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3 混凝土在荷載長期作用下的變形性能
在荷載的長期作用下,即使荷載大小維持不變,混凝土的變形隨時間而增長的現象稱為徐變。
混凝土徐變的成因,一般而言,歸因于棍凝土中未晶體化的水泥膠凝體,在持續的外荷載作用下產生粘性蠕動,壓應力逐漸轉移給骨料,骨料應力增大試件變形也隨之增大。卸荷后,水泥膠凝體又漸恢復原狀,骨料遂將這部分應力逐漸轉回給膠凝體,于是產生彈性后效。另外,當壓應力較大時,在荷載的長期作用下,混凝土內部裂縫不斷發展,也致使應變增加。
混凝土的徐變,對鋼筋混凝土構件的內力分布及其受力性能有所影響。例如鋼筋混凝土柱的徐變,使棍凝土的應力減小,使鋼筋的應力增加,但最后不影響柱的承載力;由于徐變,受彎構件的受壓區變形加大,會使它的撓度增加;對于偏壓構件,特別是大偏壓構件,會使附加偏心距加大而導致強度降低;對于預應力構件爹會產生預應力損失等不利影響。但徐變也能緩和應力集中現象、降低溫度應力、減少支座不均勻沉降引起的結構內力,延緩收縮裂縫在構件中的出現,這些又是對結構的有利方面。長期荷載作用應力的大小是影響徐變的一個主要因素。
途變與水灰比呈線性關系;水泥用量愈多,徐變也愈大;水泥品種不同對徐變也有影響,用普通硅酸鹽水泥制成的混凝土,其徐變要較用火山灰質水泥或礦渣水泥制成的大;骨料的力學性質也影響徐變變形,骨料愈堅硬、彈性模量愈大,以及骨料所占體積比愈大,徐變就愈小。收縮和膨脹是混凝土在結硬過程中本身體積的變形,與荷載無關。混凝土在空氣中結硬體積會收縮,在水中結硬體積要膨脹。當混凝土受到各種制約不能自由收縮時,將在混凝土中產生拉應力,甚而導致混凝土產生收縮裂縫 。
一般認為,混凝土結硬過程中特別是結硬初期,水泥水化凝結作用因其體積的凝縮,以及混凝土內游離水分蒸發逸散引起的干縮,是產生收縮變形的主要原因。
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