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2018年化工工程师《公共基础》重点:混凝土的变形性能

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  2018年化工工程师《公共基础》重点:混凝土的变形性能

  混凝土在荷载长期作用下的变形性能

  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,归因于混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。

  影响徐变的因素很多,如受力大小,外部环境、内在因素等:

  试验表明,长期荷载作用应力的大小是影响徐变的一个主要因素。当应力σ≤0.5fc时,徐变与应力成正比,此时可称之为线性徐变。线性徐变在加荷初期增长很快,至半年徐变大部分完成,其后增长渐小,一年后趋于稳定,三年左右徐变即告基本终止,其渐近线与时间坐标轴平行,最终徐变量约为弹性瞬时变形的2~4倍。当应力较大时,即当σ=0.5~0.8L时,由于微裂缝在长期荷载作用下不断地发展,塑性变形剧增,徐变与应力不成正比,称为非线性徐变。当应力;0.8fc时,试件内部裂缝进入非稳态发展,非线性徐变变形骤然增加,变形是不收敛的,将导致混凝土破坏。所以应用上取σ=0.8fc作为混凝上的长期抗压强度。荷载持续作用的时间愈长,徐变也愈大。混凝土龄期愈短,徐变愈大。养护环境湿度愈大、温度愈高,徐变就愈小,但在使用期处于高温、干燥条件下,则构件的徐变将增大。由于混凝土中水分的挥发逸散与构件的体积相对其表面之比有关,故而构件的尺寸愈大,则徐变就愈小。水灰比愈大,徐变愈大,在常用的水灰比(0.4~0.6)情况下,徐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。

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