1、硬化后混凝土的性能,Properties of Hardened Concrete,一、混凝土强度,基本概念：抗压强度抗拉强度强度等级，等 混凝土受压破坏机理 混凝土强度的影响因素,1、强度的几个基本概念,立方体抗压强度,国家标准规定：制作边长为150mm的立方体试件，在标准条件(202C，相对湿度95%)下，养护到28天龄期，测得的抗压强度值称为混凝土立方体抗压强度，以“fcu”表示。,国家规范规定：用尺寸为150 mm 150 mm 300mm的标准棱柱体试件，按规定方法成型、标准条件下养护28天，测得的抗压强度为轴心抗压强度，以fc表示；,轴心抗压强度,轴心抗压强度是工程结构设计的依据；
2、轴心抗压强度与立方体抗压强度的关系： fc = (0.70.8)fcu；换算系数与混凝土强度有关，强度越高，系数越小；,强度的几个基本概念,轴心抗拉强度,混凝土轴心抗拉强度（ft）不宜直接测量，通过间接测定劈裂抗拉强度(fts)换算得到。换算系数可由试验确定。,抗折强度,根据GB/T 50081-2002普通混凝土力学性能试验方法标准规定，采用3分点抗折试验方法。,强度的几个基本概念,强度等级,实际强度,根据混凝土立方体强度标准值(MPa)划分的等级，以符号C+混凝土立方体强度标准值(fcu,k)表示。,将试件在实际工程的温湿度条件下养护28天，测得的立方体试件强度，作为混凝土施工质量控制和验
3、收依据。,强度标准值,用标准试验方法测得的一组若干个强度值的总体分布中的某一个值，低于该值的百分率不超过5%,该强度值称为强度标准值。以“fcu,k立方体抗压强度标准值”或“fcu,k轴心抗压强度标准值”表示,如何求得立方体抗压强度标准值的？,例如：一组试件的立方体抗压强度值分别为32.1, 37.5, 35.1, 38.2, 40.2 , 29.5, 43.1, 42.3, 40.6, 30.2, 32.5, 37.4, 38.1, 37.4, 36.4, 33.8, 35.8, 36.2, 37.9, 39.2(MPa) ，共有20个数据。,混凝土强度试验,混凝土的强度是通过对试件进行强度
4、试验获得的。混凝土的强度试验有： 抗压试验 单轴受压 混凝土受单方向压力作用,工程中采用的强度一般是单轴抗压强度； 多轴向受压 混凝土受多方向压应力作用 抗拉试验 直接拉伸试验 劈裂试验 抗弯试验,抗压强度试验,试件形状与尺寸 几何形状有立方体、棱柱体和圆柱体，我国以立方体试件为主； 立方体试件的边长有100mm、150mm、200mm三种； 当骨料的Dmax20mm 时，可采用100mm 当骨料的Dmax40mm 时，可采用150或200mm。,直接轴心抗拉试验很困难 荷载作用线难以与试件轴线保持重合，发生偏心； 难以保证试件在受拉区断裂。,抗拉强度试验,直拉试验,混凝土受拉伸,单轴拉伸作用
5、下混凝土的行为,混凝土的应力-应变曲线、弹性模量和波松比均与单轴受压作用条件下的类似，但是因为在这种应力状态下抑制裂缝发展的可能性小得多，裂缝从扩展开始到失稳的过程短暂，呈现十分明显的脆性断裂。,劈裂抗拉,劈裂抗拉试验 试件：边长为150mm的立方体试件或圆柱体试件 原理：在试件的相对的表面素线上作用均匀分布的压应力，从而在竖向平面内产生均匀拉伸应力,抗拉强度试验,fs,劈拉强度计算： fts = 2P/ a2 = 0.637(P/ a2)a：立方体试件的边长 ;,四点弯拉试验试件：150150600(或550)mm3的梁式试件按三分点加荷进行弯曲试验，在试件下方产生拉伸应力,抗拉强度试验,根
