (3)養(yǎng)護條件 試驗表明，保持足夠濕度時，溫度升高，水泥水化速度加快，強度增長也快?；炷两Y(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范(GB 502042002)規(guī)定，在混凝土澆筑完畢后，應(yīng)在12h內(nèi)加以覆蓋并保濕養(yǎng)護?；炷翉姸扰c保持潮濕日期的關(guān)系見圖2.6，溫度對混凝土強度的影響見圖2.7。 (4)齡期 混凝土在正常養(yǎng)護條件下，其強度隨齡期增長而提高。在最初37d內(nèi)，強度增長較快，28d后強度增長緩慢(見圖2.7)?；炷翉姸鹊陌l(fā)展大致與齡期的對數(shù)成正比關(guān)系： 28lglg28ccuffn(5) 試驗條件 試件尺寸 相

17、同的混凝土，試件尺寸越小測得的強度越高。 試件的形狀 當(dāng)試件受壓面積(aa)相同，而高度(h)不同時，高寬比(h/a)越大，抗壓強度越小。見圖2.8 表面狀態(tài) 加荷速度 圖2.5 混凝土強度與水灰比及灰水比關(guān)系 (a)強度與水灰比關(guān)系；(b)強度與灰水比關(guān)系 圖2.6 混凝土強度與保持潮濕時間的關(guān)系 1長期保持潮濕；2保持潮濕14d；3保持潮濕7d；4保持潮濕3d；5保持潮濕1d 圖2.7 溫度、齡期對混凝土強度影響參考曲線 圖2.8 混凝土試件的破壞狀態(tài) (a)立方體試件；(b)棱柱體試件；(c)試件破壞后的棱錐體；(d)不受承壓板約束時試件的破壞情況 混凝土力學(xué)性能的檢測 （普通混凝土力學(xué)

18、性能試驗方法和標準 GB/T50081-2002P219混凝土立方體抗壓強度的檢測試件的制作：三組試件為一組，且來自同一盤或同一車。壓力機的精度和量程：1，2080結(jié)果評定：AFfcc/規(guī)范6.0.5 P224混凝土軸心抗壓強度和受壓彈性模量的檢測標準試件：邊長為150mm150mm300mm的棱柱體試件是測試混凝土靜力受壓彈性模量（軸心抗壓強度）的標準試件 。試件數(shù)量：6個，3個用來測強度，3個用來測彈模P2262.2.5混凝土強度的檢驗評定（混凝土強度檢驗評定標準GBJ107-87）P2751.一般規(guī)定混凝土構(gòu)件預(yù)制廠、商品混凝土攪拌站應(yīng)定期對混凝土強度進行統(tǒng)計分析，控制混凝土質(zhì)量，具體要

19、求體現(xiàn)在檢驗的標準差和保證率上。)(1122cufcuiNfN1000NNPN組數(shù)2. 統(tǒng)計評定法（1）當(dāng)混凝土的生產(chǎn)條件在較長時間內(nèi)能保持一致，且同一品種混凝土的強度變異性能保持穩(wěn)定時,應(yīng)由連續(xù)的三組試件組成一個驗收批（驗收期不超過3個月，總批數(shù)不得少于15），其強度應(yīng)同時滿足下列要求：P259糾錯 5.2.5混凝土強度檢驗與評定0,7 . 0kcuffmcu0,min,7 . 0kcucuff2090. 02085. 0,min,min,CfffCfffkcucukcukcucukcu同時，miicufm1,059. 0同一驗收批混凝土立方體強度最小值5.2.5混凝土強度檢驗與評定2. 統(tǒng)

20、計評定法（2）當(dāng)混凝土的生產(chǎn)條件在較長時間內(nèi)不能保持一致，且混凝土強度變異性不能保持穩(wěn)定時,或在前一個檢驗期內(nèi)的同一品種混凝土沒有足夠的數(shù)據(jù)用以確定驗收批混凝土立方體抗壓強度的標準差時，應(yīng)由不少于10組的試件組成一個驗收批,其強度應(yīng)同時滿足：kcufffsmcucu,19 . 0kcucuff,2min,kcufcufs,06. 0要求1122nnmfsnifcuifcucu此時的標準差用下式表示（第i組，n 組數(shù)）混凝土強度檢驗與評定3.非統(tǒng)計評定方法同一驗收批混凝土立方體抗壓強度的最小值某工程設(shè)計要求混凝土強度等級為C25，工地一月內(nèi)按施工配合比施工，先后取樣制備了30組試件（150mm1

