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混凝土在荷载长期作用下的变形性能

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 在荷载的长期作用下,即使荷载大小维持不变,混凝土的变形随时间而增长的现象称为徐变。

混凝土徐变的成因,一般而言,归因于棍凝土中未晶体化的水泥胶凝体,在持续的外荷载作用下产生粘性蠕动,压应力逐渐转移给骨料,骨料应力增大试件变形也随之增大。卸荷后,水泥胶凝体又渐恢复原状,骨料遂将这部分应力逐渐转回给胶凝体,于是产生弹性后效。另外,当压应力较大时,在荷载的长期作用下,混凝土内部裂缝不断发展,也致使应变增加。

混凝土的徐变,对钢筋混凝土构件的内力分布及其受力性能有所影响。例如钢筋混凝土柱的徐变,使棍凝土的应力减小,使钢筋的应力增加,但最后不影响柱的承载力;由于徐变,受弯构件的受压区变形加大,会使它的挠度增加;对于偏压构件,特别是大偏压构件,会使附加偏心距加大而导致强度降低;对于预应力构件爹会产生预应力损失等不利影响。但徐变也能缓和应力集中现象、降低温度应力、减少支座不均匀沉降引起的结构内力,延缓收缩裂缝在构件中的出现,这些又是对结构的有利方面。长期荷载作用应力的大小是影响徐变的一个主要因素。

途变与水灰比呈线性关系;水泥用量愈多,徐变也愈大;水泥品种不同对徐变也有影响,用普通硅酸盐水泥制成的混凝土,其徐变要较用火山灰质水泥或矿渣水泥制成的大;骨料的力学性质也影响徐变变形,骨料愈坚硬、弹性模量愈大,以及骨料所占体积比愈大,徐变就愈小。收缩和膨胀是混凝土在结硬过程中本身体积的变形,与荷载无关。混凝土在空气中结硬体积会收缩,在水中结硬体积要膨胀。当混凝土受到各种制约不能自由收缩时,将在混凝土中产生拉应力,甚而导致混凝土产生收缩裂缝。

一般认为,混凝土结硬过程中特别是结硬初期,水泥水化凝结作用因其体积的凝缩,以及混凝土内游离水分蒸发逸散引起的干缩,是产生收缩变形的主要原因。

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