6、据材料力学理论合线弹性应力应变分析，试件断裂是的最大拉伸应力为：fb = PL / bd2 (bd= 试件的截面积),2、混凝土受压破坏机理,混凝土受压破坏过程是内部裂缝的发生、扩展直致连通的过程，也是混凝土内部固体相结构从连续到不连续的发展过程。受力状态： 由于粗骨料的强度和弹性模量大于水泥石的，在混凝土承受单向受压时，使骨料的上下两面产生压应力； 而在骨料侧面则产生拉应力； 由于力的传递在骨料的上下面形成一锲形，因而在契形两侧的水泥石还受到剪应力，而在裂缝的尖端会产生很大的应力集中。,混凝土试件受压时内部裂缝扩展情形,混凝土受压破坏的三种形式,骨料强度小于水泥石强度，则骨料劈裂破坏； 水泥
7、石发生拉伸或剪切破坏； 水泥石与骨料的界面之间的粘结破坏。,普通混凝土,剪切粘结破坏,混凝土试件单轴受压,水泥石剪切破坏,裂缝的扩展混凝土抗拉强度较低，而裂缝尖端的应力集中和受拉区所受的拉应力远远超过其抗拉强度，导致裂缝在较低的压应力水平下扩展和产生。原始裂缝存在的原因： 水泥水化收缩导致骨料与水泥石之间和水泥石内部产生微裂缝； 由于水泥石与粗骨料的弹性模量的差异，温湿度的变化而导致产生界面微裂缝； 混凝土拌和物的泌水现象，导致骨料下部形成水囊，干燥后即为界面裂缝。混凝土内部界面区对于混凝土受压破坏很重要,混凝土受压破坏机理,混凝土中的界面过渡区,研究混凝土的力学行为，将混凝土材料作为三相复合
8、体是很有帮助的: 硬化水泥浆水泥石 骨料 界面过渡区 (TZ ),过渡区特征 过渡区以厚度约为10-15 m的薄壳存在于粗骨料的周围； 过渡区比混凝土中其它两相硬化水泥浆和骨料都弱，是混凝土中最薄弱的组份，所以虽然尺寸小，但对混凝土的力学行为影响很大； 在混凝土浇灌好后，在粗骨料周围形成一层水膜，导致粗骨料周围的水灰比大于整体水泥浆，所以界面过渡区多孔，且钙矾石和羟钙石都呈取向性大晶体颗粒。,裂缝扩展的路径和方向,骨 料,水泥石,骨料周围的界面区,普通混凝土的微结构,裂缝沿界面区扩展,过渡区的重要性,一般认为，因为过渡区的存在，所以. 混凝土在受拉是脆性的，而受压时又相当强韧； 混凝土的拉伸强
9、度只有抗压强度的1/20； 在水灰比相同时，砂浆的强度大于混凝土的强度； 硬化水泥浆和骨料是弹性体，而混凝土不是； 在相同水灰比时，砂浆的渗透性只有混凝土的1/100。,故，过渡区是“链的最薄弱环节”，一般认为是混凝土强度的“限制相”；,改善过渡区的措施： 改善和易性，减少泌水； 提高混凝土体积稳定性； 低水灰比（w/c ）； 掺加超细矿物掺合料(很大比表面积) ； 选用骨料的种类；,混凝土、砂浆和水泥浆体的应力-应变曲线,3、混凝土强度的影响因素,混凝土的强度fc随着龄期和养护不断增长，主要有三方面的影响因素： 组成材料的特性与配合比（内在因素） 浇灌与养护条件（温湿度、时间） 生产工艺与条
10、件 此外，强度试验参数影响到测试值。,材料的强度与材料组成、材料结构的密切关系 组成影响因素：水泥、骨料和水及其特性与掺量； 结构影响因素：组成材料及其分布、生产工艺与条件、浇灌与养护制度等。,分析和掌握的思路：,主要影响因素,水灰比 水泥品种 骨料品种、最大粒径与级配 水灰比、水泥及骨料的综合影响 拌合水 外加剂(化学外加剂、矿物外加剂) 养护时间与条件 龄期的影响 试件、试验参数的影响,水灰比的影响,水泥水化所需的水量远少于为保证混凝土拌和物和易性所需的水量，剩余水将在混凝土中留下大量孔隙，而材料强度与孔隙率呈指数函数关系；,硬化水泥浆体强度-毛细孔隙率关系,混凝土强度与水灰比符合 “Ab