21、50mm150mm立方體），測出每組（3個試件）28d抗壓強度代表值依次為（MPa）：26.5、26.0、29.5、27.5、24.0、25.0、26.7、25.2、27.7、29.5、26.1、28.5、25.6、26.5、27.0、24.1、25.3、29.4、27.0、29.3、25.1、26.0、26.7、27.7、28.0、28.2、28.5、26.5、28.5、28.8，該批混凝土強度的標準差為（ ）MPa 。A.2.0 B.1.58 C.1.64 D.1.70 (1) 采用高強度等級水泥 (2) 采用干硬性混凝土(3) 采用蒸汽或蒸壓養(yǎng)護 (4) 采用機械攪拌和振搗 圖2.9 (

22、5) 摻入減水劑或早強劑 2.2.6 提高混凝土強度的措施提高混凝土強度的措施圖2.9 搗實方法對混凝土強度的影響 小算例2.9采用強度等級32.5的普通硅酸鹽水泥、碎石和天然砂配制混凝土，制作尺寸為100mm100mm100mm試件3塊，標準養(yǎng)護7d，測得破壞荷載分別為140kN、135kN、142kN。該尺寸混凝土7d立方體抗壓強度為13.9MPa。2.10采用32.5級普通水泥拌制的混凝土，在10C的條件下養(yǎng)護7d，測得其150mm150mm150mm立方體試件的抗壓強度為15MPa。估算該混凝土在此溫度下28d的強度為25.7 MPa。28lglg28ccuffn2.3.1 2.3.1

23、 非荷載作用下的變形非荷載作用下的變形非荷載作用下的變形有化學(xué)收縮、干濕變形及溫度變形等。 (1)化學(xué)收縮是指由于水泥水化生成物的體積比反應(yīng)前物質(zhì)的總體積小，致使混凝土產(chǎn)生收縮。水泥用量過多，在混凝土的內(nèi)部易產(chǎn)生化學(xué)收縮而引起微細裂縫。2.3 2.3 混凝土變形混凝土變形(2)干濕變形即混凝土干燥、潮濕引起的尺寸變化。其中濕脹變形量很小，一般無破壞性，但干縮對混凝土危害較大，應(yīng)盡量減小。 (3)溫度變形即混凝土熱脹冷縮的性能。由于水泥水化放出熱量，因此，溫度變形對大體積混凝土工程極為不利，容易引起內(nèi)外膨脹不均而導(dǎo)致混凝土開裂。 收縮的特點收縮的特點：由收縮試驗結(jié)果如圖：由收縮試驗結(jié)果如圖1-3

24、01-30可以看出：混可以看出：混凝土的收縮是隨時間而增長的變形，結(jié)硬初期收縮較快凝土的收縮是隨時間而增長的變形，結(jié)硬初期收縮較快1 1個月大約可完成個月大約可完成1/21/2的收縮，的收縮，3 3個月后增長緩慢，一般個月后增長緩慢，一般2 2年后趨于穩(wěn)定，最終收縮應(yīng)變大約為年后趨于穩(wěn)定，最終收縮應(yīng)變大約為(2(25)5)1010-4-4，一般取收縮應(yīng)變值為：一般取收縮應(yīng)變值為：3 31010-4-4。圖2.10 混凝土的收縮引起收縮的主要原因引起收縮的主要原因：干燥失水是引起收縮的干燥失水是引起收縮的重要因素。使用環(huán)境的溫度越高、濕度超低，收縮重要因素。使用環(huán)境的溫度越高、濕度超低，收縮越大

25、。蒸汽養(yǎng)護的收縮值要小于常溫養(yǎng)護的收縮值，越大。蒸汽養(yǎng)護的收縮值要小于常溫養(yǎng)護的收縮值，這是因為高溫高溫可加快水化作用減少混凝士的自這是因為高溫高溫可加快水化作用減少混凝士的自由水分加速了凝結(jié)與硬化的時間。由水分加速了凝結(jié)與硬化的時間。通過試驗還表明，水泥用量越多、水灰比越大，通過試驗還表明，水泥用量越多、水灰比越大，收縮越大；骨料的級配好、彈性模量大，收縮越小；收縮越大；骨料的級配好、彈性模量大，收縮越小；構(gòu)件的體積與表面積比值大時，收縮小。構(gòu)件的體積與表面積比值大時，收縮小。收縮對結(jié)構(gòu)的影響： 混凝土的收縮對處于完全自由狀態(tài)的構(gòu)件只會引起混凝土的收縮對處于完全自由狀態(tài)的構(gòu)件只會引起構(gòu)件的縮

