設計百問:什么是混凝土的徐變?它對混凝土的性能有什么影響?徐變產生的原因

(1)混凝土的徐變構件在長期不變的荷載作用下,應變隨時間增長具有持續增長的特性,混凝土這種受力變形稱為徐變。

(2)混凝土的徐變對構件的影響,徐變對混凝土結構構件的變形和承載能力會產生明顯的不利影響,在預應力混凝土構件中會造成預應力損失。這些影響對結構構件的受力和變形是有危害的,因此在設計和施工過程中要盡可能采取措施降低混凝土的徐變。

(3)徐變產生的原因徐變產生的原因主要包括以下兩個方面:1)混凝土內的水泥凝膠在壓應力作用下具有緩慢黏性流動的性質,這種黏性流動變形需要較長的時間才能逐漸完成。在這個變形過程中凝膠體會把它承受的壓力轉嫁給骨料,從而使黏流變形逐漸減弱直到結束。當卸去荷載后,骨料受到的壓力會逐步回傳給凝膠體,因此,一部分徐變變形能夠恢復。
2)當試件受到較高壓應力作用時,混凝土內的微裂縫會不斷增加和延長,助長了徐變的產生。壓應力越高,這種因素的影響在總徐變中占的比例就越高。

綜上所述,影響徐變大小的因素歸納起來有以下幾點:
1)混凝土內在的材性方面的影響
①水泥用量越多,凝膠體在混凝土內占的比例就越高,由于水泥凝膠體的黏彈性造成的徐變就越大;降低這個因素產生應變的措施是,在保證混凝土強度等級的前提下,嚴格控制水泥用量,不要隨意加大混凝土中水泥的用量。
②水灰比越高,混凝土凝結硬化后殘留在其內部的工藝水就越多,由于它的揮發和不斷逸出產生的空隙就越多,徐變就會越大。減少這個因素產生的徐變措施是,在保證混凝土流動性的前提下,嚴格控制用水量,減低水灰比和多余的工藝水。
③骨料級配越好,徐變越小。骨料級配越好,骨料在混凝土體內占的體積越多,水泥凝膠體就越少,凝膠體向結晶體轉化時體積的縮小量就少,壓應力從凝膠體向骨料的內力轉移就少,徐變就少。減少這種因素引起的徐變,主要措施是選擇級配良好的骨料。
④骨料的彈性模量越高,徐變越小。這是因為骨料越堅硬,在凝膠體向其轉化內力時骨料的變形就小,徐變也就會減小。減少這種因素引起的徐變的主要措施是選擇堅硬的骨料。

2)混凝土養護和工作環境條件的影響;
①混凝土制作養護和工作環境的溫度正常、濕度高則徐變小;反之,溫度高、濕度低則徐變大。在實際工程施工時混凝土養護時的環境溫度一般難以調控,在常溫下充分保證濕度,徐變就會降低。
②構件的體積和面積的比小(即表面積相對較大)的構件,混凝土內部水分散發較快,混凝土內水泥顆粒早期的水解不充分,凝膠體的產生和其變為結晶體的過程不充分,徐變就大。
③混凝土加荷齡期越長,其內部結晶體的量越多,凝結硬化越充分,徐變就越小。
④構件截面受到長期不變應力作用時的壓應力越大,徐變越大。在壓應力小于0.5L

文章部分改編自土撥鼠問答頻道,完整閱讀請訪問原本出處。

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