11、rams 定律”：,水灰比(W/C)：fc K1 / K2w/c K1、K2 为常数，与龄期、组成材料及测定方法等因素有关。,混凝土的强度随着水灰比的减小而增加；当 w/c 0.3时, 水灰比很小的降低都将导致混凝土强度很大的增加，上述关系不再适用； 这个结果归结于界面过渡区(TZ)强度的明显提高；因为界面过渡区中氢氧化钙晶体颗粒的尺寸随着水灰比降低而减小。,back,水泥品种的影响,水泥品种通过下列几方面影响混凝土的强度： 水泥的强度等级 混凝土强度与水泥强度成正比； 水泥细度 水泥比表面积越大，水化速度越快，混凝土早期强度增长快； 水泥矿物组成 由于90天龄期以后，水泥的水化度基本相同，因
12、此，水泥矿物组成主要影响早期强度； 标准稠度需水量 需水量低则有利于降低水灰比和孔隙率，从而提高水泥石和混凝土的强度。,back,骨料如何影响？,最大粒径 经济上，应尽可能低选用大粒径的粗骨料； 大粒径的粗骨料可以降低混凝土的用水量； 粗骨料的粒径越大，过渡区就将越薄弱，并将含有更多的微裂缝，降低强度。 骨料矿物组成 石灰石骨料可以产生较高的强度，因为在界面过渡区形成CaCO3.Ca(OH)2.xH2O； 界面过渡区化学增强。 骨料的表面特征 粗糙表面有利于增加过渡区的粘结强度； 针片状骨料容易引起应力集中，降低混凝土破坏的极限应力，因而降低强度。,骨料最大粒径对混凝土抗压强度的影响,粗骨料品
13、种对混凝土抗压强度的影响,扫描电镜照片显示：用石灰石做骨料的混凝土中，界面过渡区没有微裂缝和连通的孔隙,back,混凝土强度与水灰比、水泥强度等级 和骨料种类的关系,鲍罗米公式：fcu = a fce ( C/W b )fcu混凝土28d抗压强度（MPa）fce 水泥的实测强度（MPa） C/W灰水比a 、b 与骨料种类有关的回归系数： 对于卵石： a0.48 ; b 0.33; 对于碎石： a0.46 ; b 0.07。,混凝土抗压强度设计公式,back,拌合水如何影响,饮用水是最适合于拌和混凝土； 含油水、酸性水和海水不得用于拌和混凝土； 如果饮用水缺乏，用其它水拌和混凝土前，必须与蒸馏水
14、进行对比试验，如果强度降低不大于10，那么这种水能用于拌和混凝土。 含有影响水泥水化的化学物质的废水不得用于拌和混凝土。,back,化学外加剂 (Chemical Admixture)矿物外加剂（掺合料） (Mineral Admixture)由于混凝土技术的发展，在20多年里： 水灰比（水胶比）从 0.5 降低到0.150.30；混凝土抗压强度从30MPa 提高到200800MPa！,back,外加剂的影响影响,浇灌与养护条件的影响,新拌混凝土 的和易性,养 护 Curing,混凝土硬化过程中，人为地变化混凝土体周围环境的温度与湿度条件，使其微结构和性能达到所需要的结果，称为对混凝土的养护温