26、短；對于周邊有約束而不能自由變形的構(gòu)件，構(gòu)件的縮短；對于周邊有約束而不能自由變形的構(gòu)件， 收縮會引起構(gòu)件內(nèi)混凝土產(chǎn)生拉應(yīng)力，甚至?xí)辛芽p收縮會引起構(gòu)件內(nèi)混凝土產(chǎn)生拉應(yīng)力，甚至?xí)辛芽p產(chǎn)生。產(chǎn)生。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，鋼筋和混凝土由于粘結(jié)力在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，鋼筋和混凝土由于粘結(jié)力的作用，相互之間變形是協(xié)調(diào)的?；炷辆哂惺湛s的的作用，相互之間變形是協(xié)調(diào)的?；炷辆哂惺湛s的性質(zhì)。而鋼筋并沒有這種性質(zhì)，鋼筋的存在限制了混性質(zhì)。而鋼筋并沒有這種性質(zhì)，鋼筋的存在限制了混凝土的自由收縮，使混凝土受拉、鋼筋受壓，如果截凝土的自由收縮，使混凝土受拉、鋼筋受壓，如果截面的配筋率較高時會導(dǎo)致混凝土開裂。面的配筋率較

27、高時會導(dǎo)致混凝土開裂。(2)(2)混凝土的溫度變形混凝土的溫度變形當(dāng)溫度變化時，混凝土的體積同樣也有熱脹冷當(dāng)溫度變化時，混凝土的體積同樣也有熱脹冷縮的性質(zhì)?？s的性質(zhì)。 當(dāng)溫度變形受到外界的約束而不能自由發(fā)生時，當(dāng)溫度變形受到外界的約束而不能自由發(fā)生時，將在構(gòu)件內(nèi)產(chǎn)生溫度應(yīng)力。將在構(gòu)件內(nèi)產(chǎn)生溫度應(yīng)力。 在大體積混凝土中在大體積混凝土中 ，由于混凝土表面較內(nèi)部的，由于混凝土表面較內(nèi)部的收縮量大，再加上水泥水化熱使混凝土的內(nèi)部溫度收縮量大，再加上水泥水化熱使混凝土的內(nèi)部溫度比表面溫度高，如果把內(nèi)部混凝土視為相對不變形比表面溫度高，如果把內(nèi)部混凝土視為相對不變形體，它將對試圖縮小體積的表面混凝土形成約

28、束，體，它將對試圖縮小體積的表面混凝土形成約束，在表面混凝士形成拉應(yīng)力，在表面混凝士形成拉應(yīng)力， 如果內(nèi)外變形差較大，如果內(nèi)外變形差較大，將會造成表層混凝土開裂將會造成表層混凝土開裂。 2.3.2 載荷作用下的變形載荷作用下的變形（1 1）受壓混凝土一次）受壓混凝土一次短期加荷短期加荷的的-曲線曲線受壓混凝土一次受壓混凝土一次短期加荷短期加荷的的-曲線曲線混凝土在荷載長期持續(xù)作用下的變形，稱謂徐變，是指在長期不變的荷載作用下，隨時間而增長的變形。圖2.11表示混凝土徐變的曲線?；炷列熳兇笮∨c許多因素有關(guān)。如水灰比、養(yǎng)護條件、水泥用量等均對徐變有影響。 （2）混凝土在荷載長期持續(xù)作用下的變形）

