混凝土徐變綜述

1、混凝土徐變綜述19世紀20年代英國已開始水泥的工廠化生產(chǎn)，從此在世界范 圍內(nèi)開始了商品混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展。但對商品混凝土徐變的系統(tǒng)研究 則始于20世紀30年代。本文綜述了影響商品混凝土徐變的內(nèi)部因素 和外部因素，并介紹了徐變對商品混凝土結(jié)構(gòu)的影響等問題。徐變是指商品混凝土結(jié)構(gòu)在持續(xù)荷載作用下，變形隨時間不斷增 加的現(xiàn)象。它是商品混凝土結(jié)構(gòu)的固有特性，一般以徐變系數(shù)來表示： 即徐變變形與彈性變形之比。大部分徐變變形12年內(nèi)完成，其后增長緩慢，520年后趨于穩(wěn)定。一般徐變變形超過彈性變形，甚至 達到彈性變形的24倍。商品混凝土徐變的機理還不成熟，迄今為止還沒有一種理論能完 全闡釋徐變產(chǎn)生的原因。一般

2、認為商品混凝土徐變主要是應(yīng)力作用下 水泥凝膠體因滑動或剪切產(chǎn)生的粘稠變形以及商品混凝土內(nèi)部裂紋 或結(jié)晶破壞產(chǎn)生的永久變形。影響商品混凝土徐變的因素有許多，歸納起來可分為內(nèi)部因素和 外部因素兩部分。下面逐一進行介紹。1影響商品混凝土徐變的內(nèi)部因素影響商品混凝土徐變的內(nèi)部因素主要有水泥、骨料、水灰比、 及外加劑等。1.1水泥水泥品種對商品混凝土徐變影響很大。 不同種類的水泥加荷時商 品混凝土強度不同，因而商品混凝土產(chǎn)生的徐變應(yīng)考慮水泥品種對商 品混凝土早期強度的影響。在加荷齡期及應(yīng)力等條件相同的情況下， 早期強度發(fā)展越快徐變越小?；鹕交屹|(zhì)水泥混凝早期強度較低， 所以 徐變較大。水泥細度影響商品混凝

3、土早期強度，因而也影響商品混凝土徐 變。水泥細度越細，所需加入的石膏越多，如不摻入額外的石膏就會 產(chǎn)生反常的緩凝現(xiàn)象，而這種緩凝增大了商品混凝土徐變。1.2骨料商品混凝土中的骨料在荷載作用下只產(chǎn)生瞬時彈性變形，因而產(chǎn)生的徐變很小。商品混凝土的徐變主要是由水泥漿產(chǎn)生， 而骨料對水 泥漿體有約束和吸水作用，約束程度取決于骨料的剛度和含量。 骨料 的彈性模量越大、含量越高，商品混凝土的徐變就越小。同時，骨料 孔隙率大，則其彈性模量低，商品混凝土徐變越大。1.3水灰比水灰比是影響商品混凝土徐變的主要影響因素。水灰比大的商品混凝土中，水泥顆粒間的間距大、空隙多、毛細孔徑 大，商品混凝土徐變較大。瓦格納（

4、O.Wagner）的試驗結(jié)果表明：在 常用水灰比0.40.6范圍內(nèi)，商品混凝土徐變與水灰比成線性關(guān)系。1.4外加劑現(xiàn)代澆筑商品混凝土施工時，為了提高商品混凝土強度、節(jié)約水泥和增加商品混凝土和易性，幾乎都摻入外加劑。對 于減水劑，由于其節(jié)約水泥或降低水灰比以提高強度，故一般認為摻減水劑相應(yīng)減小徐變或?qū)ι唐坊炷恋男熳兓緵]有影響。 2影響商品混凝土徐變的外部因素影響商品混凝土徐變的外部因素主要有加荷應(yīng)力、加荷齡期、養(yǎng)護條件及試件尺寸等。2.1加荷應(yīng)力施加的初應(yīng)力對商品混凝土徐變有重要影響。當(dāng)商品混凝土應(yīng)力小于0.5fc時，徐變變形與應(yīng)力成正比，稱為線性變形；當(dāng)應(yīng)力大于 0.5fc時，徐變的增長較