15、度湿度 分析思路： 水泥矿物的水化反应与温度、湿度的关系？ 混凝土致密、均匀的微结构形成与温、湿度的关系？,混凝土强度与湿养护,混凝土连续湿养护有利于混凝土强度的发展 湿养护的措施： 喷洒 水浴 用砂、木屑或薄膜覆盖,混凝土强度与湿养护时间,混凝土强度与浇灌与养护温度,三种情形: I. 浇灌和养护温度相同.温度越高，强度增长越快，为什么？ II. 不同温度下浇灌，常温下养护养护温度相同时，浇灌温度越高，混凝土后期强度(180天)越低。 III. 常温下浇灌，不同温度下养护养护温度越低，强度越低。,混凝土连续在21C下养护28天的试样强度的百分率(%),混凝土在指定的温度下浇灌密封放置2小时后，
16、再在21C下养护到测试龄期,说明：混凝土在21C下浇灌并放置6小时后，再在指定温度下养护至测试龄期,养护温度越低，强度越低； 养护温度比浇灌温度更重要! 冬天施工的混凝土必须采取措施保暖一段时间。 微观研究表明：较低温度的养护可以使得水泥石的结构致密、均匀。为什么？,浇灌与养护温度影响概括,back,龄期的影响,混凝土强度在最初37d增长较快，然后逐渐缓慢下来。其随养护龄期的增长大致符合对数函数关系：fcu,n/fcu,a = lg n/lg a 式中：fcu,n n天龄期混凝土的抗压强度；fcu,a a天龄期混凝土的抗压强度；,养护龄期对混凝土强度的影响,back,试件与试验参数对强度测试值
17、的影响,A. 试件形状； B. 试件尺寸； C. 表面处理； D. 加载时间（加荷速度）； E. 试验机的刚度等。,上述因素影响强度试验值，而不是实际混凝土强度！,试件尺寸的影响,试件尺寸越大，混凝土强度测试值越偏低； 试件尺寸越小，混凝土强度测试值越偏高；,其原因： 环箍效应，尺寸小，环箍效应明显 缺陷概率，尺寸大，缺陷概率大,试验参数的影响,含水状态: 试验时，要求试件是湿状态； 干燥试件比饱水试件强度高20 to 25% 原因: 水泥石内部不连续压力的存在 加荷条件： 恒定加荷速度 加荷速度越快，测试值越高，反之亦然。 原因：材料对外加荷载的响应,back,如何使得混凝土具有所需的强度,
18、三条技术途径： 原材料的选择配合比设计浇灌和养护,水泥品种与强度等级；骨料品种、粒径、级配；外加剂,水灰比；砂率；用水量或胶凝材料用量,温度；湿度；时间,问题？,1.试从混凝土受压破坏过程，分析混凝土强度与水泥强度等级、水灰比的关系？ 2.为什么早期温度高，混凝土早期强度高，但后期强度低？而早期温度低，虽然早期强度低，但后期强度高？ 3.早期干燥对混凝土抗压强度有何影响？为什么？ 4.为什么混凝土强度的测量要用标准试件、标准养护条件、标准加荷速度？,二、混凝土的尺寸稳定性,硬化混凝土的变形来自两方面：环境因素(温、湿度变化)和外加荷载因素，因此有： 非荷载作用下的变形 收缩变形 膨胀变形 荷载
19、作用下的变形 弹性变形 非弹性变形 长期荷载作用徐变,思考：如何减小或消除这些变形的负面影响,1、非荷载作用下的变形,干燥收缩 自收缩 温度变形,back,湿胀干缩变形,定义：湿度变化所引起的混凝土体积变形湿胀干缩，主要原因是水泥石中的凝胶水和毛细孔水的变化引起的。 水泥石和混凝土的收缩行为 水泥石在水中连续浸泡，产生相当小的连续膨胀； 第1次干燥时，收缩最大，其收缩值有部分是不可逆的，即再次吸水不能恢复。 试验证明：相对湿度为70%的空气中的收缩值为水中膨胀值的6倍，相对湿度为50%，为8倍。 混凝土的湿胀干缩变形重要的是干缩变形，因在约束下的收缩将导致混凝土开裂。,混凝土的干缩机理,干缩来