29、混凝土在荷載長期持續(xù)作用下的變形圖2.11 混凝土徐變曲線 徐變對于結(jié)構(gòu)的變形和強度，預(yù)應(yīng)力混凝土中的徐變對于結(jié)構(gòu)的變形和強度，預(yù)應(yīng)力混凝土中的鋼筋應(yīng)力都將產(chǎn)生重要的影響。鋼筋應(yīng)力都將產(chǎn)生重要的影響。徐變的產(chǎn)生，有利也有弊。徐變與時間的關(guān)系徐變與時間的關(guān)系( (圖圖2.11)2.11)加以說明，當(dāng)加荷應(yīng)力達加以說明，當(dāng)加荷應(yīng)力達到到0.50.5f fc c時，其加荷瞬間產(chǎn)生的應(yīng)變?yōu)樗矔r應(yīng)變時，其加荷瞬間產(chǎn)生的應(yīng)變?yōu)樗矔r應(yīng)變 。若荷載保持不變隨著加荷時間的增長，應(yīng)變也將繼若荷載保持不變隨著加荷時間的增長，應(yīng)變也將繼續(xù)增長，這就是混凝土的徐變應(yīng)變續(xù)增長，這就是混凝土的徐變應(yīng)變 。 徐變開始半年內(nèi)增

30、長較快，以后逐漸減慢，經(jīng)過徐變開始半年內(nèi)增長較快，以后逐漸減慢，經(jīng)過一定時間后，徐變趨于穩(wěn)定一定時間后，徐變趨于穩(wěn)定。 徐變應(yīng)變值約為瞬時彈性應(yīng)變的徐變應(yīng)變值約為瞬時彈性應(yīng)變的1 14 4倍倍。兩年后。兩年后卸載，試件瞬時恢復(fù)的應(yīng)變卸載，試件瞬時恢復(fù)的應(yīng)變 已略小于瞬時應(yīng)已略小于瞬時應(yīng)變變 。elaelaelacr徐變的特點徐變的特點產(chǎn)生徐變的原因：產(chǎn)生徐變的原因：a. a.水泥石由結(jié)晶體荷凝膠體組成，在外力水泥石由結(jié)晶體荷凝膠體組成，在外力長期持續(xù)作用下，凝膠體具有粘性流動的長期持續(xù)作用下，凝膠體具有粘性流動的特性，產(chǎn)生持續(xù)變形；特性，產(chǎn)生持續(xù)變形；b.b.混凝土內(nèi)部的微裂縫在外力的作用下不

31、混凝土內(nèi)部的微裂縫在外力的作用下不斷擴展，導(dǎo)致應(yīng)變的增加。斷擴展，導(dǎo)致應(yīng)變的增加。影響徐變的因素：影響徐變的因素：a a. .混凝土應(yīng)力條件是影響徐變的非常重要因素混凝土應(yīng)力條件是影響徐變的非常重要因素b b. .加荷時混凝土的齡期加荷時混凝土的齡期c c. .混凝土的組成和配合比混凝土的組成和配合比d d. .骨料骨料e e. .構(gòu)件形狀及尺寸構(gòu)件形狀及尺寸f f. .養(yǎng)護及使用條件下的溫濕度養(yǎng)護及使用條件下的溫濕度混凝土的組成和配合比是影響徐變的內(nèi)在因素混凝土的組成和配合比是影響徐變的內(nèi)在因素、水泥用量越多和水灰比越大，徐變也越大。骨料越堅水泥用量越多和水灰比越大，徐變也越大。骨料越堅硬、

32、彈性模量越高徐變就越小。骨料的相對體積越大，硬、彈性模量越高徐變就越小。骨料的相對體積越大，徐變越小。另外，構(gòu)件形狀及尺寸，混凝土內(nèi)鋼筋的徐變越小。另外，構(gòu)件形狀及尺寸，混凝土內(nèi)鋼筋的面積和鋼筋應(yīng)力性質(zhì)，對徐變也有不同的影響。面積和鋼筋應(yīng)力性質(zhì)，對徐變也有不同的影響。養(yǎng)護及使用條件下的溫濕度是影響徐變的環(huán)境因養(yǎng)護及使用條件下的溫濕度是影響徐變的環(huán)境因素素。養(yǎng)護時溫度隊濕度大、水泥水化作用充分，徐變。養(yǎng)護時溫度隊濕度大、水泥水化作用充分，徐變就小，采用蒸汽養(yǎng)護可使徐變減小約就小，采用蒸汽養(yǎng)護可使徐變減小約20203535。受荷后構(gòu)件所處環(huán)境的溫度越高、濕度越低，則徐變受荷后構(gòu)件所處環(huán)境的溫度越高