5、應(yīng)力的增大快，稱為非線性變形；當(dāng)應(yīng)力過 高時，內(nèi)部裂紋處于不穩(wěn)定狀態(tài)，徐變不收斂，最終導(dǎo)致商品混凝土 的破壞，稱為非收斂徐變。2.2加荷齡期加荷齡期對商品混凝土徐變也有重要影響。加荷時商品混凝土 的齡期越短、則徐變越大。在早齡期，水泥正在進行水化反應(yīng)，強度 較低，故徐變較大。隨著水泥水化反應(yīng)不斷進行，強度也不斷提高， 故徐變較小。2.3養(yǎng)護條件養(yǎng)護條件下的溫濕度是影響徐變的重要環(huán)境因素。溫度與濕度影響著水泥水化程度。受荷前養(yǎng)護的溫度越高、濕度越大，水泥水化作 用就越充分，強度就越高，因此徐變越小。反之亦然。2.4試件尺寸一般認為結(jié)構(gòu)尺寸越小，商品混凝土徐變越大。因為尺寸試件越 小，商品混凝土中

6、水分散失越快，同時由于小尺寸試件容納的大粒徑 骨料相對較少，彈性模量較小，從而導(dǎo)致徐變較大。3徐變對商品混凝土結(jié)構(gòu)的影響徐變對結(jié)構(gòu)既有有利方面，又有不利的方面。因此，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中徐變是一個不可忽略的重要因素。3.1徐變對結(jié)構(gòu)的不利方面預(yù)應(yīng)力商品混凝土構(gòu)件中，由于商品混凝土收縮徐變導(dǎo)致商品混 凝土結(jié)構(gòu)中的預(yù)應(yīng)力損失；偏壓柱由于徐變使彎矩增加，增大了初始 偏心距，從而降低了其承載力；在較厚的商品混凝土構(gòu)件中，收縮徐 變會引起表面開裂問題；大跨度結(jié)構(gòu)中，徐變增大了結(jié)構(gòu)的撓度，影 響其正常使用，在長期高應(yīng)力下甚至?xí)?dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。因此，在這些 結(jié)構(gòu)中應(yīng)采取措施設(shè)法減小商品混凝土徐變。3.2徐變對結(jié)構(gòu)的有

7、利方面大體積商品混凝土結(jié)構(gòu)中，商品混凝土徐變能降低溫度應(yīng)力， 減 小收縮徐變；在結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中區(qū)和因基礎(chǔ)不均勻沉降引起局部應(yīng)力的 結(jié)構(gòu)中，商品混凝土徐變能消減結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力；在超靜定結(jié)構(gòu)中，商 品混凝土徐變有利于結(jié)構(gòu)內(nèi)力重分布；商品混凝土結(jié)構(gòu)中的受拉徐變 亦能延緩收縮裂縫的出現(xiàn)。因此，在這些結(jié)構(gòu)中，在保證結(jié)構(gòu)強度不 降低的條件下，應(yīng)采取措施設(shè)法增大商品混凝土徐變。4結(jié)語本文總結(jié)了商品混凝土徐變的影響因素及商品混凝土徐變對結(jié) 構(gòu)的影響。（1）影響商品混凝土的因素包括內(nèi)部因素和外部因素。內(nèi)部因 素包括水泥、骨料、水灰比、及外加劑等四個方面。不同水泥品種商 品混凝土徐變不同；骨料對水泥漿的約束程度取決于骨料的剛度和含 量；水灰比越大，徐變越大；外加劑對徐變基本沒有影響。(2) 外部因素包括加荷應(yīng)力、加荷齡期、養(yǎng)護條件及試件