20、自材料内部水的损失，二者的关系如图所示，收缩值随着水的损失变化的斜率不一致。 环境湿度不同，有以下几种不同的干缩机理： 毛细张力 毛细孔和较大的凝胶孔中的自由水因大气水蒸气压降低而蒸发时，表面张力增加，产生拉伸应力，使得孔壁受压而收缩； 分离压 水泥石中的凝胶孔中的吸附水使得孔壁间存在分离压力(湿胀的原因),因干燥而吸附水损失时，将降低孔壁的分离压，引起整体收缩； 层间可挥发水的迁移,干燥收缩的危害,路面板、桥面板、机场道面、停车场等暴露面积大且厚度较小的结构物干缩最为显著； 当混凝土的干燥收缩受到约束时，将导致裂缝，影响混凝土的强度和耐久性。,混凝土干缩的影响因素,混凝土组成与配合比 混凝土
21、的干缩小于水泥石，因此，骨料体积含量越大，干缩越小：cp (1-Vg)n (n1.21.7) 水泥用量 水灰比一定时，水泥用量越多，干缩越大； 用水量 水泥用量一定时，用水量越多，干缩越大。 水泥种类与细度 细度越细，干缩较大。 良好养护可以减小收缩 构件几何尺寸和形状 表面积与体积比值越大，收缩越大； 湿度扩散的路径越长，收缩速率越低。,back,自收缩,条件特征：与外界环境无水分交换； 产生的原因： 水泥水化吸收毛细管中的水分，使毛细管失水，产生毛细管压力，引起收缩自干燥收缩； 水泥水化物的体积小于反应前各物质的体积和，因而导致混凝土硬化后收缩化学收缩； 特点：收缩值随龄期而增加，早期较快
22、，后期缓慢。 影响因素 水泥品种 主要是矿物组成与混合材种类； 水灰比 随水灰比减小，收缩增大 ； 骨料及其体积分数 水泥用量 外加剂,自收缩测量装置,水灰比对自收缩的影响,水泥品种对自收缩的影响,外加剂对自收缩的影响,问题？,混凝土的干燥收缩与自干燥收缩有何异同？ 解答： 相同点：机理相似，水分损失、毛细张力等； 不同点：水分损失的原因不同，前者是因环境湿度变化引起的，后者是由水泥水化引起的；前者主要发生在表面层，而后者发生在整个体积，尤其在中心部位更大。,back,温度变形,与其它材料一样，混凝土也具有热胀冷缩的性质； 混凝土的热膨胀系数为1105/C； 温度变形对大体积混凝土不利，因水泥
23、水化放热，造成内外温差较大，内外膨胀不均，导致外部开裂； 混凝土的热膨胀系数取决于骨料的热膨胀系数。,back,2、荷载作用下的变形,单轴受压时的应力应变行为 混凝土的弹性模量 混凝土弹性模量与组成关系 混凝土弹性模量的主要影响因素； 弹性模量与抗压强度的关系；,back,单轴受压时的应力应变行为,在压应力作用下，骨料是弹性体，水泥石也是弹性体，但由骨料与水泥石组成的混凝土是一种弹塑性体。 特点：混凝土在压应力作用下，既产生弹性变形，也产生塑性变形。 在较低应力(极限应力fcp的30%)下，以弹性变形为主； 在较高应力( fcp的30%)下，产生弹塑性变形，应力水平越高，塑性变形量越大； 混凝
24、土强度越低，塑性变形越大。,混凝土受压的应力应变全曲线,问题？,为什么骨料和水泥石是弹性体，而二者组成的混凝土是弹塑性体？ 原因：混凝土是一个多物相、多孔性的复合材料，其主体是颗粒堆聚体，存在界面过渡区，且过渡区有原生微裂缝。受力下，界面裂缝的扩展、颗粒间的滑移、孔隙中水的迁移等因素导致产生塑性变形。 混凝土单轴受压下的曲线可以分为4个阶段： 在极限应力fcp的30%以下，界面过渡区微裂缝是稳定的，因此， 曲线是线形的； 当应力 fcp的30%时，随着应力增加，过渡区的裂缝长度、宽度和数量增加， /比值增加， 曲线偏离直线；如果应力 fcp的50%，过渡区的微裂缝稳定体系存在，基体水泥石不会产