33、、濕度越低，則徐變越大、如環(huán)境溫度為越大、如環(huán)境溫度為7070的試件受荷的試件受荷- -年后的徐變，年后的徐變，要比溫度為要比溫度為2020的進件大的進件大1 1倍以上，因此，高溫干燥倍以上，因此，高溫干燥環(huán)境將使徐變顯著增大。環(huán)境將使徐變顯著增大。 混凝土應(yīng)力條件是影響徐變的非常重要因素?；炷翍?yīng)力條件是影響徐變的非常重要因素。加荷時混凝土的齡期越長，徐變越小。混凝土應(yīng)力加荷時混凝土的齡期越長，徐變越小?；炷翍?yīng)力越大，徐變越大、隨著混凝土應(yīng)力的增加徐變將發(fā)越大，徐變越大、隨著混凝土應(yīng)力的增加徐變將發(fā)生不同用情況，圖生不同用情況，圖1-281-28為不同應(yīng)力水平下的徐變變?yōu)椴煌瑧?yīng)力水平下的徐

34、變變形增長曲線。由圖可見，當(dāng)應(yīng)力較小時形增長曲線。由圖可見，當(dāng)應(yīng)力較小時( (f fc c) )，曲，曲線接近等距離分布，說明徐變與初應(yīng)力成正比，這線接近等距離分布，說明徐變與初應(yīng)力成正比，這種情況稱為線性徐變，一般的解釋認為是水泥膠體種情況稱為線性徐變，一般的解釋認為是水泥膠體的 粘 性 流 動 所 致 。 當(dāng) 施 加 于 混 凝 土 的 應(yīng) 力 。的 粘 性 流 動 所 致 。 當(dāng) 施 加 于 混 凝 土 的 應(yīng) 力 。=(0.5=(0.50.8)0.8)f fc c時，徐變與應(yīng)力不成正比徐變比應(yīng)時，徐變與應(yīng)力不成正比徐變比應(yīng)力增長較快，這種情況為非線形徐變，一般認為發(fā)力增長較快，這種情況

35、為非線形徐變，一般認為發(fā)生這種現(xiàn)象的原因，是水泥膠體的粘性流動的增長生這種現(xiàn)象的原因，是水泥膠體的粘性流動的增長速度已比較穩(wěn)定，而應(yīng)力集中引起的微裂縫開展則速度已比較穩(wěn)定，而應(yīng)力集中引起的微裂縫開展則隨應(yīng)力的增大而發(fā)展。隨應(yīng)力的增大而發(fā)展。 當(dāng)應(yīng)力當(dāng)應(yīng)力0.80.8f fc c時，徐變的發(fā)展是非收斂的，最時，徐變的發(fā)展是非收斂的，最終將導(dǎo)致混凝土的破壞。實際終將導(dǎo)致混凝土的破壞。實際=0.8=0.8f fc c即為混凝土的即為混凝土的長期抗壓強度。圖長期抗壓強度。圖2-122-12為不同加荷時間的應(yīng)變增長曲為不同加荷時間的應(yīng)變增長曲線與徐變極限和強度破壞時的應(yīng)變極限關(guān)系線與徐變極限和強度破壞時

36、的應(yīng)變極限關(guān)系。 圖2-12 初應(yīng)變對徐變的影響從試驗曲線得出結(jié)論：試件的變形與加載時間有關(guān)；強度破壞極限隨加載時間而降低。圖2-13 加載時間與徐變極限及強度破壞極限的關(guān)系徐變對混凝土結(jié)構(gòu)的影響：徐變對混凝土結(jié)構(gòu)的影響：a. a.使鋼筋與混凝土產(chǎn)生應(yīng)力重分布使鋼筋與混凝土產(chǎn)生應(yīng)力重分布，引起超靜定，引起超靜定結(jié)構(gòu)產(chǎn)生應(yīng)力松弛（因為超靜定結(jié)構(gòu)的變形受到結(jié)構(gòu)產(chǎn)生應(yīng)力松弛（因為超靜定結(jié)構(gòu)的變形受到約束，混凝土的應(yīng)力隨時間的增長而降低，即產(chǎn)約束，混凝土的應(yīng)力隨時間的增長而降低，即產(chǎn)生應(yīng)力松弛）生應(yīng)力松弛）可緩解應(yīng)力集中、調(diào)節(jié)溫度應(yīng)可緩解應(yīng)力集中、調(diào)節(jié)溫度應(yīng)力、調(diào)節(jié)由支座不均勻沉降產(chǎn)生的附加應(yīng)力。力、調(diào)節(jié)