什么是混凝土的徐变?

混凝土徐变是指硬化后的混凝土在恒定荷载的长期作用下,随时间而增加的变形。

对预应力钢筋混凝土,徐变会使预应力损失而为大家所重视。对补偿收缩混凝土,它产生的化学预应力很小,徐变影响可忽略。在大体积混凝土中,徐变还能够松弛因为混凝土迅速提温而产生的压应力。

随着混凝土的冷却,所保持的压应力逐渐消失而产生拉应力。徐变速率随时间的延长而降低,当溫度下降到混凝土原始浇筑溫度时,就可能发生开裂。徐变还会引起结构的位移而影响其稳定性。因此,徐变是混凝土的重要性质。

徐变分压应力徐变和拉应力徐变。拉徐变对混凝土抗裂有利。在实际结构中所测出的徐变值是干燥徐变,干燥使徐变值增大。在没有水分迁移的环境下的徐变称为基本徐变(basicCreep),其大小可近似地看成干燥徐变与干燥收缩之差。完全干燥的混凝土徐变非常小。普通混凝土的比徐变为(30~50)×10-6/MPa,高强混凝土则为(10~20)×10-/MPa。一般把收缩变形与徐变变形的形变一同多方面考虑。

图3-3表示徐变与干缩的关系。

当压力荷载加到混凝土试件上,立即出现瞬时塑性变形与瞬时弹性变形。如保持荷载,就出现徐变,同时也产生干缩。经过时间t1后,卸去荷载,试件就立即出现瞬时弹性回复变形,接着出现徐变回复,经过t时间基本回复完毕。到龄期t2时放入水中,出现湿胀。图3-3下部是不加荷载的变形曲线反映干缩与湿胀的结果,上部是荷载变化的变形曲线,同时反映弹塑性变形、徐变与干缩湿、胀的结果,也就是试件在荷载与环境变化下的实际变形情况。

根据日本户川一夫等所作膨胀水泥混凝土的徐变性能试验报告,膨胀水泥混凝土的受拉徐变大于普通混凝土,而这两种混凝土的受拉徐变都大于受压徐变。

在补偿收缩混凝土中,也即在限制膨胀与限制收缩下徐变,还具备以下几个特点。

(1)补偿收缩混凝土中压应力很小,常常不超过1MPa,而混凝土的抗压强度不会低于20MPa,应力与强度的比值很小,因此徐变也总是很小;

(2)在湿养护期内,也就是膨胀阶段,混凝土中产生的压应力,引起受压徐变,有使受限膨胀率降低之势,这也是徐变的不好影响。但因为时间很短(一般7~14d),应力值又低,故可不予考虑。只有在大受限的情况下,压应力可高达6MPa以上,产生较大的徐变,对以后的补偿收缩能力有较大不好影响;

(3)在收缩开始以后,混凝土中压应力开始降低,徐变也随着降低。当混凝土中出现一定拉应力后,拉应力徐变随之产生。这种徐变能够增加混凝土的拉伸变形能力,有时能使混凝土的极限延伸率提高1~2倍或更多,推迟或避免混凝土开裂。这也是徐变的有利影响;

(4)在条件许可下,可设法提高补偿收缩混凝土的徐变,如采用塑化剂,选用弹性模量较低的骨料等。这样做有利于避免或减轻开裂。

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