25、生微裂缝； 当应力 fcp的5060%时，基体相中产生微裂缝，如果应力进一步增加，基体相微裂缝扩展，增多，过渡区微裂缝失稳，导致曲线弯向横轴 当应力 fcp的7580%时，应变能释放速度达到在持久应力下裂缝自发扩展的水平，应变随应力增长很快，直至裂缝成为联系体系破坏。,back,混凝土的弹性模量,弹性模量E：静力弹性模量与动荷载弹性模量 混凝土的应力应变行为不完全遵循虎克定律， 曲线是非线性的，所以，混凝土的弹性模量不是一个恒定值。 为了工程设计，故常对应力应变曲线的初始阶段作近似直线处理，有三种处理方式： 原点切线弹性模量 Eo = tan 1； 割线弹性模量 Eh = tan 2； 切线弹
26、性模量 Et = tan 3。,难以准确测量，应力水平很低，实用意义小。,只适用于切点处荷载变化很小的范围内，工程意义也不大,back,我国现行标准指定以应力 =1/3 fcp时的加荷割线弹性模量定义为混凝土的弹性模量Eh静力弹性模量。,单相匀质材料的弹性模量和密度有直接关系； 混凝土是多物相复合材料，因此，其弹性模量取决于下列因素： 各物相的体积分数； 各物相的密度； 各物相的弹性模量 界面过渡区的特性,弹性模量与组成的关系,混凝土是多物相复合材料，因此，其弹性行为取决于各个相的弹性行为： 未水化的水泥颗粒 水化物凝胶 水 粗骨料 细骨料 混凝土的弹性模量取决于下列4个要素： 水泥石的弹性模
27、量Ep； 骨料的弹性模量Ea； 骨料的体积含量(或水泥石的体积含量)Vg。 界面过渡区特性,水泥石,骨 料,基体相,分散相,混凝土弹性行为的复合模型,将混凝土简化为由水泥石和骨料组成的两相复合材料，因而，可建立如下复合材料模型，来预测混凝土的整体行为：,因为：c ap，c1a Vg+ p (1Vg) 根据虎克定律： E 得到： EcEaVg+Ep(1Vg) (1),因为：cap ， c 1 aVg+ p (1Vg) 根据虎克定律： E 得到： (1/Ec)(Vg/Ea)+ (1Vg)/ Ep (2),该模型是由上下两层水泥石和中间第一个模型 构成，同理可得： (1/Ec)(1-Vg1/2)/E
28、a+ Vg1/2/EaVg+Ep(1-Vg1/2) (3),根据上述3个公式，得到如图所示的曲线； 公式(1)和(2)分别为混凝土弹性模量的上、下限； 公式的适用取决于骨料与水泥石的弹性模量之比Ea/Ep： Ea/Ep=1，3个公式均适用，一般Ea/Ep1，公式(3)最接近实际情况； 所以，混凝土的弹性模量取决于水泥石和骨料的弹性模量，以及骨料的体积分数,back,影响混凝土弹性模量的因素,水泥石基体相的弹性模量 水泥石基体相的弹性模量受其孔隙率控制：Ep=E0(1Pc)3，即孔隙率越大，弹性模量越低； 水泥石的孔隙率的影响因素： 水灰比 水灰比越小，弹性模量越高; 水泥水化度(龄期) 弹性模
29、量随水化龄期不断增长; 空气含量 含气量越大，弹性模量越低； 矿物掺合料 含水状态 吸水饱和时的弹性模量大于干燥时的；,骨料相的弹性模量 骨料的孔隙率 骨料越密实，弹性模量越高； 粗骨料的体积含量 弹性模量高的粗骨料越多，一般来说，混凝土的弹性模量越高； 界面过渡区特征 空隙, 微裂缝和CH晶体的取向等因素决定混凝土应力应变关系，因而影响到混凝土的弹性模量。,back,混凝土弹性模量与抗压强度的关系,混凝土的弹性模量与强度间没有简单关系，所以混凝土弹性模量应由试验测定； 一般来说，混凝土抗压强度越高，弹性模量越大：二者之间存在经验公式：Ec 3.32( fcyl)0.5 + 6.9 (ACI
30、2000b)式中： Ec 混凝土弹性模量；fcyl 标准棱柱体试件28天抗压强度该公式适用于抗压强度在2183 MPa的混凝土,水饱和状态下，混凝土的泊松比 =0.250.3； 干燥状态下，混凝土的泊松比 =0.2； 一般在0.170.2。 混凝土泊松比随骨料含量的增加而增加。,混凝土的泊松比,back,3、混凝土的徐变,什么是徐变？在持续（恒定）荷载作用下，混凝土产生随时间而增加的变形称为徐变。 徐变曲线特征？ 徐变产生的机理？ 徐变对混凝土结构有何影响？ 影响徐变的因素有那些？,徐变曲线特征：,加上恒定荷载时，混凝土立即产生瞬时弹性变形，随后，徐变随时间增加较快，然后逐渐减慢。 卸荷后，
31、一部分变形可恢复，称为弹性恢复； 其后将有一个随时间而减小的应变恢复称为徐变恢复； 最后残留下来的变形成为不可逆徐变。,徐变产生的机理：,水泥石中的水化物凝胶颗粒之间的粘性流动和剪切滑移； 在荷载作用下，凝胶体内的吸附水被挤出； 骨料的延后弹性变形 ； 过渡区裂缝的扩展或产生。,加荷后，水泥石首先变形，骨料上的应力增大，骨料产生弹性变形延后弹性变形,徐变机理,不利：徐变会引起混凝土构件的预应力损失，据统计，我国几十年来生产的构件预应力损失达3050%；混凝土构件会产生随时间变化的挠度或变形。有利徐变会使温度或其他收缩变形受约束时产生的应力减小；降低结构应力集中区和因基础不均匀沉陷引起局部应力的
32、结构中的应力峰值。,徐变的影响：,西太平洋Caroline群岛上的一座桥梁(主跨为241m)，由于徐变使跨中向下挠曲，加铺的桥面板进一步加剧徐变，使该桥在建成不到20年后坍塌 (1996年)。,影响徐变的因素：,湿含量：混凝土中的湿含量降低，徐变减小； 环境湿度：湿度降低，徐变增大； 温度：温度升高，徐变增大，70C以上，使徐变降低； 骨料用量：体积含量增加，徐变减小； 骨料的特性：泊松比和弹性模量，弹模越大，徐变越小； 水灰比与龄期：水灰比增大，徐变增大； 水泥用量：水灰比一定，水泥用量增加，徐变减小 荷载应力水平：荷载越大，徐变会越大 。,环境湿度对混凝土徐变的影响,收缩与徐变对混凝土开裂
33、的影响,混凝土的开裂受多种因素的影响 环境的物理与化学因素和荷载作用下的变形； 混凝土的延性、强度等性能； 变形受到约束的程度。 开裂条件：收缩与徐变的相互作用 收缩受到约束时，产生拉应力； 在一定持续应力下，混凝土会产生徐变，引起应力松弛，导致应力随时间减小； 当徐变后的实际应力达到抗拉强度时，混凝土才会开裂。,综合,小节,骨料和水泥石是弹性体，而混凝土是弹塑性体或粘弹性体，在受压应力作用，既产生弹性变形，又产生塑性变形； 混凝土的弹性模量不是一个常数，工程应用中，一般用割线弹性模量作为设计依据，其大小取决于水泥石和骨料的弹性模量及其相对含量，以及界面状况； 在干燥状态下，混凝土内部水的损失，而引起干缩变形，它与混凝土的组成、构件几何尺寸与形状、环境条件等有关； 在与外界隔绝的条件下，由于水泥水化会引起混凝土内部自干燥，而产生整体的自干缩变形； 在荷载长期作用下，混凝土会发生随时间增加的变形徐变，干燥会使徐变增大； 在约束条件下，混凝土发生的各种变形，可引起开裂。,
